(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）精留塔内に、上方部分と該上方部分とは構造において異なる下方部分とを有する所定高さの複数の充填シートであって互いに近接した状態で垂直方向に延び且つ精留塔の直径を横切って延びている当該充填シートよりなるブロックまたは層を複数個上下関係に積み重ねて収容し、各ブロックまたは層の底部を気体流に対して上部よりも低抵抗に構成し、空気の揮発性の高い成分と空気の揮発性の低い成分とを含む混合物を、前記ブロックまたは層に流し、（Ｂ）前記塔内で極低温精留を実施し、その場合蒸気は充填物シート高さを通して上方に流れそして液体は充填物シート高さを通して下方に流れ、それにより揮発性の高い成分が上方に流れる蒸気中に濃縮し、そして揮発性の低い成分は下方に流れる液体中に濃縮するものとなし、そして（Ｃ）塔の上方部分から揮発性の高い成分を抜き出しそして塔の下方部分から揮発性の低い成分を抜き出す極低温精留塔を操業する方法において、前記上方に流れる蒸気を塔内の充填物高さを通して充填物高さ３０．５ｃｍ当たり少なくとも０．１７４ｋＰａ（１．７８ｃｍ水柱）の圧力降下を塔内で有するような流量で流すことを特徴とする極低温精留塔を操業する方法。
【請求項２】
揮発性の高い成分が窒素でありそして揮発性の低い成分が酸素である請求項１の方法。
【請求項３】
揮発性の高い成分がアルゴンでありそして揮発性の低い成分が酸素である請求項１の方法。
【請求項４】
前記各充填物シートが波形に形成され、上方部分における波形の波高に対して各充填物シートの下方部分における波形の波高が低く構成されている請求項１の方法。
【請求項５】
前記各充填物シートの下方部分における前記波形の波高が零である請求項４の方法。
【請求項６】
前記各充填物シートが波形に形成され、下方部分における波形の延長方向は上方部分における波形の延長方向より急な角度を有する請求項１の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気の、その成分への分離のための空気の極低温精留に関するものであり、精留を実施するため増大せる容量において極低温精留塔を運転するのに特に有用である。
【０００２】
【従来の技術】
空気分離プラントを、そのプラント設計容量を超えての増大容量での運転が経済的に実施し得るなら、余分の製品を製造するためにプラント設計容量を超えて運転することが所望される。
【０００３】
空気分離プラントの大半の部品は、流量の増大を受け入れるように設計されうるしまた改修されうる。例えば、上流ブロワが圧縮機の容量を高めるのに使用できる。熱交換器は、単に圧力降下の増加を許容することにより増大せる流量において運転することができる。空気予備精製器の容量もまた、吸着剤粒子の流動化が回避される限り、増大せる圧力降下において運転することにより増大せる流量で運転されうる。しかし、空気分離プラントにおける蒸留塔の容量を増大することは、それらがフラッディング（溢おう）現象により制限されるから一層困難である。フラッディングは、プロセス設備において垂直向流２相流れが存在しそして流量が設備の容量を超えるようなものであるときいつでも発生する。充填物式或いはトレイ式塔両方において、フラッディングへの接近は、圧力降下の急速な増加により、分離性能の損失によりまた不安定な運転により特徴付けられる。塔内でのフラッディングの発生は、通常、空気分離プラントの容量をその設計容量を超えて増大せんとするとき遭遇する制限ネックである。
【０００４】
一般に、蒸留塔容量は塔圧力を変えることにより増大されうることが良く認識されている。圧力を上昇させると蒸気の密度が増大し、蒸気の質量流量における増加を可能ならしめる。しかし、圧力を増大することは相対揮発度を下げ、蒸留分離を一層困難ならしめる。蒸気質量流量容量は、充填物式及びトレイ式塔それぞれに対して運転圧力の０．４乃至０．５累乗として増加する。
【０００５】
