(57)【要約】高圧塔及び低圧塔を具備する塔システムにおいて低温蒸留によって空気を分離する方法は、全ての供給空気を、第１圧縮機（１）において、第１出口圧力まで圧縮することと、前記第１出口圧力にある前記空気の第１部分を第２圧縮機（３）へと送り、前記空気を第２出口圧力まで圧縮することと、前記第２出口圧力にある前記空気の少なくとも一部を熱交換器（５）において冷却し、前記第２出口圧力にある前記空気の少なくとも一部を液化させ、且つ、前記液化空気を前記塔システムの少なくとも１つの塔へと送ることであって、前記塔システムへと送られる前記液化空気の少なくとも５０％が前記第２圧縮機において圧縮されていることと、前記第１出口圧力にある前記空気の第２部分（１２）を、前記熱交換器において冷却し、前記空気の前記第２部分の少なくとも一部を、膨張機（１３）において、前記第１出口圧力から塔システムの１つの塔（３０、３１）の圧力まで膨張させ、且つ、前記膨張空気をその塔へと送ることと、補助流体（６）を少なくとも部分的に気化させ、最終的には前記補助流体を前記熱交換器において加温することと、この補助流体の少なくとも一部を第３圧縮機（８）へと送って第３出口圧力にし、前記第３出口圧力にある前記補助流体の少なくとも一部（９）を前記熱交換器内に導入し、前記補助流体を冷却し、且つ、前記補助流体を少なくとも部分的に液化させることと、前記補助の流れ（１０）を前記熱交換器から取り出し、且つ、それを、それが上述のように部分的に気化される前記熱交換器内にそれを再導入する前に第４圧力レベルまで膨張させることと、液体（２０）を前記塔システムの１つの塔（３１）から取り出すことと、前記液体を前記熱交換器において熱交換によって気化させることとを含む。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧塔及び低圧塔を具備する塔システムにおいて低温蒸留によって空気を分離する方法であって、
ｉ）全ての供給空気を、第１圧縮機（１）において、第１出口圧力まで圧縮する工程と、
ｉｉ）前記第１出口圧力にある前記空気の第１部分（４）を第２圧縮機（３）へと送り、前記空気を第２出口圧力まで圧縮する工程と、
iii）前記第２出口圧力にある前記空気の少なくとも一部を、熱交換器（５）において冷却する工程と、
ｉｖ）前記第１出口圧力にある前記空気の第２部分（１２）を前記熱交換器において冷却し、前記空気の前記第２部分の少なくとも一部を、膨張機（１３）において、前記第１出口圧力から塔システムの１つの塔（３０）の圧力まで膨張させ、且つ、前記膨張空気をその塔へと送る工程と、
ｖ）液体（２０）を前記塔システムの１つの塔（３１）から取り出し、前記液体を加圧し、且つ、前記液体を、前記熱交換器において、熱交換によって気化させる工程と、
ｖｉ）補助流体を前記熱交換器において少なくとも部分的に気化させ、最終的には前記補助流体を前記熱交換器において加温し、この補助流体の少なくとも一部を第３圧縮機（８）へと送って第３出口圧力まで圧縮し、前記第３出口圧力にある前記補助流体の少なくとも一部（９）を前記熱交換器内に導入し、前記補助流体を冷却し、前記補助流体を少なくとも部分的に液化させ、前記補助的な流れを前記熱交換器から取り出し、且つ、それを、上述した少なくとも部分的な気化工程のために前記熱交換器内に再導入する前に、第４圧力レベルまで膨張させる工程と
を含む方法。
【請求項２】
