JPS6044583B2 - 液化天然ガスの寒冷を利用した空気分離方法 - Google Patents
液化天然ガスの寒冷を利用した空気分離方法Info
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- JPS6044583B2 JPS6044583B2 JP3853377A JP3853377A JPS6044583B2 JP S6044583 B2 JPS6044583 B2 JP S6044583B2 JP 3853377 A JP3853377 A JP 3853377A JP 3853377 A JP3853377 A JP 3853377A JP S6044583 B2 JPS6044583 B2 JP S6044583B2
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- F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
- F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
- F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
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- F25J3/04187—Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
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- F25J3/04224—Cores associated with a liquefaction or refrigeration cycle
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- F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
- F25J3/04254—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using the cold stored in external cryogenic fluids
- F25J3/0426—The cryogenic component does not participate in the fractionation
- F25J3/04266—The cryogenic component does not participate in the fractionation and being liquefied hydrocarbons
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- F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
- F25J3/04333—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using quasi-closed loop internal vapor compression refrigeration cycles, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
- F25J3/04351—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using quasi-closed loop internal vapor compression refrigeration cycles, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of nitrogen
-
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
- F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
- F25J2200/76—Refluxing the column with condensed overhead gas being cycled in a quasi-closed loop refrigeration cycle
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、液化天然ガスの寒冷を利用した空気分離方法
に関するものである。
に関するものである。
空気分離装置において、液化天然ガスの寒冷を利用する
方法としては、従来より液体酸素および液体窒素を採取
する液化回路付空気分離装置において、液化回路の窒素