フラッディング問題に対するこの解決策の不利益は、塔運転圧力における増加が主空気圧縮機の吐出圧力における実質上の増大に反映されそして動力コストの増加をもたらすことである。圧力の増加は複塔プラントの上方（低圧）塔において特に不利益である。何故なら、圧力における僅かの増大が、酸素と窒素の蒸気圧／温度関係における差により主凝縮器／再沸器を横切って伝ぱんする際代表的に３倍増倍されねばならないからである。
【０００６】
この問題への解決は、塔を通しての流量を、設計点を超えるがフラッディング点ほどにはいかないように増大することである。代表的に、充填物塔はフラッディング点の約８０％において設計されている。残念ながら、従来型式の組織化充填物を使用すると、圧力降下の変動が塔が不安定になるほど大きくなるので、設計点を僅かに超えてのみ増大し得るだけである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、フラッディングを回避しつつ増大せる容量において空気の成分の分離を実施し得るよう極低温精留塔を運転するための方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、極低温精留塔を操業する方法において、（Ａ）空気の揮発性の高い成分と空気の揮発性の低い成分とを含む混合物を、上方部分とは構造において異なる下方部分を有する充填シートから構成される、所定の高さの充填物を収納する塔に通し、（Ｂ）前記塔内で極低温精留を実施し、その場合蒸気は充填物シート高さを通して上方に流れそして液体は充填物シート高さを通して下方に流れ、それにより揮発性の高い成分が上方に流れる蒸気中に濃縮し、そして揮発性の低い成分は下方に流れる液体中に濃縮するものとなし、（Ｃ）上方に流れる蒸気を塔内の充填物高さを通して充填物高さ単位フィート（０．３ｍ）当たり少なくとも０．７インチ（１．７８ｃｍ）水柱の圧力降下を塔内で有するような流量で上方に流し、そして（Ｄ）塔の上方部分から揮発性の高い成分を抜き出しそして塔の下方部分から揮発性の低い成分を抜き出すことを包含する極低温精留塔を操業する方法を提供する本発明により達成される。
【０００９】
（用語の定義）
ここで使用するものとしての用語「塔」は、蒸留或いは分留を実施するためのカラム或いは帯域、即ち液体及び気体相を向流で接触して流体混合物の分離をもたらす接触カラム或いは帯域を意味し、これは例えば塔内に配列された充填物要素において蒸気及び液体相を接触することにより実施される。蒸留塔のこれ以上の詳細については、マックグローヒル・ブック・カンパニー出版、アール．エッチ．ペリー等編「ケミカル・エンジニアズ・ハンドブック」１５版、１３節、「蒸留」、ビー．デー．スミス等著、１３−３頁、「連続蒸留プロセス」を参照されたい。
【００１０】
「蒸気及び液体接触分離プロセス」は成分に対する蒸気圧差に依存する。高蒸気圧成分（即ち、より高揮発性、低沸騰点）成分は、蒸気相に濃縮する傾向があり、他方低蒸気圧成分（即ち、より低揮発性、高沸騰点）成分は、液体相に濃縮する傾向がある。「蒸留」とは、揮発性成分を蒸気相に濃縮し、それにより低揮発性成分を液体相に残すのに液体混合物の加熱作用を使用する分離プロセスである。「部分凝縮」とは、揮発性成分を蒸気相に濃縮し、それにより低揮発性成分を液体相に残すのに液体混合物の冷却作用を使用する分離プロセスである。「精留或いは連続蒸留」とは、蒸気相と液体相の向流処理により得られるような順次しての部分的な蒸発及び凝縮を組み合わせる分離プロセスである。蒸気及び液体相の向流接触は断熱的でありうるしまた非断熱的でもありえ、そして相間の積分型（段階的）或いは微分型（連続的）接触を含みうる。混合物を分離するのに精留の原理を利用する分離プロセス設備は、精留塔、蒸留塔或いは分留塔と互換的に呼ばれることが多い。「極低温精留」は、１５０Ｋ以下の温度のよう低低温で少なくとも部分的に実施される精留プロセスである。
【００１１】