前記空気の前記第１部分の少なくとも一部を、前記第２圧縮機（３）の上流で冷却する請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記空気の前記第１部分の少なくとも一部を、前記第２圧縮機（３）の上流で、前記熱交換器（５）において冷却する請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記空気の前記第１部分の少なくとも一部を、前記第２圧縮機の上流で、前記熱交換器において、冷凍ユニットを使用して冷却する請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記第１及び第２圧力の少なくとも一方にある追加の空気（２７、３３）を、前記熱交換器において液化させる請求項１乃至４記載の方法。
【請求項６】
前記第３圧縮機が、以下のガス：Ｈｅ、Ｈ2、Ｎｅ、Ｎ2、ＣＯ、Ａｒ、Ｏ2、ＣＨ4、Ｋｒ、ＮＯ、Ｘｅ、ＣＦ4、ＨＣＦ3、Ｃ2Ｈ4、Ｃ2Ｈ6、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、Ｎ2Ｏ、ＣＯ2のうちの少なくとも１種を含む群より選ばれる補助流体を圧縮する請求項１乃至５記載の方法。
【請求項７】
前記補助流体の主成分は、Ａｒ、Ｏ2、ＣＨ4及びＫｒのうちの少なくとも１種である請求項６記載の方法。
【請求項８】
低温蒸留によって空気を分離する装置であって、
ａ）塔システム（３０、３１）と、
ｂ）第１、第２及び第３圧縮機（１、３、８）と
ｃ）第１膨張機（１３）と、
ｄ）第１出口圧力にある圧縮空気を生成させるために、空気を前記第１圧縮機へと送る導管と、
ｅ）第２出口圧力にある空気を生成させるために、前記第１出口圧力にある前記空気の第１部分を前記第２圧縮機へと送る導管と、
ｆ）熱交換器（５）と、前記第２出口圧力にある冷却圧縮空気を生成させるために、前記第２出口圧力にある前記空気の少なくとも一部を前記熱交換器へと送る導管と、
ｇ）前記第２出口圧力にある液化空気を前記熱交換器から取り出し、前記液化空気を前記塔システムの少なくとも１つの塔へと送る導管と、
ｈ）前記第１出口圧力にある前記空気の第２部分を前記熱交換器から取り出し、前記空気の前記第２部分の少なくとも一部を、前記膨張機において膨張させられた空気を塔システムの少なくとも１つの塔へと送る前記膨張機の導管へと送る導管と、
ｉ）液体を前記塔システムの１つの塔から取り出す導管と、加圧液体を生成させるために前記液体の少なくとも一部を加圧する手段と、前記加圧液体の少なくとも一部を前記熱交換器へと送る導管と、
ｊ）前記第３圧縮機及び第２膨張機（１６）を具備する冷凍サイクルと、補助流体を前記第３圧縮機から前記熱交換器へと送る導管と、前記補助流体を前記熱交換器から前記第２膨張機へと送る導管と、前記補助流体を前記第２膨張機から前記熱交換器へと送る導管と、前記補助流体を前記熱交換器から前記第３圧縮機へと送る導管と
を具備する装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
本発明は、低温蒸留による空気の分離方法及び装置に関する。特には、高められた圧力にある酸素及び／又は窒素の製造方法及び装置に関する。
【０００２】
空気分離プラントによって製造される気体酸素は、通常、約２０乃至５０ｂａｒの高められた圧力にある。基本的な蒸留スキームは、通常、１．４乃至４ｂａｒで稼動される低圧塔の塔底部で酸素を製造する二重塔プロセスである。酸素は、酸素圧縮機又は液体ポンププロセスの何れかによって、高圧まで圧縮される必要がある。酸素圧縮機に関連した安全面についての問題のため、最新の酸素プラントは、液体ポンププロセスに基づいている。高められた圧力にある液体酸素を気化させるために、供給空気又は窒素の一部を４０〜８０ｂａｒの範囲内のより高圧まで上昇させる追加のモーター駆動ブースター圧縮機が必要である。実質的には、ブースターが、酸素圧縮機に取って代わっている。
【０００３】
