JPH06117752A - 空気液化分離方法及び装置 - Google Patents
空気液化分離方法及び装置Info
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- JPH06117752A JPH06117752A JP26380892A JP26380892A JPH06117752A JP H06117752 A JPH06117752 A JP H06117752A JP 26380892 A JP26380892 A JP 26380892A JP 26380892 A JP26380892 A JP 26380892A JP H06117752 A JPH06117752 A JP H06117752A
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- F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
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- F25J2245/42—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being nitrogen
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 空気液化分離装置に付設された各種回転機、
例えば高純度液化ガス昇圧用の液化ガスポンプ等のシー
ルガスとして適したガスを得る。 【構成】 複精留塔4の上部塔9から液化ガスを導出
し、主熱交換器2で寒冷を回収して気化した後に、例え
ば液化窒素チャージポンプ29のシールガスとして用い
る。
例えば高純度液化ガス昇圧用の液化ガスポンプ等のシー
ルガスとして適したガスを得る。 【構成】 複精留塔4の上部塔9から液化ガスを導出
し、主熱交換器2で寒冷を回収して気化した後に、例え
ば液化窒素チャージポンプ29のシールガスとして用い
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、空気液化分離方法及び
装置に関し、詳しくは、得られた液化ガスを昇圧して送
出あるいは循環させる系統を備えた空気液化分離装置に
おける各種ガスの液化ガスポンプやガス圧縮機等の回転
機に用いるシールガスの採取方法及びその装置構成に関
する。
装置に関し、詳しくは、得られた液化ガスを昇圧して送
出あるいは循環させる系統を備えた空気液化分離装置に
おける各種ガスの液化ガスポンプやガス圧縮機等の回転
機に用いるシールガスの採取方法及びその装置構成に関
する。
【0002】
【従来の技術】空気液化分離装置の付帯設備として設け
られている液化ガスポンプには、通常、1kg/cm2
G以上の圧力を有するシールガスが用いられている。従
来の装置では、このシールガスを、約5kg/cm2 G
で運転されている複精留塔の下部塔から窒素ガスを抜き
出すことにより得ていた。
られている液化ガスポンプには、通常、1kg/cm2
G以上の圧力を有するシールガスが用いられている。従
来の装置では、このシールガスを、約5kg/cm2 G
で運転されている複精留塔の下部塔から窒素ガスを抜き
出すことにより得ていた。
【0003】一方、近年の各種ガスの高純度化の要求に
応えるため、空気液化分離装置においても様々な工夫が
成されている。例えば、超高純度窒素を製造する装置に
おいて、低沸点成分を製品窒素から分離するため、複精
留塔の下部塔頂部から低沸点成分を多量に含む窒素ガス
を導出し、下部塔頂部の数段下から製品及び上部塔還流
液となる液化窒素を導出することにより、低沸点成分含
有量の極めて少ない製品高純度液化窒素を得るととも
に、上部塔への低沸点成分の導入を防止し、上部塔頂部
から低沸点成分含有量の極めて少ない製品製品窒素ガス
を得ることが行われている。
応えるため、空気液化分離装置においても様々な工夫が
成されている。例えば、超高純度窒素を製造する装置に
おいて、低沸点成分を製品窒素から分離するため、複精
留塔の下部塔頂部から低沸点成分を多量に含む窒素ガス
を導出し、下部塔頂部の数段下から製品及び上部塔還流
液となる液化窒素を導出することにより、低沸点成分含
有量の極めて少ない製品高純度液化窒素を得るととも