用語「充填物」とは、液体及び蒸気２相の向流流れ中液体−蒸気界面において物質移動を可能ならしめるよう液体に対して表面域を提供するため、塔内装物として使用される所定の形態、寸法及び形状の任意の中実体若しくは中空体を意味する。
【００１２】
ここで使用するものとしての用語「組織化充填物」とは、個々の充填物部材が互いにそして塔軸線に対して特定の配向を有するような対角方向に交差して波形付けられた充填物を意味する。
【００１３】
ここで使用するものとして用語、塔若しくは充填物シートの「上方部分」及び「下方部分」とは、塔若しくは充填物シートの中央点より上方及び下方の塔若しくは充填物シートの区画をそれぞれ意味する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
交差波形組織化充填物の液圧容量が充填物充填物シート間の気体乃至蒸気流れへの抵抗をシートの下方部分におけるシート間の抵抗を上方部分におけるシート間の抵抗より小さくすることにより増大しうることが知られている。本発明は、上方部分とは構造において異なる下方部分を有する組織化充填物シートが塔内で使用されそして塔が充填物高さ単位フィート（０．３ｍ）当たり０．７インチ（１．７８ｃｍ）水柱の圧力降下でもって運転されるとき、そうした塔は、フラッディングを回避しつつ、改善された物質移動性能及び塔安定性を保持して塔の設計値を超えて運転できるとの知見を基礎としている。
【００１５】
本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明を実施することができる極低温精留システムの一具体例を例示する。図１に例示したこの特定のシステムは、複塔及びアルゴン副流塔を備えている。
【００１６】
図１を参照すると、主として窒素、酸素及びアルゴンを含む供給空気１は、圧縮機２において圧縮されそして冷却器３を通過することにより圧縮熱を除去して冷却される。加圧された供給空気はその後、代表的に温度乃至圧力変化式吸着精製器である精製器４を通すことにより、水蒸気、二酸化炭素、及び炭化水素のような高沸点不純物を除去・浄化される。浄化された圧縮供給空気５はその後、主熱交換器６における戻り流れとの間接熱交換により冷却される。図１に例示した具体例において、加圧された供給空気５の第１部分７は、ブースタ圧縮機８を通過することにより更に圧縮され、第２部分９はブースタ圧縮機１０を通過することにより更に圧縮され、そして生成する追加圧縮された供給空気１１及び１２並びに残りの圧縮供給空気部分５０は、主熱交換器６を通過することにより冷却されて、圧縮され、浄化されそして冷却された供給空気を流れ５１、５２及び５３をそれぞれ生成する。流れ５２は、ターボ膨張器５５を通過することによりターボ膨張されて流れ５４を形成し、爾後の極低温精留のための冷気（寒気、冷凍力）を発生しそして後低圧塔２４に通される。流れ５１及び５３は、各々、高圧塔２１に通される。
【００１７】
高圧塔２１内部では、供給空気は極低温精留により窒素富化蒸気と酸素富化液体とに分離される。窒素富化蒸気は流れ２２として主凝縮器２３に通され、ここで低圧塔２４の底液との間接熱交換により凝縮せしめられて窒素富化液体２５を形成する。窒素富化液体２５の一部２６は、環流として高圧塔２１に戻され、窒素富化液体２５のまた別の部分２７は熱交換器６においてサブ冷却されそして後低圧塔２４に環流として通される。酸素富化液体は、高圧塔２１の底部から流れ２８として流されそしてその一部５６はアルゴン塔３２の頂部凝縮器２９に通され、ここでアルゴンリッチ蒸気との間接熱交換により蒸発せしめられ、そして生成する酸素富化流体は、流れ３０により例示されるように頂部凝縮器２９から低圧塔２４に通入される。酸素富化液体のまた別の部分５７は、低圧塔２４に直接通入される。
【００１８】
