JPH0219398B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0219398B2 JPH0219398B2 JP60103795A JP10379585A JPH0219398B2 JP H0219398 B2 JPH0219398 B2 JP H0219398B2 JP 60103795 A JP60103795 A JP 60103795A JP 10379585 A JP10379585 A JP 10379585A JP H0219398 B2 JPH0219398 B2 JP H0219398B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen
- column
- tower
- rectification
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、精留塔の精留分離を利用して原料空
気中の酸素を採取する空気分離に係り、特に採取
された製品酸素中に高沸点不純物を含まないよう
に改良された空気分離方法及び装置に関するもの
である。
気中の酸素を採取する空気分離に係り、特に採取
された製品酸素中に高沸点不純物を含まないよう
に改良された空気分離方法及び装置に関するもの
である。
一般に、精留塔を用いて原料空気から酸素を分
離して製品酸素を得る空気分離方法は、次のよう
なものである。すなわち、空気を昇圧し、昇圧後
の空気中の水分および二酸化炭素を吸着塔で除去
し、水分および二酸化炭素除去後の原料空気を熱
交換器で深冷温度に冷却し、この冷却後の原料空
気を複式精留塔の下塔に吹込み、下塔内での精留
分離により下塔底部に酸素リツチの液体空気を得
て、この液体空気を複式精留塔の上塔に吹込み、
上塔内での精留分離により上塔底部に酸素を得る
ものである。このような、酸素を採取する空気分
離方法は、特開昭56−97772号公報、特開昭56−
80581号公報、特開昭55−152374号公報等に開示
されている。
離して製品酸素を得る空気分離方法は、次のよう
なものである。すなわち、空気を昇圧し、昇圧後
の空気中の水分および二酸化炭素を吸着塔で除去
し、水分および二酸化炭素除去後の原料空気を熱
交換器で深冷温度に冷却し、この冷却後の原料空
気を複式精留塔の下塔に吹込み、下塔内での精留
分離により下塔底部に酸素リツチの液体空気を得
て、この液体空気を複式精留塔の上塔に吹込み、
上塔内での精留分離により上塔底部に酸素を得る
ものである。このような、酸素を採取する空気分
離方法は、特開昭56−97772号公報、特開昭56−
80581号公報、特開昭55−152374号公報等に開示
されている。
ところで、この種の空気分離方法で製造された
酸素ガス中には、酸素よりも高沸点の不純物（高
沸点不純物）が含まれている。すなわち、沸点差
を利用しての精留分離であるので、上塔内では窒
素，水素等の酸素よりも低沸点の不純物と酸素お
よび高沸点不純物との精留分離はできるけれど
も、酸素と高沸点不純物との分離はできず、それ
らは共に上塔底部に蓄積される。したがつて、上
塔底部から抜出される製品酸素中には、酸素の他
に高沸点不純物が混入することになる。この場合
の高沸点不純物としては、メタン，エタン等の炭
化水素が挙げられる。半導体プロセス等で使用さ
れる酸素は、酸素中に含まれる不純物濃度が厳し
く制限されており、高沸点不純物が混入するのは
好ましくない。
酸素ガス中には、酸素よりも高沸点の不純物（高
沸点不純物）が含まれている。すなわち、沸点差
を利用しての精留分離であるので、上塔内では窒
素，水素等の酸素よりも低沸点の不純物と酸素お
よび高沸点不純物との精留分離はできるけれど
も、酸素と高沸点不純物との分離はできず、それ
らは共に上塔底部に蓄積される。したがつて、上
塔底部から抜出される製品酸素中には、酸素の他
に高沸点不純物が混入することになる。この場合
の高沸点不純物としては、メタン，エタン等の炭
化水素が挙げられる。半導体プロセス等で使用さ
れる酸素は、酸素中に含まれる不純物濃度が厳し
く制限されており、高沸点不純物が混入するのは
好ましくない。
特に高純度の酸素が必要とされる場合には、空
気分離装置で精留した高沸点不純物を含む酸素を
原料酸素として酸素精製設備に供給し、酸素精製
設備によつて高沸点不純物を除去し、これによつ
て高純度酸素を得ている。酸素精製設備は、例え
ば第２図に示す如きものとなる。すなわち、原料
酸素ガスを加熱するとヒータ３１と、ヒータによ
つて加熱された原料酸素ガス中の高沸点不純物を
酸素と反応させ水と二酸化炭素に変える触媒槽３
２と、冷却器３３と、触媒槽で生成された水と二
酸化炭素を吸着除去して高純度の精製酸素ガスを
出力する吸着塔３４とを有する。このような構成