に、上部塔への低沸点成分の導入を防止し、上部塔頂部
から低沸点成分含有量の極めて少ない製品製品窒素ガス
を得ることが行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような構成の空
気液化分離装置において、上記製品高純度液化窒素を送
出する液化ガスポンプのシールガスに、従来のように下
部塔から導出した窒素ガスを用いると、該窒素ガスに含
まれている低沸点成分が製品高純度液化窒素中に混入
し、製品の純度を損なうおそれがあった。また、他の構
成の装置においても、シールガス中の不純物が製品内に
混入して製品純度を低下させる原因となっている。
気液化分離装置において、上記製品高純度液化窒素を送
出する液化ガスポンプのシールガスに、従来のように下
部塔から導出した窒素ガスを用いると、該窒素ガスに含
まれている低沸点成分が製品高純度液化窒素中に混入
し、製品の純度を損なうおそれがあった。また、他の構
成の装置においても、シールガス中の不純物が製品内に
混入して製品純度を低下させる原因となっている。
【0005】そこで本発明は、製品液化ガス、特に製品
高純度液化窒素用に用いられる液化ガスポンプのシール
ガスとして適したガスを得ることができる空気液化分離
方法及び装置を提供することを目的としている。
高純度液化窒素用に用いられる液化ガスポンプのシール
ガスとして適したガスを得ることができる空気液化分離
方法及び装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明の空気液化分離方法は、複精留塔の上部塔
から液化ガスを導出し、寒冷を回収して気化した後に、
空気液化分離装置に付設された回転機、例えば液化ガス
ポンプのシールガスとして用いることを特徴としてい
る。
ため、本発明の空気液化分離方法は、複精留塔の上部塔
から液化ガスを導出し、寒冷を回収して気化した後に、
空気液化分離装置に付設された回転機、例えば液化ガス
ポンプのシールガスとして用いることを特徴としてい
る。
【0007】また、本発明の空気液化分離装置は、複精
留塔の上部塔に液化ガス導出管を設けるとともに、該液
化ガス導出管と空気液化分離装置に付設された回転機、
例えば液化ガスポンプのガスシール部とを、導出された
液化ガスを気化する熱交換器を介して接続したことを特
徴としている。
留塔の上部塔に液化ガス導出管を設けるとともに、該液
化ガス導出管と空気液化分離装置に付設された回転機、
例えば液化ガスポンプのガスシール部とを、導出された
液化ガスを気化する熱交換器を介して接続したことを特
徴としている。
【0008】
【作 用】上記のように、複精留塔の上部塔から導出さ
れた液化ガスは、低沸点成分をほとんど含まないため、
これを気化して、例えば高純度液化ガスを圧送する液化
ガスポンプのシールガスとして用いることにより、該シ
ールガスから不純物が液化ガスに混入することがなく、
液化ガスの純度低下を防止できる。また、シールガスと
して必要な圧力は、液化ガス導出部の高さによる液ヘッ
ドにより得ることができる。
れた液化ガスは、低沸点成分をほとんど含まないため、
これを気化して、例えば高純度液化ガスを圧送する液化
ガスポンプのシールガスとして用いることにより、該シ
ールガスから不純物が液化ガスに混入することがなく、
液化ガスの純度低下を防止できる。また、シールガスと
して必要な圧力は、液化ガス導出部の高さによる液ヘッ
ドにより得ることができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明を、図面に示す一実施例に基づ
いてさらに詳細に説明する。図示しない圧縮機及び前処
理設備で圧縮,精製された原料空気は、管1から主熱交
換器2に導入され、各種帰還ガスと熱交換して冷却され
た後、管3から複精留塔4の下部塔5の下部に導入され
る。該下部塔5内での精留操作により、原料空気は、下
部塔上部の窒素ガスと、下部塔底部の酸素富化液化空気
とに分離し、該液化空気は、下部塔底部から管6に導出
されて過冷器7,膨張弁8を経て上部塔9の中段上部に
導入され、上部塔9内での精留操作により上部塔上部の
窒素ガスと上部塔底部の液化酸素とに分離する。
いてさらに詳細に説明する。図示しない圧縮機及び前処
理設備で圧縮,精製された原料空気は、管1から主熱交
換器2に導入され、各種帰還ガスと熱交換して冷却され