酸素及びアルゴンを含む流れ３１は、低圧塔２４からアルゴン塔３２に通され、ここで極低温精留によりアルゴンリッチ蒸気と酸素リッチ液体に分離される。酸素リッチ液体は流れ３３として低圧塔２４に戻される。アルゴンリッチ蒸気は流れ３４において頂部凝縮器２９に通され、ここで既に述べたように蒸発しつつある酸素富化液体との間接熱交換により凝縮せしめられる。生成するアルゴンリッチ液体は流れ３５としてアルゴン塔３２に環流として戻される。蒸気及び／又は液体としてのアルゴンリッチ流体は、アルゴン塔３２の上方部分から流れ３６における生成物アルゴンとして回収される。
【００１９】
低圧塔２４は高圧塔２１の圧力より低い圧力において運転されている。低圧塔２４内部では、塔への様々の供給物が極低温精留により窒素富化流体と酸素富化流体とに分離される。窒素リッチ流体は、低圧塔２４の上方部分から蒸気流れ３７として抜き出され、主熱交換器６を通過することにより加温されそして製品窒素として回収される。廃棄流れ５８は、低圧塔２４の上方部分から抜き出され、主熱交換器６を通過することにより加温されそして流れ５９としてシステムから除去される。酸素リッチ流体は低圧塔２４の下方部分から蒸気及び／又は液体として抜き出される。もし液体として抜き出されるなら、酸素リッチ液体は、酸素リッチ液体は、もっと高い圧力までポンプ加圧されそして別個の生成物ボイラ若しくは主熱交換機６いずれかにおいて蒸発せしめられた後、高圧製品酸素として回収される。図１に例示した具体例においては、酸素リッチ流体は、低圧塔２４から液体流れ３９として抜き出され液体ポンプ６０を通してもっと高い圧力まで加圧され、主熱交換機６を通過することにより蒸発せしめられそして製品酸素として回収される。液体酸素の一部６０は液体として回収される。
【００２０】
塔の少なくとも一方は、多数の垂直方向に積み重ねられた充填物層若しくはブロックを収納している。各層若しくはブロックは波形を垂直軸線に対して或る角度をなして配列した垂直配向組織化充填物シートから構成される。シートは、隣り合うシートの波形方向が逆転されるように配列される。層は一般に６〜１２インチ（１５〜３０．５ｃｍ）高さの範囲にある。隣り合う層は混合を増進するために垂直軸線を中心として廻動されている。塔の充填物床全体は、多数の層を成す充填物から構成され、層の数は分離を行うに必要とされる充填物の高さにより設定される。充填物の形態は、波高（波形の山谷の高さの差）により特性付けられる。波形模様は、鋭尖な（鋸歯状）或いは丸みの付いた（ｓｉｎ曲線状）となし得る。シートは互いに波形の山部及び谷部に沿う接触点において接触する。
【００２１】
塔の少なくとも一つは、塔高さの少なくとも一部を、好ましくは全体を通して或る高さの充填物を収納しており、この場合充填物シートは構造的に異なる上方部分と下方部分とを有している。図２、３及び４は、充填物シートの下方部分に改良がなされた、そうした充填物の３つの例を例示する。別様には、改良は、下方部分をそのままとして充填物シートの上方部分においてもたらしうる。本発明の特に好ましい具体例において、充填物シートは、改良された下方部分を有する一つのシートと改良された上方部分を有する隣り合うシートとを交互にして配列される。そうした充填物が図５及び６に示される。
【００２２】
充填物シートは、塔の直径を横切って互いに隣りあって塔内に垂直に配向されて、充填物シートのブロック若しくは層を形成する。また別のそうした充填物シートのブロック若しくは層が第１層の上に置かれ、塔内を次々と積み重ねられて塔を充填物で満杯とする。
【００２３】
図７、８及び９は、本発明を実施した試験結果を報告し、ここではデータ点は○印により表される。本発明の利益を実証するよう比較目的のため、従来の実施態様のデータ点を×印で表す。蒸留試験は１２インチ（３０ｃｍ）直径の塔内で実施した。各充填層の高さは、約１０インチ（２５．４ｃｍ）でありそして１０層の充填物を使用した。蒸留混合物は酸素及びアルゴンから構成されそして蒸留は全環流においてそして２２ｐｓｉａ（１．５４ｋｇ／ｃｍ2絶対圧）の圧力において操作した。２組の充填物を試験した。第１のものは、改良部を有しない従来からの組織化充填物とした。第２のものは、図２に示したような、各シートの下方部分において零の波高を有する平坦領域を除いては同等の充填物であった。この平坦領域は０．３７５インチ（０．９５ｃｍ）の高さを有した。両方の充填物は、約７００ｍ2／ｍ3の比表面積を有しそして同等の波高寸法、構成材料、表面組織及び孔模様を有した。
