KR100502254B1 - 감소된 높이의 증류 칼럼용 구조적 충전 시스템 - Google Patents

감소된 높이의 증류 칼럼용 구조적 충전 시스템 Download PDF

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Abstract

정의된 적당한 영역 밀도, 정의된 예각의 주름, 및 하나 이상의 정의된 짧은 벽돌 높이 및 정의된 충전 구조물 변형형을 갖는 특히 고순도의 아르곤과 같은 제품을 생산하는 극저온 공기 정류에 특히 유용한 시스템.

Description

감소된 높이의 증류 칼럼용 구조적 충전 시스템{STRUCTURED PACKING SYSTEM FOR REDUCED DISTILLATION COLUMN HEIGHT}
본 발명은 일반적으로 증류 칼럼내에 사용되는 구조적 충전물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 극저온 공기 분리 장치에서 단일 아르곤 칼럼으로부터 고순도의 아르곤을 생산하는 데 유용한 것이다.
산소, 질소 및 아르곤의 대량 생산은 통상 극저온 정류를 통하여 수행된다. 때때로, 정류 칼럼 내부에 구조적 충전물을 사용하는 것이 엄선된 사전 칼럼 내재물인 단(tray) 상에 이점을 제공하는 것으로 공지되어 있다. 구조적 충전물의 우선적 이점은 이론적 분리 단계 당 압력 강하가 적다는 것이다. 이것은 칼럼의 동작 압력을 감소시키고, 이어서 공기가 압축되어야 하는 압력을 낮추며 그리하여 장치에 필요한 전력량을 낮춘다. 또한, 충전물의 사용은 장치로부터 직접 무산소 아르곤을 생산하기 위한 확장된 아르곤 칼럼의 사용을 가능하게 한다.
구조적 충전물은 분명히 단에 비하여 불이익을 갖는다. 충전된 칼럼은 통상 단형 대응물 보다 제조 비용이 비싸다. 또한, 이론적 단계 당 충전물의 높이가 단형 칼럼에 유사하지만, 액체의 수집 및 증류를 위해 추가적 높이가 요구된다는 점에서 상업적으로 가용한 구조적 충전물을 포함하는 산업적 칼럼은 단형 칼럼보다 키가 크게 된다. 증류 칼럼의 높이를 증가시키는 것은 공기 분리에 대하여 여러 결점을 초래한다. 예를 들어, 극저온 시스템으로의 열 누설은 전력을 소비하는 추가적 냉동을 발생시켜 극복되어야 한다. 또한, 고압 칼럼으로부터 저압 칼럼으로의 액체 전달은 액체 펌핑 또는 저압 칼럼의 높이가 지나치게 높다면 증기 부양을 요구하며, 이것은 공정을 복잡하게 하고 비효율적으로 한다. 증기 부양이란 용어는 표준 증기인 저밀도 흐름과 표준 액체인 고밀도 흐름의 조합을 설명하는 것으로서, 평균 유체 밀도를 감소시켜 보다 고지로 흐름을 수송하는 경우에 압력 강하에 대한 수두 기여를 감소시킨다.
이러한 이유로, 극저온 공기 분리 장치는 화학 산업에서의 통상의 산업적 분리와 비교할 때, 이론적 판(plate)(HETP) 충전물의 매우 낮은 단 이격 및 낮은 높이의 등가물을 사용한다. HETP란 용어는 종종 충전된 증류 칼럼을 특징짓는 데 사용되고, 본원에서는 일반적으로 사용되어 낮은 HETP라는 것은 주어진 높이의 충전물내에서 보다 많은 물질 전달이 발생하는 것을 의미한다.
아르곤의 농도가 약 98 몰% 이하인 미정제 아르곤이 공기의 극저온 정류에 의해 생산된다. 아르곤은 공기 중 1% 미만을 포함한다. 통상 공기는 저압 칼럼과 열교환 관계에 있는 고압 칼럼을 포함하는 이중 칼럼 시스템을 사용하여 산소 및 질소로 분리된다. 아르곤은 질소와 산소 사이에 개재된 끓는점을 갖지만 산소에 더 가깝고, 저압 칼럼의 보다 하부 영역에서 농축된다. 아르곤의 농도가 최대인 저압 칼럼의 위치 또는 그 근처에서 흐름이 유출되고 미정제 아르곤 제품으로 정류되기 위하여 아르곤 칼럼으로 전달된다. 공급 흐름내의 아르곤 농도는 통상 7-15%로서 효과적인 아르곤 회수가 아르곤 칼럼 시스템에 의해 성취될 수 있다. 아르곤 칼럼 공급 흐름의 잔여분은 산소 및 질소를 포함한다.