た後、管3から複精留塔4の下部塔5の下部に導入され
る。該下部塔5内での精留操作により、原料空気は、下
部塔上部の窒素ガスと、下部塔底部の酸素富化液化空気
とに分離し、該液化空気は、下部塔底部から管6に導出
されて過冷器7,膨張弁8を経て上部塔9の中段上部に
導入され、上部塔9内での精留操作により上部塔上部の
窒素ガスと上部塔底部の液化酸素とに分離する。
【0010】一方、下部塔5の頂部からは、低沸点成分
を含む窒素ガスが管10に導出されている。この窒素ガ
スの一部は、管11により主熱交換器2に導入され、中
間温度まで昇温した後、膨張タービン12に導入され、
膨張して寒冷を発生し、再び主熱交換器2を通って管1
3から外部に導出される。また、前記管10の窒素ガス
の残部は、管14から主凝縮蒸発器15に導入され、液
化酸素と熱交換を行い、液化して管16に導出され、下
部塔頂部に還流液として導入される。
を含む窒素ガスが管10に導出されている。この窒素ガ
スの一部は、管11により主熱交換器2に導入され、中
間温度まで昇温した後、膨張タービン12に導入され、
膨張して寒冷を発生し、再び主熱交換器2を通って管1
3から外部に導出される。また、前記管10の窒素ガス
の残部は、管14から主凝縮蒸発器15に導入され、液
化酸素と熱交換を行い、液化して管16に導出され、下
部塔頂部に還流液として導入される。
【0011】さらに、下部塔5の頂部から数段下の精留
段からは、低沸点成分をほとんど含まない高純度液化窒
素が管17に導出されている。この高純度液化窒素は、
過冷器7を経た後に一部が管18に分岐して製品液化窒
素貯槽TNに製品高純度液化窒素PLNとして導出さ
れ、残部が管19の膨張弁20を介して上部塔頂部に還
流液として導入される。
段からは、低沸点成分をほとんど含まない高純度液化窒
素が管17に導出されている。この高純度液化窒素は、
過冷器7を経た後に一部が管18に分岐して製品液化窒
素貯槽TNに製品高純度液化窒素PLNとして導出さ
れ、残部が管19の膨張弁20を介して上部塔頂部に還
流液として導入される。
【0012】前記上部塔9の頂部からは、管21に窒素
ガスが導出され、過冷器7,主熱交換器2を経て前記管
13に合流して外部に導出されている。また、上部塔9
の下部からは、管22に酸素ガスが導出され、主熱交換
器2を経て管23から製品酸素ガスGOとして外部に導
出されるとともに、管24に液化酸素が導出され、液化
酸素ポンプ25,過冷器7を経て製品液化酸素LOとし
て管26から製品液化酸素貯槽TOに取り出されてい
る。
ガスが導出され、過冷器7,主熱交換器2を経て前記管
13に合流して外部に導出されている。また、上部塔9
の下部からは、管22に酸素ガスが導出され、主熱交換
器2を経て管23から製品酸素ガスGOとして外部に導
出されるとともに、管24に液化酸素が導出され、液化
酸素ポンプ25,過冷器7を経て製品液化酸素LOとし
て管26から製品液化酸素貯槽TOに取り出されてい
る。
【0013】そして、上部塔9の上部精留段には、液化
窒素導出管27が設けられおり、該部分の液化窒素を導
出している。この液化窒素導出管27に導出された液化
窒素は、主熱交換器2で寒冷回収されるとともに気化し
て窒素ガスとなり、管28から、前記製品高純度液化窒
素PLNを昇圧する液化窒素チャージポンプ29のシー
ル部にシールガスとして導入される。
窒素導出管27が設けられおり、該部分の液化窒素を導
出している。この液化窒素導出管27に導出された液化
窒素は、主熱交換器2で寒冷回収されるとともに気化し
て窒素ガスとなり、管28から、前記製品高純度液化窒
素PLNを昇圧する液化窒素チャージポンプ29のシー
ル部にシールガスとして導入される。
【0014】上記上部塔9から導出された液化窒素は、
下部塔5から還流液として導入された低沸点成分を含ま
ない液化窒素からなるものであるから、これを気化して
高純度液化窒素用の液化窒素チャージポンプ29のシー
ルガスとして用いることにより、昇圧する高純度液化窒
素中に不純物となる低沸点成分が混入することを防止で
き、該高純度液化窒素の純度低下を生じることがない、
また、液化窒素チャージポンプ29のシールガスとして
必要な約1〜2kg/cm2 Gの圧力は、上部塔9の液
化窒素導出位置と主熱交換器2との高さの差、通常は、