【００２４】
図７は、フラッド点における蒸気流量の分率として表した蒸気流量に対して圧力降下をプロットしたグラフである。従来型式の組織化充填物及び下方部分に改良部を有する本発明組織化充填物両方に対する結果を図７に示す。両方の型式の充填物の圧力降下はフラッド発生の分率に対してプロットされるとき同じ関係をたどる。代表的な設計点は、代表的なコントロール方式を使用した場合、両方の型式の充填物に対してフラッドの８０％であり、これは０．６〜０．７インチ（１．５〜１．７８ｃｍ）水柱／フィート（０．３ｍ）の圧力降下に相当する。
【００２５】
しかし、本発明者らは、２つの型式の充填物間にそれらが０．７インチ（１．７８ｃｍ）水柱／フィートを超える圧力降下において操業されるとき挙動おいて顕著な差異を見いだした。これら差異は、ａ）物質移動性能及びｂ）塔の安定性にある。これら差異の結果として、従来型式の組織化充填物が使用されるとき代表的な設計点を充填物式極低温分離塔を運転することは困難であるが、他方そうした塔は、下方部分において上方部分とは構造を異にする組織化充填物が使用されるとき、設計点を超えて容易に運転することができる。
【００２６】
図８は、従来型式の組織化充填物及び上述した本発明組織化充填物両方に対して塔圧力降下に対して標準化されたＨＥＴＰをプロットしたグラフである。ＨＥＴＰ（ｈｅｉｇｈｔ  ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  ｔｏ  ａ  ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ  ｐｌａｔｅ）は、充填物高さの単位フィート（０．３ｍ）当たり０．７インチ（１．７８ｃｍ）水柱の設計点圧力降下において各測定したＨＥＴＰ値を従来型式の組織化充填物のＨＥＴＰで割ることにより標準化したものである。２形式の充填物の間には非常に顕著な差異が存在する。従来型式の組織化充填物のＨＥＴＰは圧力降下が０．５インチ（１．３ｃｍ）水柱／フィート（０．３ｍ）を超えて増大するに際して増加しそして１．０インチ（２．５４ｃｍ）水柱／フィート（０．３ｍ）を超えると非常に急速に増加した。対照的に、本発明の改良された充填物に対しては、ＨＥＴＰは充填物高さの単位フィート（０．３ｍ）当たり２インチ（５．１ｃｍ）水柱の塔圧力降下に至るまでさえ低下し続けそして充填物高さの単位フィート（０．３ｍ）当たり２．６インチ（６．６ｃｍ）水柱に至るまでさえ従来型式の充填物の設計点値以下を保った。充填物高さの単位フィート（０．３ｍ）当たり０．５インチ（１．３ｃｍ）水柱を超える圧力勾配において従来型式の組織化充填物の物質移動性能の劣化がこれまで頻繁に報告されてきたことを銘記すべきである。
【００２７】
上述した実験の過程で、従来型式の充填物は、蒸気流量における僅かの変動及び塔圧力降下における僅かの変動塔がフラッドを起こす傾向をもたらす点で充填物高さの単位フィート（０．３ｍ）当たり０．７インチ（１．７８ｃｍ）水柱の通常的な設計点圧力降下を超える圧力降下において運転されるとき、不安定な挙動を示すことが認められた。塔を運転することが困難でありそしてフラッド発生を防止するのに極度の注意が必要であった。対照的に、本発明の場合、充填物高さの単位フィート（０．３ｍ）当たり０．７インチ（１．７８ｃｍ）水柱の圧力降下を超えて運転されるときでも安定性が維持される。蒸気流量の僅かの変動は塔の運転性に影響を及ぼさない。充填物高さの単位フィート（０．３ｍ）当たり３インチ（７．６ｃｍ）水柱の圧力降下においてまでも塔を運転することが可能であり、他方従来型式の充填物の場合きわめて注意深い運転を行っても充填物高さの単位フィート（０．３ｍ）当たり２インチ（５．１ｃｍ）水柱を超えることは可能ではなかった。