酸素プラントの煩雑さを低減する取り組みにおいて、モーター駆動圧縮機の数を減らすことが望ましい。動力消費量の点でプラントの性能にあまり悪影響を及ぼすことなくブースターを取り除くことができる場合に、顕著なコスト削減が達成され得る。更に、従来の酸素プラント用に考え出された空気精製ユニットは、実質的に高圧塔の圧力である約５〜７ｂａｒで稼動するであろうし、装置をより小型及び安価にすべくこの圧力をより高いレベルまで上昇させることも望ましい。
【０００４】
米国特許第５４７５９８０号に記載されている冷間圧縮プロセスは、酸素プラントをただ１つの空気圧縮機を用いて駆動させる技術を提供する。このプロセスでは、蒸留しようとする空気を、主たる交換器において冷却し、次に、二重塔プロセスの高圧塔内へと排気する膨張機により駆動させられるブースター圧縮機によって更に圧縮する。そうすることによって、空気圧縮機の排出圧は、１５ｂａｒの範囲内にあり、これは、精製ユニットにとってもかなり都合がよい。このアプローチの１つの不便な点は、冷間圧縮プラントに典型的である追加の流れ再循環に起因する主たる交換器の大きさの増大である。交換器の温度アプローチを開拓することによって、交換器の大きさを縮小させることができる。しかしながら、これは、圧縮機の非効率的な動力利用とより高い排出圧力とをもたらし、それにより、それのコストを増大させるであろう。この従来技術の例示が図１に示されており、ここでは、オイルブレーキがシステムに追加されており、冷凍に必要とされる動力を浪費している。より大きなプラントでは、圧縮機及び／又は発電機が、オイルブレーキに取って代わることができる。
【０００５】
図１では、全ての供給空気が、圧縮機１において圧縮され、精製ユニット２において精製され、流れ１１として熱交換器５のウォームエンドへと送られる。全ての供給空気が、中間温度へと冷却され、熱交換器から流れ７として取り出され、冷間圧縮機８において圧縮される。圧縮された流れ９は、より高い中間温度で熱交換器へと送り戻され、冷間圧縮機８の入口の温度よりも低い温度へと冷却され、２つに分けられる。流れ１５は、圧縮機８及びオイルブレーキによって制動されるクロード膨張機１３へと送られる。空気の残り１０は、熱交換器において液化され、２つの部分に分けられ、一方の部分は高圧塔３０へと送られ、残り３４は低圧塔３１へと送られる。
【０００６】
酸素富化された液体の流れ２８は、膨張させられて、高圧塔から低圧塔へと送られる。窒素富化された液体の流れ２９は、膨張させられて、高圧塔から低圧塔へと送られる。高圧の気体窒素１４は、高圧塔の塔頂部から取り出され、熱交換器において加温され、製品の流れ２４を生成する。液体の酸素２０は、低圧塔３１の塔底部から取り出され、ポンプ２１によって加圧され、流れ２２として熱交換器５へと送られ、ここで、加圧空気１０との熱交換によって気化して、気体の加圧酸素２３を生成する。塔頂部の窒素富化された気体の流れ２５は、低圧塔３１から取り出され、熱交換器５において加温され、それにより、流れ２６を生成する。
【０００７】
冷間圧縮プロセスの幾つかの様々な変形が、米国特許第５３７９５９８号、米国特許第５５９６８８５号、米国特許第５９０１５７６号及び米国特許第６６２６００８号などの従来技術にも記載されている。
【０００８】
米国特許第５３７９５９８号では、酸素の気化に必要とされる加圧された流れを得るべく、供給空気の一部分を、ブースター圧縮機と、続けて冷間圧縮機とによって更に圧縮する。このアプローチは依然として少なくとも２つの圧縮機を有しており、精製ユニットは依然として低圧で稼動する。
【０００９】
米国特許第５５９６８８５号では、供給空気の一部分を温間ブースターにおいて更に圧縮する一方、この空気の少なくとも一部を冷間ブースターにおいて更に圧縮する。双方のブースターからの空気を液化させ、冷間圧縮された空気の一部をクロード膨張機において膨張させる。
【００１０】