または空気を液化天然ガスで冷却する方法、あるいは第
１図に示すように、原料空気を空気圧縮機２４で約５に
９／ｄＧに圧縮した後脱湿塔２で脱湿し、空気熱熱交換
器３で低温戻りガスと熱交換させて冷却した後導管１３
より精留塔４下塔に導入すると同時に、その一部を空気
熱交換器３中間より拙筆して膨脹タビーン２３に導入し
、寒冷を発生させて精留塔４上塔に導入するようにした
ものにおいて、空気圧縮機２４のインタークーラ２５に
導管２６より液化天然ガスを導入して原料空気を冷却す
る方法などがあるが、前者の方法はガス酸素およびガス
窒素を採取する場合には有効でなく、また、後者の方法
ではインタークーラ２５において原料空気中の水分およ
び炭酸ガスが氷結するという問題がある。
方法としては、従来より液体酸素および液体窒素を採取
する液化回路付空気分離装置において、液化回路の窒素
または空気を液化天然ガスで冷却する方法、あるいは第
１図に示すように、原料空気を空気圧縮機２４で約５に
９／ｄＧに圧縮した後脱湿塔２で脱湿し、空気熱熱交換
器３で低温戻りガスと熱交換させて冷却した後導管１３
より精留塔４下塔に導入すると同時に、その一部を空気
熱交換器３中間より拙筆して膨脹タビーン２３に導入し
、寒冷を発生させて精留塔４上塔に導入するようにした
ものにおいて、空気圧縮機２４のインタークーラ２５に
導管２６より液化天然ガスを導入して原料空気を冷却す
る方法などがあるが、前者の方法はガス酸素およびガス
窒素を採取する場合には有効でなく、また、後者の方法
ではインタークーラ２５において原料空気中の水分およ
び炭酸ガスが氷結するという問題がある。
本発明は、ガス酸素およびガス窒素を採取する空気分離
装置において、上述の問題を解決すると共に動力消費量
を減少することを目的としたものである。本発明は、約
１に９／ｃｌｔＧに圧縮した原料空気を脱湿し、空気熱
交換器で飽和温度まで冷却して精留塔に導入し、精留塔
で分離した窒素ガスの一部、を窒素熱交換器を通して約
−１６５℃まで温度回復させた後窒素圧縮機で約５に９
／ａｉＧに圧縮し、圧縮により温度上昇した窒素ガスを
液化天然ガスの寒冷で約−１５０℃に冷却した後、前記
窒素熱交換器を通して飽和温度まて冷却し、精留塔内の
液体丁酸素と熱交換させて液化した後約１に９／ｄＧに
減圧して精留塔内に導入するようにしたものである。
装置において、上述の問題を解決すると共に動力消費量
を減少することを目的としたものである。本発明は、約
１に９／ｃｌｔＧに圧縮した原料空気を脱湿し、空気熱
交換器で飽和温度まで冷却して精留塔に導入し、精留塔
で分離した窒素ガスの一部、を窒素熱交換器を通して約
−１６５℃まで温度回復させた後窒素圧縮機で約５に９
／ａｉＧに圧縮し、圧縮により温度上昇した窒素ガスを
液化天然ガスの寒冷で約−１５０℃に冷却した後、前記
窒素熱交換器を通して飽和温度まて冷却し、精留塔内の
液体丁酸素と熱交換させて液化した後約１に９／ｄＧに
減圧して精留塔内に導入するようにしたものである。
以下、本発明を実施した装置の一例を第２図によつて説
明する。
明する。
第２図において、１は原料空気のブロワ、２は原料空気
中の水分および炭酸ガスを吸着除去する脱湿塔で弁１１
により交互に切替えて使用される。３は原料空気と低温
戻りガスとを熱交換させて原料空気を飽和温度まで冷却
すると同時に低温戻りガスを常温まで温度回復させる空
気熱交換器４は原料空気を深冷分離する精留塔５は窒素
熱交換器、６は窒素圧縮機、７は液化天然ガス用の熱交
換器、８は精留塔４内下部に設けられた凝縮器であつて
、原料空気をブロワ１で約１ｋｇ／Ｃ７ｌｆＧに圧縮し
、脱湿塔２で水分および炭酸ガスを吸着除去する。
中の水分および炭酸ガスを吸着除去する脱湿塔で弁１１
により交互に切替えて使用される。３は原料空気と低温
戻りガスとを熱交換させて原料空気を飽和温度まで冷却
すると同時に低温戻りガスを常温まで温度回復させる空
気熱交換器４は原料空気を深冷分離する精留塔５は窒素
熱交換器、６は窒素圧縮機、７は液化天然ガス用の熱交
換器、８は精留塔４内下部に設けられた凝縮器であつて
、原料空気をブロワ１で約１ｋｇ／Ｃ７ｌｆＧに圧縮し
、脱湿塔２で水分および炭酸ガスを吸着除去する。
脱湿された原料空気は、空気熱交換器３で導管１０，１
４，２２よりの低温戻りガスと熱交換して飽和温度まで
冷却された後、導管１３より精留塔４に導入される。精
留塔４で精留分離された高純度窒素ガスの一部は、導管
１４より空気熱交換器３に導入され、原料空気を冷却し
て温度回復した後製品窒素ガスとして取出される。
４，２２よりの低温戻りガスと熱交換して飽和温度まで
冷却された後、導管１３より精留塔４に導入される。精
留塔４で精留分離された高純度窒素ガスの一部は、導管
１４より空気熱交換器３に導入され、原料空気を冷却し
て温度回復した後製品窒素ガスとして取出される。
また、一部の高純度窒素ガスは、窒素熱交換器５を通し