によつて、原料酸素ガス中の高沸点不純物（特
に、炭化水素）を除去して、純度お高い製品酸素
を得ることができる。しかし、この種酸素精製設
備を用いた場合、設備構成が複雑となるのみなら
ず、ヒーターの使用による電力消費、冷却器での
冷却水の使用、吸着塔での再生ガスの使用によつ
て運転費が多くかかることとなり、好ましくな
い。
気分離装置で精留した高沸点不純物を含む酸素を
原料酸素として酸素精製設備に供給し、酸素精製
設備によつて高沸点不純物を除去し、これによつ
て高純度酸素を得ている。酸素精製設備は、例え
ば第２図に示す如きものとなる。すなわち、原料
酸素ガスを加熱するとヒータ３１と、ヒータによ
つて加熱された原料酸素ガス中の高沸点不純物を
酸素と反応させ水と二酸化炭素に変える触媒槽３
２と、冷却器３３と、触媒槽で生成された水と二
酸化炭素を吸着除去して高純度の精製酸素ガスを
出力する吸着塔３４とを有する。このような構成
によつて、原料酸素ガス中の高沸点不純物（特
に、炭化水素）を除去して、純度お高い製品酸素
を得ることができる。しかし、この種酸素精製設
備を用いた場合、設備構成が複雑となるのみなら
ず、ヒーターの使用による電力消費、冷却器での
冷却水の使用、吸着塔での再生ガスの使用によつ
て運転費が多くかかることとなり、好ましくな
い。
本発明の目的は、高沸点不純物を含まない高純
度酸素を採取することのできる空気分離方法及び
装置を提供することである。
度酸素を採取することのできる空気分離方法及び
装置を提供することである。
本発明は、酸素を採取する空気分離において、
複式精留塔の上塔底部に貯えられた酸素ガスを抜
出して頂部に凝縮部を有する精製酸素塔に供給す
ると共に、下塔で精留された環流液を精製酸素塔
内の凝縮部を介して上塔に供給し、精製酸素塔内
で酸素と高沸点不純物との精留分離を行なわせ、
該精留分離後の液体酸素を該精製酸素塔下部から
上塔底部に戻すと共に、精製酸素塔上部より高沸
点不純物の除去された高純度酸素を採取すること
を特徴としている。
複式精留塔の上塔底部に貯えられた酸素ガスを抜
出して頂部に凝縮部を有する精製酸素塔に供給す
ると共に、下塔で精留された環流液を精製酸素塔
内の凝縮部を介して上塔に供給し、精製酸素塔内
で酸素と高沸点不純物との精留分離を行なわせ、
該精留分離後の液体酸素を該精製酸素塔下部から
上塔底部に戻すと共に、精製酸素塔上部より高沸
点不純物の除去された高純度酸素を採取すること
を特徴としている。
以下、本発明を具体的な実施例により詳細に説
明する。
明する。
第１図は、本発明の一実施例を示すフローシー
トである。第１図において、１は複式精留塔であ
り、下塔２と上塔３と主凝縮器４を有する。５は
精製酸素塔であり、頂部に凝縮部６を有する構成
となつている。７と８は圧力調節用の弁である。
１１〜２０は導管を示す。
トである。第１図において、１は複式精留塔であ
り、下塔２と上塔３と主凝縮器４を有する。５は
精製酸素塔であり、頂部に凝縮部６を有する構成
となつている。７と８は圧力調節用の弁である。
１１〜２０は導管を示す。
まず、原料空気は、圧縮され、冷却された後、
水分および二酸化炭素を除去する前処理装置（吸
着塔など）で水分および二酸化炭素が除去され、
熱交換器で製品ガスおよび排ガス等の寒冷戻りガ
スと熱交換され、深冷温度に冷却される。深冷温
度に冷却され、一部液化した原料空気は、導管１
１を通つて、下塔２の中間段に吹込まれる。下塔
２内では、精留が行なわれ、下塔２の上部には窒
素が分離され、下塔２の底部には酸素を多く含ん
だ液体酸素が貯まる。窒素は、導管１４，弁８を
介して上塔３の上部に吹込まれる。また、酸素リ
ツチの液体酸素は、導管１２により抜出され、弁
７を経て、精製酸素塔５の凝縮部６に供給され、
塔内を上昇するガスを凝縮させ、自身は気化して
導管１３から上塔３の中間段に吹込まれる。上段
３内では、精留分離により、上塔３の頂部に窒素
を、そして上塔３の底部に酸素が分離される。窒
素は、導管１５から図示しない熱交換器で温度回
復され、窒素需要先に送られる。排ガスは、導管
１６から図示しない熱交換器で温度回復され、大
気中に放出される。上塔３の底部に得られた酸素
は、導管１７によりガスまたは液体として取出さ
れ、需要先に送られる。この場合の酸素は、上述
したように高沸点不純物を含んでおり、その純度
は高くない。そこで、高純度の酸素を得るため
に、上塔３底部に貯えられた酸素ガスを導管１８
によつて抜出し、これを精製酸素塔５の下部に供
給する。精製酸素塔５に供給された酸素ガスは、
塔内を上昇し、凝縮部６で凝縮され、高沸点不純
物を多く含む液体酸素となつて塔内を下降し、導
管１９から上塔３の底部に戻される。この精留操
作によつて、精製酸素塔５の上部には、高沸点不
純物の取除かれた高純度の酸素ガスが得られ、こ