米国特許第５９０１５７６号は、冷間圧縮スキームの幾つかの配置を記載しており、これらは、高圧塔の塔底部の気化されたリッチ液体の膨張又は高圧窒素の膨張を利用して、冷間圧縮機を駆動させる。幾つかの場合において、モーター駆動冷間圧縮機も使用された。これらプロセスもおおよそ高圧塔の圧力にある供給空気を用いて稼動し、殆どの場合、ブースター圧縮機も必要とされる。
【００１１】
米国特許第６６２６００８号は、冷間圧縮機を利用して、二重気化器酸素プロセス（double vaporizer oxygen process）用の低純度酸素の製造のための蒸留プロセスを改善するヒートポンプサイクルを記載している。低い空気圧及びブースター圧縮機も、この種のプロセスに典型的なものである。
【００１２】
それゆえに、圧縮機の列を単純化させるため及び精製ユニットの大きさを縮小するための解決策を提供することによって、従来のプロセスの不便な点を解決することが、本発明の目的である。これは、更には、良好な動力消費量と共に達成され得る。それによって、酸素プラントの全体の製造費が削減され得る。動力消費量の主たる改善は、比熱の代わりに潜熱を本質的に使用することによって、冷間圧縮機の流れを低減させることによるものである。
【００１３】
記載された全ての百分率は、モル百分率である。
【００１４】
本発明に従うと、高圧塔及び低圧塔を具備する塔システムにおいて低温蒸留によって空気を分離する方法であって、
ｉ）全ての供給空気を、第１圧縮機において、第１出口圧力まで圧縮する工程と、
ｉｉ）前記第１出口圧力にある前記空気の第１部分を第２圧縮機へと送り、前記空気を第２出口圧力まで圧縮する工程と、
iii）前記第２出口圧力にある前記空気の少なくとも一部を熱交換器において冷却して、前記第２出口圧力にある冷却された圧縮空気を生成し、前記第２出口圧力にある前記空気の少なくとも一部を液化させ、且つ、前記液化空気を前記塔システムの少なくとも１つの塔へと送る工程と、
ｉｖ）前記第１出口圧力にある前記空気の第２部分を前記熱交換器において冷却し、前記空気の前記第２部分の少なくとも一部を、膨張機において、前記第１出口圧力から塔システムの１つの塔の圧力まで膨張させ、且つ、前記膨張空気をその塔へと送る工程と、
ｖ）液体を前記塔システムの１つの塔から取り出し、前記液体を加圧し、且つ、前記液体を、前記熱交換器において、熱交換によって気化させる工程と、
ｖｉ）補助流体を少なくとも部分的に気化させ、最終的には前記熱交換器において前記補助流体を加温し、この補助流体の少なくとも一部を第３圧縮機へと送って第３出口圧力まで圧縮し、前記第３出口圧力にある前記補助流体の少なくとも一部を前記熱交換器内に導入し、前記補助流体を冷却し且つ前記補助流体を少なくとも部分的に液化させ、前記補助的な流れを前記熱交換器から取り出し、且つ、それを、それが上述のように気化される前記熱交換器内へと再導入する前に、第４圧力レベルまで膨張させる工程と
を含む方法が提供される。
【００１５】
本発明の任意の特徴に従うと、
−前記第１圧力にある追加の空気を、前記熱交換器において液化させる。  
−前記第３圧縮機は、以下のガス：Ｈｅ、Ｈ2、Ｎｅ、Ｎ2、ＣＯ、Ａｒ、Ｏ2、ＣＨ4、Ｋｒ、ＮＯ、Ｘｅ、ＣＦ4、ＨＣＦ3、Ｃ2Ｈ4、Ｃ2Ｈ6、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、Ｎ2Ｏ、ＣＯ2のうちの少なくとも１種を含む補助流体を圧縮する。
【００１６】
−前記第３圧縮機は、主成分がＡｒ、Ｏ2、ＣＨ4及びＫｒのうちの少なくとも１種を含む補助流体を圧縮する。
【００１７】
本発明の他の側面に従うと、低温蒸留によって空気を分離する装置であって、
ａ）塔システムと、
ｂ）第１、第２及び第３圧縮機と、
ｃ）膨張機と、
ｄ）第１出口圧力にある圧縮空気を生成させるために、空気を前記第１圧縮機へと送る導管と、