아르곤 칼럼에서는 공급물이 극저온 정류에 의해 분리된다. 낮은 휘발성 성분인 산소는 상승하는 증기로부터 제거되고, 아르곤은 칼럼 상부에서 농축된다. 또한, 아르곤 칼럼으로의 공급물내에 존재하는 임의의 질소는 질소가 아르곤 및 산소보다 더욱 휘발성이기 때문에 칼럼의 상부에서 농축된다. 칼럼의 상부를 떠나는 미정제 아르곤 생성물은 일반적으로 95-98%의 아르곤을 포함한다. 잔류물은 산소 및 질소가 된다. 미정제 생성물은 고순도 또는 정제된 아르곤을 생산하는 추가 가공을 위해 송출된다. 산소는 미정제 아르곤 흐름을 수소와 혼합하고, 혼합물을 수소와 산소가 반응하여 물을 형성하는 촉매 수소화 유니트에 통과시킴으로써 미정제 아르곤 흐름으로부터 제거된다. 그 후, 흐름은 물을 제거하기 위하여 건조기를 통과한다. 산소를 제거하기 위한 대안적 방법이 존재한다. 일단 산소가 제거되면, 질소가 극저온 증류에 의해 아르곤 흐름으로부터 분리된다. 일반적으로 산소 및 질소의 노도가 2 ppm 미만인 최종 고순도 또는 정제된 아르곤은 상업적 용도에 유용하다.
아르곤 칼럼 시스템으로부터 정제된 아르곤을 생산하기 위한 자본 및 동작 비용은 상당하다. 그러나, 아르곤 칼럼 내에 충분한 평형 단계가 제공되면, 무산소 아르곤을 직접 생산하는 것이 가능하다. 통상, 미정제 생성물을 생산하기 위해 아르곤 칼럼내에 제공되는 평형 단계의 수는 40-50이다. 이러한 수는 증류만으로 산소 농도 명세를 맞추기 위하여 150 이상으로 증가해야 한다.
아르곤 칼럼의 확장을 통한 거의 무산소 아르곤의 생산은 분명히 유리하다. 우선, 그것은 관련 하드웨어 및 제어 요구와 함께 추가적 유니트 동작을 하류에서 요구하지 않는다. 그러나, 관계된 많은 수의 평형 단계는 매우 키가 큰 칼럼이 요구됨을 의미한다. 현재, 거의 무산소의 아르곤을 얻으려면, 추가적 칼럼이 종래 아르곤 생산 장치내에 존재하는 미정제 칼럼에 직렬로 배치된다. 초단계화 칼럼으로 명명되는 이러한 제 2 칼럼은 100 정도의 평형 분리 단계를 발생시켜야 한다. 미정제 칼럼은 약 50개를 발생시킨다. 증기가 미정제 칼럼의 상부로부터 취해지고 초단계화 칼럼의 하부로 유입된다. 초단계화 칼럼의 하부로부터의 액체는 미정제 칼럼의 상부로 펌핑된다. 칼럼을 분할하는 것은 분명히 경제적인 결점을 갖고, 동일한 작업을 수행하기 위하여 단일 칼럼을 사용하는 것으로부터 실제적인 절감을 얻을 수 있다. 그러나, 현실은 종래 구조적 충전물로는 칼럼을 분할하는 추가 비용이 미정제 칼럼이 제거될 경우에 요구되는 보다 큰 칼럼의 건조 및 조립과 관련된 비용의 관점에서 정당화 된다.
본 발명의 목적은 칼럼내에 채용될 수 있는 구조적 충전물 브릭을 제공하여, 칼럼 내재물로서 종래 구조적 충전물을 사용하는 분리에서 요구되는 것에 비해 낮은 칼럼 높이를 갖는 칼럼이 주어진 분리를 수행하는 데 사용되게 하는 것이다.