10〜30mの高さに応じた液ヘッドにより得ることが
できる。
下部塔5から還流液として導入された低沸点成分を含ま
ない液化窒素からなるものであるから、これを気化して
高純度液化窒素用の液化窒素チャージポンプ29のシー
ルガスとして用いることにより、昇圧する高純度液化窒
素中に不純物となる低沸点成分が混入することを防止で
き、該高純度液化窒素の純度低下を生じることがない、
また、液化窒素チャージポンプ29のシールガスとして
必要な約1〜2kg/cm2 Gの圧力は、上部塔9の液
化窒素導出位置と主熱交換器2との高さの差、通常は、
10〜30mの高さに応じた液ヘッドにより得ることが
できる。
【0015】さらに、製品液化酸素を送出する液化酸素
ポンプ25や液化酸素チャージポンプ30のシールガス
として、上部塔底部から導出した液化酸素を気化して用
いることにより、製品液化酸素中への不純物の混入も防
止できる。この場合も、前記上部塔底部から、通常の液
化酸素ポンプ25及び液化酸素チャージポンプ30の設
置されている地上までは、10m以上あるので、この分
の液ヘッドにより約1kg/cm2 Gを上回る圧力が得
られる。
ポンプ25や液化酸素チャージポンプ30のシールガス
として、上部塔底部から導出した液化酸素を気化して用
いることにより、製品液化酸素中への不純物の混入も防
止できる。この場合も、前記上部塔底部から、通常の液
化酸素ポンプ25及び液化酸素チャージポンプ30の設
置されている地上までは、10m以上あるので、この分
の液ヘッドにより約1kg/cm2 Gを上回る圧力が得
られる。
【0016】なお、上記実施例に示す空気液化分離装置
は、高純度液化窒素と酸素ガス及び液化酸素を製品とし
て採取する構成のものであるが、本発明は、上記実施例
装置に限らず、採取する製品の種類や量に応じた各種構
成の空気液化分離装置に適用することが可能である。ま
た、上部塔から導出した液化ガスを気化する手段は、前
記主熱交換器に限らず、他の熱交換器や蒸発器を用いた
り、これらを組み合わせてもよい。
は、高純度液化窒素と酸素ガス及び液化酸素を製品とし
て採取する構成のものであるが、本発明は、上記実施例
装置に限らず、採取する製品の種類や量に応じた各種構
成の空気液化分離装置に適用することが可能である。ま
た、上部塔から導出した液化ガスを気化する手段は、前
記主熱交換器に限らず、他の熱交換器や蒸発器を用いた
り、これらを組み合わせてもよい。
【0017】さらに、本発明により得たシールガスは、
それぞれのガスの種類に応じて空気液化分離装置に付設
する各種圧縮機、即ち窒素圧縮機,酸素圧縮機のシール
ガスとして使用することができる。また、前記軸受部の
シールガスとしての使用以外に、液化ガスチャージポン
プの着霜防止用ボックス内のシールガスとしても喪散る
ことができる。この場合は、シールガスの純度は問題に
ならないので、該チャージポンプで扱う液化ガスと異な
る種類のシールガスを用いてもよい。
それぞれのガスの種類に応じて空気液化分離装置に付設
する各種圧縮機、即ち窒素圧縮機,酸素圧縮機のシール
ガスとして使用することができる。また、前記軸受部の
シールガスとしての使用以外に、液化ガスチャージポン
プの着霜防止用ボックス内のシールガスとしても喪散る
ことができる。この場合は、シールガスの純度は問題に
ならないので、該チャージポンプで扱う液化ガスと異な
る種類のシールガスを用いてもよい。
【0018】加えて、本発明におけるシールガスは、液
化サイクルを利用したガス液化装置において、近年、こ
の液化装置を頻繁に発停する装置が製造されてきている
が、この場合のガス液化装置停止時の装置内各部(配管
等)のシール用としても使用することができる。
化サイクルを利用したガス液化装置において、近年、こ
の液化装置を頻繁に発停する装置が製造されてきている
が、この場合のガス液化装置停止時の装置内各部(配管
等)のシール用としても使用することができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の空気液化
分離方法及び装置は、空気液化分離装置の付帯設備とし
て設置されている各種ガスの液化ガスポンプやガス圧縮
機のシールガスに、複精留塔の上部塔から導出した液化
ガスを気化して用いるようにしたので、例えば超高純度
液化窒素を昇圧する液化ガスポンプのシールガスに上部