て約−１６５℃まで温度回復された後、導管１５より窒
素圧縮機６に導入され、窒素圧縮機６で約５ｋ９／Ｃｒ
ｌＧに圧縮される。この圧縮により温度上昇した窒素ガ
スは熱交換器７に導入され、導管１６より熱交換器７に
入り窒素ガスと熱交換して蒸発し導管１７より出て行く
約−１６０℃の液化天然ガスにより、約−１５０℃に冷
却された後導管１８より窒素熱交換器５に導入され、更
に約−１７８℃まで冷却されて導管１９，より精留塔４
の内下部の凝縮器８へ導入される。凝縮器８内に導入さ
れた窒素ガスは、精留塔４内下部に精留分離された液体
酸素と熱交換して液体窒素となり、導管２０を通つて弁
１２で精留塔４内圧力まで減圧された後、導管２１より
精留塔４二内に環流液として導入される。一方、窒素ガ
スと熱交換してガス化された酸素ガスの一部は、導管２
２より空気熱交換器３に導入され、原料空気を冷却して
常温まで温度回復した後製品酸素ガスとして取出され、
残りの酸素ガスは上昇ガスとして４精留塔４内を上昇す
る。また、精留塔４内のパージガスは、導管１０より空
気熱交換器３に導入され、原料空気を冷却して常温まで
温度回復した後大気に放出される。上述の実施例では、
液化天然ガス用の熱交換器７を窒素圧縮機６のアフター
クーラとして使用したものについて説明したが、熱交換
器７を窒素圧縮機６のインタ−クーラー９として使用す
ることもできる。
て約−１６５℃まで温度回復された後、導管１５より窒
素圧縮機６に導入され、窒素圧縮機６で約５ｋ９／Ｃｒ
ｌＧに圧縮される。この圧縮により温度上昇した窒素ガ
スは熱交換器７に導入され、導管１６より熱交換器７に
入り窒素ガスと熱交換して蒸発し導管１７より出て行く
約−１６０℃の液化天然ガスにより、約−１５０℃に冷
却された後導管１８より窒素熱交換器５に導入され、更
に約−１７８℃まで冷却されて導管１９，より精留塔４
の内下部の凝縮器８へ導入される。凝縮器８内に導入さ
れた窒素ガスは、精留塔４内下部に精留分離された液体
酸素と熱交換して液体窒素となり、導管２０を通つて弁
１２で精留塔４内圧力まで減圧された後、導管２１より
精留塔４二内に環流液として導入される。一方、窒素ガ
スと熱交換してガス化された酸素ガスの一部は、導管２
２より空気熱交換器３に導入され、原料空気を冷却して
常温まで温度回復した後製品酸素ガスとして取出され、
残りの酸素ガスは上昇ガスとして４精留塔４内を上昇す
る。また、精留塔４内のパージガスは、導管１０より空
気熱交換器３に導入され、原料空気を冷却して常温まで
温度回復した後大気に放出される。上述の実施例では、
液化天然ガス用の熱交換器７を窒素圧縮機６のアフター
クーラとして使用したものについて説明したが、熱交換
器７を窒素圧縮機６のインタ−クーラー９として使用す
ることもできる。
本発明は以上述べたように、窒素熱交換器を出た約−１
６５℃の窒素ガスを、窒素圧縮機でほぼ大気圧から約５
ｋｇ／Ｃ７ｌｆＧに圧縮するようにしたものであつて、
圧縮機の理論動力は吸入ガスの絶対温度に比例するので
、大気温度の原料空気を圧縮する従来の原料空気圧縮機
に比べて消費動力を著しく低減することができると共に
、窒素圧縮機における処理風量も原料空気量より少なく
、圧縮機容量も原料空気圧縮機に比べて小型化すること
がで７き、消費動力を更に減少することができる。
６５℃の窒素ガスを、窒素圧縮機でほぼ大気圧から約５
ｋｇ／Ｃ７ｌｆＧに圧縮するようにしたものであつて、
圧縮機の理論動力は吸入ガスの絶対温度に比例するので
、大気温度の原料空気を圧縮する従来の原料空気圧縮機
に比べて消費動力を著しく低減することができると共に
、窒素圧縮機における処理風量も原料空気量より少なく
、圧縮機容量も原料空気圧縮機に比べて小型化すること
がで７き、消費動力を更に減少することができる。
また、約５ｋ９／Ｃ７ｌｉＧの窒素ガスを液化天然ガス
の寒冷を利用して冷却するようにしたものであるから、
安全性が高く、熱交換器の設計、製作が容易である。更
に、寒冷発生源としての膨脹タビーンを必要としないた
め、従来装置で膨脹のために使用されていた約５ｋｇ／
ＡｉＧ原料空気が不要となり、原料空気量を減少するこ
とができる。
の寒冷を利用して冷却するようにしたものであるから、
安全性が高く、熱交換器の設計、製作が容易である。更
に、寒冷発生源としての膨脹タビーンを必要としないた
め、従来装置で膨脹のために使用されていた約５ｋｇ／
ＡｉＧ原料空気が不要となり、原料空気量を減少するこ
とができる。
更にまた、精留塔には約１ｋ９／ＣｌｔＧの原料空気を
導入するようにしたものであるから、従来の約５ｋｇ／
ＣＩｔＧの原料空気を導入する精留塔に比べて塔内圧力
が低圧となり、安全性の向上ならびに材料費を低減する
ことができると共に、塔内圧力が同一であるため１塔式
とすることができ、従来の窒素圧縮機または空気圧縮機
を使用した中圧回路を有する空気分離装置に比べて、装
置全体が簡単になり、構成機器も少なく、設備価格を低