【００２８】
２種の型式の充填物の異なった挙動について一層の確認を得るために、気体速度の変動に伴う液体ホルドアップ（即ち液体空洞分率）の変化を測定するために新たな一連の実験を行った。塔直径は４フィート（１．２ｍ）でありそして充填高さは１０４インチ（２６４ｃｍ）であった。空気を充填物を通して吹き上げそして液体、Ｉｓｏｐａｒ−Ｍを充填物を通して流下せしめた。単位平方当たり１８の注入点を有する注意深く較正された液体分配器を使用して充填物への一様な液体分布を保証した。充填物上での液体ホルドアップの変化を空気流れが変更された後充填物の下側における溜め内の液体の水準の変化から測定した。例えば、空気流量における増加は、充填物内での液体のホルドアップの増大により溜め内の液体水準を低下せしめる。Ｉｓｏｐａｒ−Ｍは、約２６ダイン／ｃｍの表面張力を有しそして低圧塔及びアルゴン塔において６−１６ダイン／ｃｍの表面張力を有する極低温液体の挙動を模擬するのに水より一層代表的な液体である。
【００２９】
結果を図９に示す。これら実験に対しては、液体流量は、塔断面単位フィート（０．３ｍ）当たり２〜７ガロン／分７．５７〜２６リットル）の範囲で変更した。縦軸は、同じ液体流量において空気流れを伴う場合の液体ホルドアップと空気流れを伴わない場合の液体ホルドアップとの差である。横軸は、空気及び液体流量を変更するに際して変動する充填床を通しての圧力降下である。２組の結果が、従来型式の組織化充填物及び図２に示したように各ブロックの底部においてなされた改良と同等であった。各充填物の  比表面積は約７００ｍ2／ｍ3であった。これら２つの型式の充填物に対する結果の間に充填物高さの単位フィート（０．３ｍ）当たり０．３インチ水柱を超える圧力降下において顕著な差異が存在した。従来型式の組織化充填物に対しては、ある与えられた圧力降下において充填物を通して上る空気流れにより大きな液体ホルドアップが存在した。対照的に、本発明に従い、各ブロックの基部において気体流れに対する抵抗を減少せしめた充填物に対しては、空気流れによりもたらされる液体ホルドアップは比較的小さい。２つの曲線の傾斜もまた意味あるものである。従来型式の充填物に対しては、空気流れにおける、従って圧力降下における僅かの変化は、液体ホルドアップにおける大きな変化をもたらした。本発明に対しては、空気流れ及び圧力降下における同等の変化は、液体ホルドアップのはるかに小さな変化しかもたらさない。これら結果は、上述した極低温蒸留試験におけるこれら２種の充填物に対して認められた安定性における差異と合致する。
【００３０】
蒸気流量が変動するに際して液体ホルドアップにおいてごく僅かの変化しか有しない充填物が液体ホルドアップにおいてはるかに大きな変化が存在する充填物よりも一層安定したそして容易に制御された塔をもたらす理由が推測されうる。理論に縛られるのを欲しないが、蒸気ホルドアップが小さいために蒸気流量における僅かの増減が塔を通して急速に伝達されるので塔内のすべての平衡段が新たな蒸気流量の下に置かれていると考えられる。空気分離は、酸素ーアルゴン系のような低い相対揮発度によりまた最小環流に近い操業により特性付けられる。濃度ピンチ及び分離の減少を回避するために、ＬおよびＶの比率、液体体蒸気モル流量比を設計値に常に維持することが必要である。蒸気流量における動揺は、各段階において所要のＬ／Ｖ比率を維持するよう液体流量における相当の変化により釣り合わされねばならない。しかし、蒸気流量が変化するに際して液体ホルドアップが著しく変化するとき、塔を下って流れる液体が各段階における液体ホルドアップを増減するのに部分的に使用されねばならないから、各段階において新たな液体流量を確立するのに遅れが存在する。即ち、Ｌ／Ｖは設計値から変化し、その結果分離性能の劣化をもたらす。本発明者は、蒸気流量の変動に伴う液体ホルドアップの変化が、各ブロックの基部において蒸気流れに対する減少せる抵抗をを有する本発明充填物に対してよりも従来型式の組織化充填物に対してかなり大きいことを見いだした。本発明の型式の充填物を収納する塔が一層安定でありそして容易に制御可能であるのはこの理由のためである。