ｅ）第２出口圧力にある空気を生成させるために、前記第１出口圧力にある前記空気の第１部分を前記第２圧縮機へと送る導管と、
ｆ）熱交換器と、前記第２出口圧力にある冷却圧縮空気を生成させるために、前記第２出口圧力にある前記空気の少なくとも一部を前記熱交換器へと送る導管と、
ｇ）前記第２出口圧力にある液化空気を前記熱交換器から取り出し、前記液化空気を前記塔システムの少なくとも１つの塔へと送る導管と、
ｈ）前記第１出口圧力にある前記空気の第２部分を前記熱交換器から取り出し、前記空気の前記第２部分の少なくとも一部を前記膨張機へと送る導管と、
ｉ）膨張機において膨張させられた空気を塔システムの少なくとも１つの塔へと送る導管と、
ｊ）液体を前記塔システムの１つの塔から取り出す導管と、加圧液体を生成させるために前記液体の少なくとも一部を加圧する手段と、加圧液体の少なくとも一部を前記熱交換器へと送る導管と、
ｋ）前記第３圧縮機及び第２膨張機（１６）を具備する冷凍サイクルと、補助流体を前記第３圧縮機から前記熱交換器へと送る導管と、前記補助流体を前記熱交換器から前記第２膨張機へと送る導管と、前記補助流体を前記第２膨張機から前記熱交換器へと送る導管と、前記補助流体を前記熱交換器から前記第３圧縮機へと送る導管と
を具備する装置が提供される。
【００１８】
本発明の更なる任意の側面に従うと、前記装置は、更なる膨張機と、窒素を前記塔システム又は外気から前記更なる膨張機へと送る手段とを含み得る。
【００１９】
この場合、前記第２及び前記第３圧縮機のうちの一方は、前記膨張機へと連結されていても良く、前記第２及び前記第３圧縮機のうちの他方は、前記更なる圧縮機へと連結されていても良い。
【００２０】
前記第２及び前記第３圧縮機のうちの少なくとも一方は、空気膨張機に連結されている。
【００２１】
好ましくは、前記第１出口圧力ある前記空気の第１部分を前記第２圧縮機へと送る前記導管は、前記熱交換器の中間の位置に接続されている。
【００２２】
好ましくは、前記第２及び第３圧縮機は、直列に接続されている。
【００２３】
前記膨張機は、出口が高圧塔に接続されている空気膨張機と、出口が低圧塔に接続されている空気膨張機と、高圧窒素膨張機と、低圧窒素膨張機とを含む群より選択されても良い。
【００２４】
前記装置は、出口が前記高圧塔に接続されている空気膨張機と、出口が前記低圧塔に接続されている空気膨張機と、高圧窒素膨張機と、低圧窒素膨張機とを含む群より選ばれる更なる膨張機を含み得る。
【００２５】
好ましくは、前記更なる膨張機は、前記第２及び第３膨張機のうちの一方と連結されている。
【００２６】
ここで、本発明に従う低温空気分離方法を示すプロセスフロー図である図２、３、５及び６、熱交換図である図４、並びに本発明に従う方法における圧縮機と膨張機との連結システムを示した図７を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。
【００２７】
図２の実施形態では、大気の空気が、空気圧縮機１によって圧縮され、精製ユニット２において精製されて、空気の流れ（流れ１１）を得る。この流れ１１は、低温装置において凍結し得る水分及び二酸化炭素などの不純物を含まない。この空気の第１部分は、その圧力をさらに上昇させるためにブースターブレーキ圧縮機３において圧縮される。次に、この加圧された第１部分（流れ４）が、主たる交換器５において冷却されて凝縮し、液化空気の流れ（流れ２７）を生成する。この流れ２７は、バルブでの膨張の後、蒸留塔の少なくとも１つへと供給される。この空気は、使用される圧力に応じて、主たる交換器の内部又は下流において液化し得る。クリプトン（９０％）及び酸素（１０％）からなる補助流体混合物６を、それが気化され且つ気化後にわずかに加温されたときに熱交換器５内に導入して、中間温度Ｔ１にある冷たい補助気体の流れを得る。