減することができると同時に運転、保守が容易になり、
従来の方法に比べて安価なガス酸素およびガス窒素を採
取することができる。
導入するようにしたものであるから、従来の約５ｋｇ／
ＣＩｔＧの原料空気を導入する精留塔に比べて塔内圧力
が低圧となり、安全性の向上ならびに材料費を低減する
ことができると共に、塔内圧力が同一であるため１塔式
とすることができ、従来の窒素圧縮機または空気圧縮機
を使用した中圧回路を有する空気分離装置に比べて、装
置全体が簡単になり、構成機器も少なく、設備価格を低
減することができると同時に運転、保守が容易になり、
従来の方法に比べて安価なガス酸素およびガス窒素を採
取することができる。
第１図は従来の空気熱分離装置の一例を示す系統図、第
２図は本発明を実施した空気熱分離装置の一例を示す系
統図である。 １・・・・・・ブロワ、２・・・・・・脱湿塔、３・・
・・・・空気熱交換器、４・・・・・・精留塔、５・・
・・・・窒素熱交換器、６・・・・・・窒素圧縮機、７
・・・・・・液化天然ガス用の熱交換器、８・・・・・
・凝縮器、９，２５・・・・・・インタ−クーラー、１
１，１２・・・・・・弁、１０，１３〜２２，２６・・
・導管、２３・・・・・・膨脹タービン、２４・・・・
・・原料空気圧縮機。
２図は本発明を実施した空気熱分離装置の一例を示す系
統図である。 １・・・・・・ブロワ、２・・・・・・脱湿塔、３・・
・・・・空気熱交換器、４・・・・・・精留塔、５・・
・・・・窒素熱交換器、６・・・・・・窒素圧縮機、７
・・・・・・液化天然ガス用の熱交換器、８・・・・・
・凝縮器、９，２５・・・・・・インタ−クーラー、１
１，１２・・・・・・弁、１０，１３〜２２，２６・・
・導管、２３・・・・・・膨脹タービン、２４・・・・
・・原料空気圧縮機。
Claims (1)
- １ 水分および炭酸ガスを脱湿塔で吸着除去した原料空
気を空気熱交換器で低温戻りガスと熱交換させて冷却し
た後精留塔に導入して深冷分離する空気分離装置におい
て、約１ｋｇ／ｃｍ＾２Ｇに圧縮した原料空気を脱湿塔
で脱湿し、空気熱交換器で低温戻りガスと熱交換させて
飽和温度まで冷却した後精留塔に導入し、精留塔で分離
された窒素ガスの一部を窒素熱交換器を通して約−１６
５℃まで温度回復させた後窒素圧縮機で約５ｋｇ／ｃｍ
＾２Ｇに圧縮し、熱交換器で液化天然ガスと熱交換させ
た約−１５０℃に冷却した後、前記窒素熱交換器を通し
て飽和温度まで冷却して精留塔下部に導入し、液体酸素
と熱交換させて液化した後約１ｋｇ／ｃｍ＾２Ｇに減圧
して精留塔内に環流液として導入するようにしたことを
特徴とする液化天然ガスの寒冷を利用した空気分離方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3853377A JPS6044583B2 (ja) | 1977-04-06 | 1977-04-06 | 液化天然ガスの寒冷を利用した空気分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3853377A JPS6044583B2 (ja) | 1977-04-06 | 1977-04-06 | 液化天然ガスの寒冷を利用した空気分離方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53124169A JPS53124169A (en) | 1978-10-30 |
| JPS6044583B2 true JPS6044583B2 (ja) | 1985-10-04 |
Family
ID=12527906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3853377A Expired JPS6044583B2 (ja) | 1977-04-06 | 1977-04-06 | 液化天然ガスの寒冷を利用した空気分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6044583B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0814458B2 (ja) * | 1987-07-10 | 1996-02-14 | 日本酸素株式会社 | 窒素製造方法 |
| CN105783424B (zh) * | 2016-04-22 | 2017-12-12 | 暨南大学 | 利用液化天然气冷能生产高压富氧气体的空气分离方法 |
-
1977
- 1977-04-06 JP JP3853377A patent/JPS6044583B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53124169A (en) | 1978-10-30 |
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