れは導管２０によつて高純度酸素の需要先，また
は貯蔵容器に送られる。つまり、複式精留塔１の
上塔底部に分離された高沸点不純物を含む酸素
を、精製酸素塔５に供給し、ここで精留分離によ
つて酸素と高沸点不純物を分離し、高沸点不純物
を含まない高純度酸素ガスが分離されている精製
酸素塔５の上部から製品ガスを抜出すことによつ
て、高純度の製品酸素が得られる。
水分および二酸化炭素を除去する前処理装置（吸
着塔など）で水分および二酸化炭素が除去され、
熱交換器で製品ガスおよび排ガス等の寒冷戻りガ
スと熱交換され、深冷温度に冷却される。深冷温
度に冷却され、一部液化した原料空気は、導管１
１を通つて、下塔２の中間段に吹込まれる。下塔
２内では、精留が行なわれ、下塔２の上部には窒
素が分離され、下塔２の底部には酸素を多く含ん
だ液体酸素が貯まる。窒素は、導管１４，弁８を
介して上塔３の上部に吹込まれる。また、酸素リ
ツチの液体酸素は、導管１２により抜出され、弁
７を経て、精製酸素塔５の凝縮部６に供給され、
塔内を上昇するガスを凝縮させ、自身は気化して
導管１３から上塔３の中間段に吹込まれる。上段
３内では、精留分離により、上塔３の頂部に窒素
を、そして上塔３の底部に酸素が分離される。窒
素は、導管１５から図示しない熱交換器で温度回
復され、窒素需要先に送られる。排ガスは、導管
１６から図示しない熱交換器で温度回復され、大
気中に放出される。上塔３の底部に得られた酸素
は、導管１７によりガスまたは液体として取出さ
れ、需要先に送られる。この場合の酸素は、上述
したように高沸点不純物を含んでおり、その純度
は高くない。そこで、高純度の酸素を得るため
に、上塔３底部に貯えられた酸素ガスを導管１８
によつて抜出し、これを精製酸素塔５の下部に供
給する。精製酸素塔５に供給された酸素ガスは、
塔内を上昇し、凝縮部６で凝縮され、高沸点不純
物を多く含む液体酸素となつて塔内を下降し、導
管１９から上塔３の底部に戻される。この精留操
作によつて、精製酸素塔５の上部には、高沸点不
純物の取除かれた高純度の酸素ガスが得られ、こ
れは導管２０によつて高純度酸素の需要先，また
は貯蔵容器に送られる。つまり、複式精留塔１の
上塔底部に分離された高沸点不純物を含む酸素
を、精製酸素塔５に供給し、ここで精留分離によ
つて酸素と高沸点不純物を分離し、高沸点不純物
を含まない高純度酸素ガスが分離されている精製
酸素塔５の上部から製品ガスを抜出すことによつ
て、高純度の製品酸素が得られる。
この実施例によれば、高沸点不純物を含む酸素
を精製酸素塔に供給して、高沸点不純物のない部
分から製品酸素を抜出すので、高純度の酸素を得
ることができる。また、高純度の酸素を得るため
に追加される機器は、精製酸素塔とわずかの導管
のみでよく、大がかりな精製設備を必要としな
い。また、高純度の酸素を得るための運転費もほ
とんどかからない。
を精製酸素塔に供給して、高沸点不純物のない部
分から製品酸素を抜出すので、高純度の酸素を得
ることができる。また、高純度の酸素を得るため
に追加される機器は、精製酸素塔とわずかの導管
のみでよく、大がかりな精製設備を必要としな
い。また、高純度の酸素を得るための運転費もほ
とんどかからない。
本発明によれば、酸素を採取する空気分離にお
いて、複式精留塔の上塔底部に貯えられた酸素ガ
スを抜出して頂部に凝縮部を有する精製酸素塔下
部に供給すると共に、下塔で精留された環流液を
精製酸素塔内の凝縮部を介して上塔に供給し、精
製酸素塔内で酸素と高沸点不純物との精留分離を
行なわせることにより、高沸点不純物を含まない
高純度酸素を簡単に採取することができる。
いて、複式精留塔の上塔底部に貯えられた酸素ガ
スを抜出して頂部に凝縮部を有する精製酸素塔下
部に供給すると共に、下塔で精留された環流液を
精製酸素塔内の凝縮部を介して上塔に供給し、精
製酸素塔内で酸素と高沸点不純物との精留分離を
行なわせることにより、高沸点不純物を含まない
高純度酸素を簡単に採取することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は
酸素精製設備の一例を示す図である。 １……複式精留塔、２……下塔、３……上塔、
４……主凝縮器、５……精製酸素塔、６……凝縮
部、７，８……弁、１０〜２０……導管。
酸素精製設備の一例を示す図である。 １……複式精留塔、２……下塔、３……上塔、
４……主凝縮器、５……精製酸素塔、６……凝縮
部、７，８……弁、１０〜２０……導管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複式精留塔の下塔に原料空気を吹込み、該下
塔内での精留分離により該下塔底部に酸素リツチ
の液体空気を得て、該液体空気を該複式精留塔の
上塔に吹込み、該上塔内での精留分離により該上
塔底部に低沸点不純物の除去された酸素を得るよ