상기 및 기타 목적은 본원의 개시내용을 판독하는 당업자에게 자명할 것이고, 본 발명에 의해 달성된다. 본 발명의 일 측면은 하기와 같다:
(A) 휘발성이 보다 높은 성분 및 휘발성이 보다 낮은 성분을 포함하는 공급 혼합물을 다수의 브릭을 포함하는 충전물의 높이를 함유하는 칼럼으로 전달하는 단계로서, 상기 브릭은, 600 m2/m3 보다 크고 1500 m2/m3 보다 작은 면적 밀도를 지니고, 주름 각이 45°보다 크고 70°보다 작은 다수의 수직 배향된 구조적 충전 시트를 포함하며, (1) 8 인치 미만의 높이 및 (2) 나머지 영역과는 구조적으로 상이한 저부 영역을 지님으로써 저부 영역에서의 증기 유동에 대한 저항이 나머지 영역에서의 증기 유동에 대한 저항보다 작게 되는 충전 시트 중 하나 이상을 지니는 단계;
(B) 증기가 브릭을 통해 상방으로 흐르고 액체가 브릭을 통해 하방으로 흘러서, 휘발성이 보다 높은 성분이 상승하는 증기내에 농축되고 휘발성이 보다 낮은 성분이 하강하는 액체내에 농축되는 칼럼내에서 정류를 수행하는 단계; 및
(C) 휘발성이 보다 높은 성분의 농도가 공급 혼합물보다 높은 제 1 유체를 칼럼의 상부로부터 회수하고, 휘발성이 보다 낮은 성분의 농도가 공급 혼합물보다 높은 제 2 유체를 칼럼의 하부로부터 회수하는 단계를 포함하여 정류 칼럼을 동작시키는 방법.
본 발명의 또다른 측면은 하기와 같다:
600 m2/m3 보다 크고 1500 m2/m3 보다 작은 면적 밀도를 지니고, 주름 각이 45°보다 크고 70°보다 작은 다수의 수직 배향된 구조적 충전 시트를 포함하며, (1) 8 인치 미만의 높이 및 (2) 나머지 영역과는 구조적으로 상이한 저부 영역을 지님으로써 저부 영역에서의 증기 유동에 대한 저항이 나머지 영역에서의 증기 유동에 대한 저항보다 작게 되는 충전 시트 중 하나 이상을 지니는 다수의 브릭을 포함하는 충전물의 높이를 포함하는 칼럼.
본 발명의 추가적 측면은 하기와 같다:
600 m2/m3 보다 크고 1500 m2/m3 보다 작은 면적 밀도를 지니고, 주름 각이 45°보다 크고 70°보다 작은 다수의 수직 배향된 구조적 충전 시트를 포함하며, (1) 8 인치 미만의 높이 및 (2) 나머지 영역과는 구조적으로 상이한 저부 영역을 지님으로써 저부 영역에서의 증기 유동에 대한 저항이 나머지 영역에서의 증기 유동에 대한 저항보다 작게 되는 충전 시트 중 하나 이상을 지니는 브릭.
본원에 사용된 용어 "칼럼"은 증류 또는 분별증류 칼럼 또는 영역, 즉 접촉 칼럼 또는 영역을 의미하며, 거기에서 액체 및 증기 상은 대향류로 접촉하여 즉, 예를 들어 증기 및 액체 상을 충전 부재상에서 접촉시킴으로써 유체 혼합물의 분리를 유효하게 한다. 증류 칼럼에 대한 추가적 설명은 참고문헌[Chemical Engineers' Handbook, Fifth Edition, edited by R. H. Perry and C. H. Chilton, McGraw-Hill Book Company, New York, Section 13, "Distillation" B. D. Smith, et al., page 13-3 The Continuous Distillation Process]을 참조하라. 증기 및 액체 접촉 분리 공정은 성분에 대한 증기압의 차이에 의존한다. 높은 증기압(또는 휘발성이 보다 높은 또는 낮은 끓는점) 성분은 증기 상내에 농축될 것이고, 반면에 낮은 증기압(또는 낮은 휘발성 또는 높은 끓는점) 성분은 액체 상내에 농축될 것이다. 증류는 분리 공정으로서, 액체 혼합물의 가열은 휘발성이 보다 높은 성분을 증기 상내에 농축시키는 데 사용될 수 있고, 그리하여 낮은 휘발성 성분이 액체 상내에 농축된다. 부분 응축은 분리 공정으로서, 증기 혼합물의 냉각은 휘발성이 보다 높은 성분을 증기 상내에 농축시키는 데 사용될 수 있고, 그리하여 낮은 휘발성 성분이 액체 상내에 농축된다. 정류 또는 연속 증류는 증기 및 액체 상을 대향류 처리하여 얻어지는 연속적 부분 증발 및 응축을 결합한 분리 공정이다. 증기 및 액체 상을 대향류 접촉시키는 것은 단열 또는 비단열일 수 있으며, 상 간에 일체적(단계적) 또는 미분적(연속적) 접촉을 포함할 수 있다. 혼합물을 분리하는 정류 원리를 이용하는 분리 공정 설비는 종종 정류 칼럼, 증류 칼럼, 또는 분별증류 칼럼 간에 상호교환하여 명명된다. 극저온 정류는 150°K 미만의 온도에서 적어도 부분적으로 수행되는 정류이다.