塔上部から導出した液化窒素を気化して用いることによ
り、シールガスから超高純度液化窒素中に不純物成分が
混入することがなく、製品の純度低下を防止することが
できる。
分離方法及び装置は、空気液化分離装置の付帯設備とし
て設置されている各種ガスの液化ガスポンプやガス圧縮
機のシールガスに、複精留塔の上部塔から導出した液化
ガスを気化して用いるようにしたので、例えば超高純度
液化窒素を昇圧する液化ガスポンプのシールガスに上部
塔上部から導出した液化窒素を気化して用いることによ
り、シールガスから超高純度液化窒素中に不純物成分が
混入することがなく、製品の純度低下を防止することが
できる。
【図1】 本発明の一実施例を示す空気液化分離装置の
系統図である。
系統図である。
2…主熱交換器 4…複精留塔 5…下部塔 9
…上部塔 15…主凝縮蒸発器 27…液化窒素導
出管 29…液化窒素チャージポンプ
…上部塔 15…主凝縮蒸発器 27…液化窒素導
出管 29…液化窒素チャージポンプ
Claims (2)
- 【請求項1】 圧縮,精製,冷却した原料空気を複精留
塔に導入して液化精留分離を行う空気液化分離方法にお
いて、前記複精留塔の上部塔から液化ガスを導出し、寒
冷を回収して気化した後に、空気液化分離装置に付設さ
れた回転機のシールガスとして用いることを特徴とする
空気液化分離方法。 - 【請求項2】 圧縮,精製,冷却した原料空気を液化精
留分離する複精留塔を備えた空気液化分離装置におい
て、前記複精留塔の上部塔に液化ガス導出管を設け、導
出された液化ガスを気化する熱交換器を介して空気液化
分離装置に付設された回転機のガスシール部に接続した
ことを特徴とする空気液化分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26380892A JPH06117752A (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | 空気液化分離方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26380892A JPH06117752A (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | 空気液化分離方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06117752A true JPH06117752A (ja) | 1994-04-28 |
Family
ID=17394531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26380892A Pending JPH06117752A (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | 空気液化分離方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06117752A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112325567A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-05 | 常德天盛电化有限公司 | 一种液氮制备系统 |
| WO2025177856A1 (ja) * | 2024-02-22 | 2025-08-28 | 日東電工株式会社 | ガス分離システム及び混合ガスの分離方法 |
-
1992
- 1992-10-01 JP JP26380892A patent/JPH06117752A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112325567A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-05 | 常德天盛电化有限公司 | 一种液氮制备系统 |
| WO2025177856A1 (ja) * | 2024-02-22 | 2025-08-28 | 日東電工株式会社 | ガス分離システム及び混合ガスの分離方法 |
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