うにした空気分離法において、 前記複式精留塔の上塔底部に貯えられた酸素ガ
スを抜出して頂部に凝縮部を有する精製酸素塔下
部に供給すると共に、下塔で精留された環流液を
精製酸素塔内の凝縮部を介して上塔に供給し、該
精製酸素塔内で酸素と高沸点不純物との精留分離
を行なわせ、該精留分離後の液体酸素を該精製酸
素塔下部から上塔底部に戻すと共に、該精製酸素
塔上部より高沸点不純物の除去された高純度酸素
を採取することを特徴とする空気分離方法。 ２ 複式精留塔の下塔に原料空気を吹込み、該下
塔内での精留分離により該下塔底部に酸素リツチ
の液体空気を得て、該液体空気を該複式精留塔の
上塔に吹込み、該上塔内での精留分離により該上
塔底部に低沸点不純物の除去された酸素を得るよ
うに構成した空気分離装置において、 前記複式精留塔の上塔底部と、頂部に凝縮部を
有する精製酸素塔の下部とを連絡させ上塔底部に
貯えられた酸素ガスを抜出す通路と、該精製酸素
塔で精留分離後の液体空気を上塔底部に戻す通路
とをそれぞれ設けると共に、複式精留塔の下塔で
精留された環流液を精製酸素塔内の凝縮部を介し
て上塔へ導く通路を設け、精製酸素塔上部より高
沸点不純物の除去された高純度酸素を採取するよ
うに構成したことを特徴とする空気分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10379585A JPS61262584A (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | 空気分離方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10379585A JPS61262584A (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | 空気分離方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61262584A JPS61262584A (ja) | 1986-11-20 |
| JPH0219398B2 true JPH0219398B2 (ja) | 1990-05-01 |
Family
ID=14363330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10379585A Granted JPS61262584A (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | 空気分離方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61262584A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4755202A (en) * | 1987-07-28 | 1988-07-05 | Union Carbide Corporation | Process and apparatus to produce ultra high purity oxygen from a gaseous feed |
| US4780118A (en) * | 1987-07-28 | 1988-10-25 | Union Carbide Corporation | Process and apparatus to produce ultra high purity oxygen from a liquid feed |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5324920A (en) * | 1976-08-18 | 1978-03-08 | Aisin Seiki Co Ltd | Mechanical fuel injector |
| JPS6039951B2 (ja) * | 1976-10-16 | 1985-09-09 | 日本酸素株式会社 | アルゴンの分離方法 |
| JPS53115690A (en) * | 1977-03-19 | 1978-10-09 | Tokyo Ekika Sanso Kk | Liquefied separation of air components by mixing impure nitrogen |
-
1985
- 1985-05-17 JP JP10379585A patent/JPS61262584A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61262584A (ja) | 1986-11-20 |
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