본원에 사용된 용어 "충전물"은 두 상 간의 대향류 동안에 액체-증기 경계에서 액체가 물질 전달을 하도록 표면적을 제공하기 위하여 칼럼 내재물로서 선정된 구성, 크기 및 형상을 갖는 임의의 고체 또는 중공체을 의미한다.
본원에 사용된 용어 "구조적 충전물"은 개개의 부재가 서로에 대하여 그리고 칼럼 축에 대하여 특정 배향을 갖는 대각선으로 교차 주름진 충전물을 의미한다.
본원에 사용된 용어 칼럼의 "상부(upper portion)" 및 "하부"는 각각 칼럼의 중간점 위 및 아래의 칼럼 부분을 의미한다.
본원에 사용된 용어 "주름"은 충전 시트상의 마루 또는 파곡인 구김살을 의미한다.
본원에 사용된 용어 "주름 각"은 수직선에 대한 구조적 충전물의 주름의 각을 의미한다.
본원에 사용된 용어 "면적 밀도"는 충전물의 단위 체적 당 충전물의 표면적을 의미한다.
상세한 설명
교차 주름진 구조적 충전 시트는 브릭 또는 모듈로 형성된다. 각 브릭은 다수의 수직 배향되고 교차 주름진 충전 시트를 포함한다. 시트는 나란히 적층되고, 주름의 방향은 이웃하는 시트와 반대가 된다. 그리하여, 시트는 상승 기체가 흐르는 다수의 교차하는 통로를 형성한다. 충전물의 브릭은 칼럼내에 층으로 설치되어 칼럼의 단면 영역을 채운다. 각 층은 단일 브릭일 수 있으며, 대규모 칼럼에서는 나란히 배치되는 경우 원형 단면에 맞는 다수의 브릭을 수 있다. 이러한 층은 하나가 다른 것의 위에 적층됨으로써 요구되는 충전 높이를 제공한다. 인접한 층들은 층을 포함하는 브릭내의 시트가 평행하지 않도록 회전된다. 회전 각은 45° 내지 90°이고, 통상 90°이다. 적층된 브릭에 대한 간단한 도면이 도 2에 도시되어 있다.
극저온 공기 분리 칼럼과 같은 증류 칼럼의 높이는 높은 면적 밀도를 가진 구조적 충전 모듈을 사용함으로써 감소될 수 있는 것으로 공지되어 있다. 그러나, 높은 면적 밀도는 단점을 갖는다. 하나의 단점은 액체 정체가 더 높다는 것이다. 주어진 액체 유량에 대하여, 충전물의 면적 밀도가 증가하면 충전물 상의 액체 정체도 전력의 0.85까지 증가한다. 높은 액체 정체는 확장된 아르곤 칼럼에서는 특히 문제가 된다. 아르곤은 공기 중에서 상대적으로 소량인 성분이다. 공급 공기와 함께 도입되는 모든 아르곤 분자가 아르곤 칼럼내에 포획된다고 하여도, 그것은 아르곤 칼럼이 완전한 액체 상품을 갖기 전에 몇 시간, 통상 하루가 넘는 시간이 걸린다. 높은 면적 밀도의 또다른 문제점은 보다 낮은 용량이다. 특정 면적을 증가시키는 것은 통로 치수를 감소시키고, 기체와 관련된 압력 강하를 증가시킨다. 이제, 칼럼 직경이 증가되어 요구되는 흐름 용량을 제공하여야 한다.