【００３１】
組織化充填物における各ブロックの基部が複流れ式蒸留トレイに類似的に振る舞うことが可能である。複流れ式蒸留トレイにおいては、蒸気及び液体両方がトレイデッキにおける同一の開口を通して向流で流れる。複流れ式蒸留トレイ高い蒸気流量において液体及び蒸気の不正分布を受け、その結果蒸留トレイ効率が減じることは良く知られている。従来型式の組織化充填物におけるブロックの基部は類似的に挙動しうる。各ブロックの基部において改良部を有する組織化充填物は、その領域での過剰の液体ホルドアップ排除するので、液体及び蒸気は不安定問題なく向流で妨害を受けることなく流れうるように思われる。
【００３２】
蒸気流量（並びに液体流量）は、空気分離プラントの蒸留塔において区画ごとにそしてある区画全体を通してさえも変動する。その結果、塔を通しての圧力降下は、全体として或いはある充填物区画にわたって、充填物高さの単位フィート（０．３ｍ）当たり０．７インチ（１．７８ｃｍ）水柱未満でありうる。但し、最大限に充填した単数乃至複数のブロックに対してはこの値を超えうることがある。塔の安定性を決定しそして本発明において重要であるのは、全体的な圧力勾配ではなく、局所的な圧力勾配である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の実施でもって、空気の各成分をフラッディングを回避しつつ塔の設計点より高く極低温精留塔を運転することができる。
【００３４】
本発明の原理の適用例を例示するために本発明の特定の具体例を示しそして記載したが、本発明はこの原理から逸脱することなく別様に具現しうることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施において使用できる極低温精留システムの一例の概略構成図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、本発明の実施に有用な組織化充填物シートの一具体例の斜視図及び側面図であり、ここでは下方部分における充填物シートのクリンプ高さが零にまで減じられている。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、本発明の実施に有用な組織化充填物シートの別の具体例の斜視図及び側面図であり、ここでは下方部分における充填物シートのクリンプ高さが零近くまで減じられている。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、本発明の実施に有用な組織化充填物シートの別の具体例の斜視図及び側面図であり、ここでは下方部分における充填物シートのクリンプ高さが上方部分におけるのと同じであるが、下方部分における波形が上方部分におけるより急勾配の角度をなしている。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、本発明の実施に有用な組織化充填物シートの別の具体例並びにその配列の斜視図及び側面図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、本発明の実施に有用な組織化充填物シートのまた別の具体例並びにその配列の斜視図及び側面図である。
【図７】本発明の実施により達成しうる利点を表すグラフである。
【図８】本発明の実施により達成しうる利点を表すグラフである。
【図９】本発明の実施により達成しうる利点を表すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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