この冷たい補助流れの少なくとも一部（流れ７）は、温度Ｔ１にある冷間ブレーキ圧縮機８に送られて、その圧力（流れ９）を上昇させるために圧縮される。次に、流れ９は、Ｔ１よりも高い温度Ｔ２にある熱交換器に送り戻され、交換器５において冷却されて凝縮し、液化された補助流れ（流れ１０）を生成する。流れ１０は、バルブ１６において膨張させられて、流れ６を生成する。流れ６が２相流体である場合には、相分離機が追加されても良く、液相は熱交換器５内に導入され、蒸気相は流れ７と混合される。流れ１１の第２部分（流れ１２）が交換器５において冷却されて、流れ１５を得る。流れ１５は、高圧塔内への膨張のために、Ｔ３の入口温度にある膨張機１３へと送られる。膨張機１３によって生ずる動力がブースターブレーキ圧縮機３を駆動させるのに使用されることが好ましい。流れ１２の残りは、流れ３３として液化され、高圧塔３０へと送られる。窒素リッチガス１４を、高圧塔３０から取り出し、交換器５において加温して、流れ１７を生成することができる。次に、流れ１７は、入口温度Ｔ４を有する膨張機１８において膨張させられる。膨張機１８の出力は、好ましくは、冷間ブースターブレーキ圧縮機８を駆動するのに使用され得る。次に、膨張機１８の排出ガス（流れ１９）は、交換器５のコールドエンドへと戻され、周囲の温度近くまで再加熱されて、流れ２４を生成する。ポンプ２１は、低圧塔３１の塔底部で取り出された液体酸素製品２０の圧力を所望の圧力まで昇圧させ、次に、加圧酸素の流れ２２を蒸発及び加熱のために交換器５へと送って、酸素製品２３を得る。二重塔システムは、空気分離技術での数多くの特許又は論文において記載されているような、二重塔プロセスの伝統的なタイプであり、リボイラー−コンデンサによって低圧塔の塔底部で熱的に結合された高圧塔３０及び低圧塔３１を有する。濃縮アルゴンの流れを提供するために、アルゴン塔（図示せず）が、二重塔システムと共に使用され得る。
【００２８】
上記の温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３及びＴ４は、好ましい配置で提供されている。上のものを最も高い温度から最も低い温度へと並べると、Ｔ２、Ｔ５、Ｔ１及びＴ３となる。気化された酸素の圧力及び塔システムの圧力に応じて、プロセスの性能を最適にするために、これら温度の順序を変更することができる。
【００２９】
ブースターブレーキ圧縮機３は、１段階の圧縮機であり、通常は膨張機ブースターパッケージの一部分として提供され、それゆえに、独立型又はモーター駆動のブースター圧縮機よりも、それの構成は非常に単純であり且つそれの費用構造は非常に低いということに気付くことが有益である。しかしながら、必要であれば、圧縮機３は、独立型又はモーター駆動のブースター圧縮機であっても良い。圧縮機８は、流れ４及び流れ２３の圧力に応じて、１乃至４つの段階を有する独立型又はモーター駆動型の何れかのブースター圧縮機であっても良い。ブースター及び膨張機の性能を最適化するために、それは、同じ速度にある膨張機１８（或いは膨張機１３）によって直接、又は、伝動装置を用いて駆動されても良い。
【００３０】
図２の実施形態のプロセス変量の範囲は、以下の通りである：  
流れ１１の圧力：約９乃至１７ｂａｒ ａ  
流れ４の圧力：約１６乃至５０ｂａｒ ａ  
流れ９の圧力：クリプトンリッチの混合物の場合、約５乃至２０ｂａｒａ  
Ｔ１：約−１１０℃乃至−１６５℃。
【００３１】
ブースターブレーキ圧縮機８によって圧縮される流れは、流れ１２の幾らかを液化空気流３３として任意に取り出すことによって減らすことができる。そうすることによって、ブースターブレーキ圧縮機８を駆動させるのにはあまり動力を必要とせず、動力の節約を幾らか達成できる。第１の圧力にある液化される空気の量は、塔システムへと送られる液化空気の５０％以下、好ましくは４０％以下、より好ましくは３５％以下であるべきである。