본 발명의 실시에 있어서, 구조적 충전 모듈은 600 m2/m3 보다 크고 1500 m2/m3 보다 작은 면적 밀도, 바람직하게는 800 m2/m3 보다 크고 1000 m2/m3 보다 작은 면적 밀도을 갖는다. 본 발명은 제한된 면적 밀도와 관련하여 주름 각이 45°보다 크고 70°보다 작은, 바람직하게는 47°내지 55°인 구조적 충전물을 채용함으로써 실질적으로 단점을 회피하면서 높은 면적 밀도의 구조적 충전물의 실시의 많은 장점을 유지하는 것을 가능하게 한다. 도 1, 도 3a 및 도 4a는 본 발명에 의해 한정된 주름 각을 갖는 구조적 충전 시트를 도시하고 있다.
바람직한 일 구체예에서, 본 발명은 8 인치 미만, 바람직하게는 6 인치 미만의 비통상적인 짧은 높이의 브릭을 채용한다. 일반적으로, 구조적 충전 시트는 8 인치 이상의 높이를 갖는다. 본 발명의 짧은 브릭 높이는 액체 및 증기의 혼합 빈도를 증가시키고, 액체 막을 더욱 빈번히 재생한다. 중요한 고려사항은 충전물 높이 당 혼합 정도 보다는 이론적 판 당 혼합 정도이다. 따라서, 낮은 HETP를 가진 충전물은 보다 큰 HETP를 가진 충전물보다 짧은 브릭 높이를 이용한다. 8 인치 미만의 브릭 높이는 낮은 HETP를 달성하는 데 유리하다. 2개 이상의 브릭이 설치를 용이하게 하기 위하여 설치전에 함께 고정될 수 있다.
본 발명의 또다른 바람직한 구체예에서, 구조적 충전 시트는 그 시트의 나머지 영역과 구조적으로 상이한 저부 영역을 가짐으로써, 구조적 충전 시트가 브릭으로 형성되는 경우에 저부 영역에서의 증기에 대한 저항이 나머지 영역에서의 증기에 대한 저항보다 낮게 된다. 이러한 바닥 변형은 높은 면적 밀도에 있어서 발생하는 용량 감소를 상쇄하는 데 기여한다. 저부 영역에서의 구조 변형은 브릭을 구성하는 각 시트에 존재할 필요는 없다. 저부 영역 및 나머지 영역을 도시한 구조적 충전 시트는 도 3a, 3b, 4a 및 4b에 도시되어 있으며, 거기에서 저부 영역(10)은 나머지 영역(11)으로 구성된 충전 시트의 나머지에 대해 10% 이하 저부 영역, 바람직하게는 5% 이하 저부 영역, 가장 바람직하게는 2.5% 이하 저부 영역을 포함한다. 도 3a, 3b, 4a 및 4b에 도시된 충전 시트에서, 나머지 영역은 중간 영역(12) 및 상부 영역(13)으로 구성된다. 상부 영역은 원하는 경우 저부 영역과 유사한 구조를 가질 수 있으며, 그러한 경우에 나머지 영역의 중간 영역만이 저부 영역과 구조적으로 상이하다. 저부 영역에서의 적당한 구조 변형의 예에는 감소된 권축 높이, 급경사 주름, 및 보다 크게 단편진 개방 영역이 포함된다.
가장 바람직하게는, 본 발명은 8 인치 미만의 높이를 갖는 브릭, 및 나머지 영역과 구조적으로 상이한 저부 영역을 가진 충전 시트를 채용함으로써, 저부 영역에서의 증기 유동에 대한 저항이 나머지 영역에서의 증기 유동에 대한 저항보다 낮아지게 된다.
본 발명의 방법의 특히 바람직한 구체예는 도 5에서 단순한 형태로 도시되었다. 이 시스템에서, 고순도 아르곤은 2중 칼럼 극저온 공기 분리 장치의 저압 칼럼으로부터 공급 흐름을 수용하는 단일 칼럼에서 생산된다. 본 발명의 구조적 충전 모듈은 아르곤 칼럼의 전체에서 채용되거나, 아르곤 칼럼 전체 대신에 그 일부에서만 채용될 수 있다. 또한, 모듈은 저압 칼럼 및/또는 고압 칼럼에서 전체 또는 일부에 채용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 공급 공기(53)는 고압 칼럼(50)으로 전달되고, 거기에서 극저온 정류에 의해 질소 부화 증기 및 산소 부화 액체로 분리된다. 질소 부화 증기는 흐름(54)으로 주 응축기(55)로 전달되고, 거기에서 저압 칼럼(51)의 바닥 액체와 간접 열교환 하여 응축된다. 최종 질소 부화 액체(56)는 환류 액체(57)로서 칼럼(50)으로 전달되고 환류 액체(58)로서 칼럼(51)으로 전달된다. 산소 부화 액체는 흐름(59)내에서 아르곤 응축기(60)로 전달되고, 거기에서 일부 또는 전부가 증발하고 나서 흐름(61)으로 나타낸 바와 같이 칼럼(51)으로 전달된다. 칼럼(51)내에서, 다양한 공급물이 극저온 정류에 의해 흐름(62)으로 회수되는 생성물 질소, 및 흐름(63)으로 회수되는 생성물 산소로 분리된다. 나머지 대부분이 산소이면서 약 7 내지 20 몰%의 아르곤을 포함하는 측면 흐름(64)은 칼럼(51)으로부터 초단계화 아르곤 칼럼(52)으로 전달되고, 거기에서 아르곤 부화 유체 및 산소 부화 유체로 분리된다. 산소 부화 유체는 칼럼(52)의 하부로부터 회수되고, 액체 펌프(71)를 통과하고 나서, 흐름(65)내에서 칼럼(51)으로 전달된다. 아르곤 부화 유체는 응축기(60)내에서 전부 또는 일부가 가공된 후, 흐름(66)내에서 98 몰% 이상의 아르곤 농도 및 5 ppm 미만의 산소를 함유하는 고순도 아르곤으로서 회수된다. 일반적으로, 초단계화 아르곤 칼럼(52)은 180개 정도의 평형 단계를 가질 것이고, 통상 150 내지 180개 평형 단계를 가질 것이다.
본 발명이 특정 바람직한 구체예를 참조하여 상세하게 설명되었더라도, 당업자는 하기 청구항의 범주 및 사상의 범주내에서 본 발명의 다른 구체예가 있음을 인식할 것이다.
본 발명의 구조적 충전물을 극저온 공기 분리 칼럼내에 사용함으로써, 극저온 공기 분리 장치에서 단일 아르곤 칼럼으로부터 고순도의 아르곤을 직접 생산할 수 있고, 낮은 칼럼 높이를 갖는 칼럼이 주어진 분리를 수행하는 데 사용되게 할 수 있으며, 따라서 종래 공정에 비해 간단하고 경제적이다.
도 1은 약 54°의 주름 각을 가진 시트(sheet)의 중간 영역을 구비한 본 발명의 구조적 충전 시트의 일 구체예에 대한 투시도이다.
도 2는 칼럼내로 적층된 경우의 구조적 충전 브릭(brick)을 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 주름 각이 55°이고, 충전 시트의 저부 및 상부 영역에 주름이 펴진 권축을 가진 본 발명의 실시에 유용한 충전 시트의 정면도 및 측면도이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 주름 각이 65°이고, 저부 및 상부 영역에 급경사의 주름을 가진 본 발명의 실현에 유용한 충전 시트의 정면도 및 측면도이다.
도 5는 본 발명의 방법을 수행하기 위한 바람직한 설비를 도시한 것이다.