【００３２】
窒素膨張機を空気膨張機と取り替えることは、空気分離技術における慣例である。図３の実施形態は、そのような配置を説明している：第１圧縮機の後、流れ１１の一部１２が交換器５において冷却され、この流れの一部が抜き取られて、流れ５０を得る。流れ５０は、低圧塔３１への膨張のための膨張機５２へと送られる。膨張機５２の出力は、好ましくは、冷間圧縮機８を駆動させるのに使用される。流れ１２を交換器５の前で分けることを選択し、対応する空気の流れを交換器５内の分離路に送り、次に、それを冷却し、それを膨張機５２において塔に向けて膨張させることもできることに気付くことが有益である。図４は、図３のプロセスに対応する交換図を示している。
【００３３】
上の技術を、図５に記載されたように、少し変更することができる；膨張機１３の排出流れ５４での空気の一部分５３が、交換器５において加温され、次に、低圧塔内への膨張のために、膨張機５２へと送られ得る。流れ５４において幾らかの凝縮が起こる場合には、膨張機５２に供給されるガスを気液分離器を追加することによって抜き取るか、又は、更に良くは、高圧塔のサンプをセパレータとして使用することができ、この場合、膨張機に供給されるガスは、高圧塔のサンプの位置で抜き取られる。
【００３４】
高められた圧力にある有意の量の窒素リッチのガス製品を必要とする多くの場合、窒素リッチガスの膨張機１８を利用することはもはや経済的でない。その代わりに、図６に示されたように、窒素リッチのガス１４を、高圧塔３０から直接抜き取って製造し、窒素製品４１を得ることができる。こういった場合では、窒素膨張機の排除を原因とする冷却の不足を補うために、圧縮機１の圧力を上昇させることを選択して、膨張機１３の動力出力を増加させることができる。膨張機及びブースターブレーキ圧縮機の配置を更に簡単にするために、直列に並べた膨張機及びブースターブレーキを機械的に１つの列へと統合することができる：膨張機１３の出力は、２つの圧縮ブレーキ３（１段階）及び８（２段階）を駆動させる。加えて、モーター及び／又はジェネレータ６０は、或る時間でのプラントから予想される性能及び生産量に応じて、機械的動力を抜き出すか又はシステムに追加することができる。膨張機及びブースターブレーキ圧縮機の流れ及び圧力に応じて、変速機（伝動装置）を使用し、システムの性能を最適化させることができる。伝動装置を用いた配置の図が図７に示されている。更なる膨張機１８、５２をこのシステムに追加することもできる。
【００３５】
このプロセスを変更して、ポンプ搬送された液体窒素を、追加の流れとして又はポンプ搬送された酸素の流れと取って代る流れとして気化させても良い。
【００３６】
図示したプロセスは、二重塔システムを示しているが、本発明が三重塔システムに適用されることは容易に理解されるであろう。
【００３７】
二重塔又は三重塔のシステムが高められた圧力で稼動する場合、低圧の窒素の幾らかが、膨張機１８において膨張され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】記載なし。
【図２】記載なし。
【図３】記載なし。
【図４】記載なし。
【図５】記載なし。
【図６】記載なし。
【図７】記載なし。
【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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【国際調査報告】
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