Claims (11)

  1. (A) 휘발성이 보다 높은 성분 및 휘발성이 보다 낮은 성분을 포함하는 공급 혼합물을 다수의 브릭을 포함하는 충전물의 높이를 함유하는 칼럼으로 전달하는 단계로서, 상기 브릭은, 600 m2/m3 보다 크고 1500 m2/m3 보다 작은 면적 밀도를 지니고, 주름 각이 45°보다 크고 70°보다 작은 다수의 수직 배향된 구조적 충전 시트를 포함하며, (1) 8 인치 미만의 높이 및 (2) 나머지 영역과는 구조적으로 상이한 저부 영역을 지님으로써 저부 영역에서의 증기 유동에 대한 저항이 나머지 영역에서의 증기 유동에 대한 저항보다 작게 되는 충전 시트 중 하나 이상을 지니는 단계;
    (B) 증기가 브릭을 통해 상방으로 흐르고 액체가 브릭을 통해 하방으로 흘러서, 휘발성이 보다 높은 성분이 상승하는 증기내에 농축되고 휘발성이 보다 낮은 성분이 하강하는 액체내에 농축되는 칼럼내에서 정류를 수행하는 단계; 및
    (C) 휘발성이 보다 높은 성분의 농도가 공급 혼합물보다 높은 제 1 유체를 칼럼의 상부로부터 회수하고, 휘발성이 보다 낮은 성분의 농도가 공급 혼합물보다 높은 제 2 유체를 칼럼의 하부로부터 회수하는 단계를 포함하여 정류 칼럼을 동작시키는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 정류가 극저온 정류이고, 휘발성이 보다 높은 성분이 아르곤이며, 휘발성이 보다 낮은 성분이 산소이고, 공급 혼합물이 7 내지 20 몰%의 아르곤을 포함하며, 제 1 유체가 98 몰% 이상의 아르곤 농도를 가짐을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 정류가 극저온 정류이고, 휘발성이 보다 높은 성분이 질소이고, 휘발성이 보다 낮은 성분이 산소임을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 브릭이 8 인치 미만의 높이를 갖고, 충전 시트의 일부 또는 전부가 나머지 영역과는 구조적으로 상이한 저부 영역을 지님으로써 저부 영역에서의 증기 유동에 대한 저항이 나머지 영역에서의 증기 유동에 대한 저항보다 작게 됨을 특징으로 하는 방법.
  5. 600 m2/m3 보다 크고 1500 m2/m3 보다 작은 면적 밀도를 지니고, 주름 각이 45°보다 크고 70°보다 작은 다수의 수직 배향된 구조적 충전 시트를 포함하며, (1) 8 인치 미만의 높이 및 (2) 나머지 영역과는 구조적으로 상이한 저부 영역을 지님으로써 저부 영역에서의 증기 유동에 대한 저항이 나머지 영역에서의 증기 유동에 대한 저항보다 작게 되는 충전 시트 중 하나 이상을 지니는 다수의 브릭을 포함하는 충전물의 높이를 포함하는 칼럼.
  6. 제 5항에 있어서, 브릭이 8 인치 미만의 높이를 갖고, 충전 시트의 일부 또는 전부가 나머지 영역과는 구조적으로 상이한 저부 영역을 지님으로써 저부 영역에서의 증기 유동에 대한 저항이 나머지 영역에서의 증기 유동에 대한 저항보다 작게 됨을 특징으로 하는 칼럼.
  7. 600 m2/m3 보다 크고 1500 m2/m3 보다 작은 면적 밀도를 지니고, 주름 각이 45°보다 크고 70°보다 작은 다수의 수직 배향된 구조적 충전 시트를 포함하며, (1) 8 인치 미만의 높이 및 (2) 나머지 영역과는 구조적으로 상이한 저부 영역을 지님으로써 저부 영역에서의 증기 유동에 대한 저항이 나머지 영역에서의 증기 유동에 대한 저항보다 작게 되는 충전 시트 중 하나 이상을 지니는 브릭.
  8. 제 7항에 있어서, 충전 시트가 47 내지 55° 범위의 주름 각을 가짐을 특징으로 하는 브릭.
  9. 제 7항에 있어서, 면적 밀도가 800 보다 크고 1000 m2/m3 보다 작음을 특징으로 하는 브릭.
  10. 제 7항에 있어서, 높이가 6 인치 미만임을 특징으로 하는 브릭.
  11. 제 7항에 있어서, 높이가 8 인치 미만이고, 충전 시트의 일부 또는 전부가 나머지 영역과는 구조적으로 상이한 저부 영역을 지님으로써 저부 영역에서의 증기 유동에 대한 저항이 나머지 영역에서의 증기 유동에 대한 저항보다 작게 됨을 특징으로 하는 브릭.
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