(57)【要約】本発明は、塔（１、３）のシステムと、分離しようとする流れ（７、９）を前記システムの１つの塔（１）に運ぶ手段とを具備する蒸留装置に関する。本発明によれば、動作セグメントにおいて、速度比が速度比の閾値以下（前記速度比は、実際の還流速度とセグメントの最小の還流速度との間の比である）、および／または負荷比が負荷比の閾値以上（前記負荷比は、液体の下降流とセグメントの断面積との間の比である）である場合、１つの塔の少なくとも１つのセグメント（Ａ、Ｄ）が無改造界面を有するパックを具備する構造化充填物を含む。さらに、速度比の閾値以上の速度比および／または負荷比の閾値以下の閾値以下の負荷比で動作するように設計された塔の少なくとも１つのセグメント（Ｃ、Ｇ）が少なくとも１つの改造界面を持つパックを具備する構造化充填物を含む。【選択図】      図１
2006528764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塔システム（１、３、７、１９、２１、２７、４１）と、分離しようとする流れ（任意に、冷却および精製がなされる）を前記塔システムの塔に送る手段とを具備し、使用時に：
（ｉ）速度比の閾値以下の速度比（この速度比は、実際の還流速度の、充填部の最低還流速度に対する比である）および／または
（ｉｉ）負荷比の閾値以上の負荷比（この負荷比は、下降液体の流速の、充填部の断面積に対する比である）
で動作するように設計されている塔の少なくとも１つの充填部（Ａ、Ｄ、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｐ）が、そのパックが無改造界面を有する構造化充填物を含んでいる蒸留装置（任意に低温蒸留用）であって、使用時に、速度比の閾値以上の速度比および／または負荷比の閾値以下の負荷比で動作するように設計されている塔の少なくとも１つの充填部（Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｉ、Ｊ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｑ、Ｒ）が、そのパックが改造界面を有する構造化充填物を含み、前記速度比の閾値は１．０５であり、前記負荷比の閾値は４００ｌ／ｈｄｍ２であることを特徴とする蒸留装置。
【請求項２】
使用時に、前記速度比の閾値以下の還流速度比および／または前記負荷比の閾値以上の負荷比で動作するように設計されている塔の前記充填部は、そのパックが無改造界面を有する構造化充填物を含み、かつ、使用時に、前記速度比の閾値以上の還流速度比および／または前記負荷比の閾値以下の負荷比で動作するように設計されている塔の前記充填部は、そのパックが少なくとも１つの改造界面を有する構造化充填物を含む請求項１記載の装置。
【請求項３】
互いに熱的に結合している中圧塔（１）および低圧塔（３）と、任意に、中圧と低圧の中間の圧力で動作する１つの塔と、この塔に前記中圧塔から供給する手段と、空気を少なくとも前記中圧塔に送る手段とを具備し、前記装置内で、前記中圧塔および／または前記低圧塔ならびに、任意に、前記中間圧力塔に関して、前記塔の少なくとも１つの下部充填部は無改造界面を持つパックを含み、かつ少なくとも１つの上部充填部は改造界面を持つパックを含む請求項１または２に記載の低温空気蒸留装置。
【請求項４】
互いに熱的に結合している中圧塔（１）および低圧塔（３）と、アルゴン塔（２１）と、空気を少なくとも前記中圧塔に送る手段と、前記低圧塔からのアルゴンに富んだガスを前記アルゴン塔に送る手段とを具備し、前記装置内で、前記アルゴン塔の少なくとも１つの充填部、好ましくは前記アルゴン塔の全ての充填部は無改造界面を持つ１つまたはそれ以上のパックを含み、一方前記低圧塔または前記中圧塔の少なくとも１つの充填部は改造界面を持つパックを含む請求項１、２および３のいずれか１項記載の低温空気蒸留装置。
【請求項５】
互いに熱的に結合している中圧塔（１）および低圧塔（３）と、混合塔（４１）と、空気を少なくとも前記中圧塔に送る手段と、酸素に富む液体（前記低圧塔から来る）および空気を前記混合塔に送る手段とを具備し、前記装置内で、前記混合塔の少なくとも１つの充填部、好ましくは前記混合塔の全ての充填部は無改造界面を持つ１つまたはそれ以上のパックを含み、一方前記低圧塔または前記中圧塔の少なくとも１つの充填部は改造界面を持つパックを含む請求項１から４のいずれか１項記載の低温空気蒸留装置。
【請求項６】
メタン洗浄塔（７）および／または窒素洗浄塔および／または蒸留塔（２７）および／またはストリッピング塔（１９）を具備する、一酸化炭素および／または水素および／または窒素および／またはメタンを主に含む混合物を蒸留するための請求項１または２記載の低温蒸留装置。
【請求項７】
メタン洗浄塔（７）と、ストリッピング塔（１９）と、前記混合物を前記メタン洗浄塔に送る手段と、液体を前記メタン洗浄塔の下部から前記ストリッピング塔の上部に送る手段とを具備し、前記装置内で、前記ストリッピング塔は無改造界面を持つ少なくとも１つのパックを含み、かつ前記洗浄塔は１つまたはそれ以上の改造界面を持つ少なくとも１つのパックを含む請求項６記載の装置。
【請求項８】
使用時に：
（ｉ）速度比の閾値以下の速度比（この速度比は、実際の還流速度の、充填部の最低還流速度に対する比である）および／または
（ｉｉ）負荷比の閾値以上の負荷比（この負荷比は、下降液体の流速の、充填部の断面積に対する比である）
で動作するように設計されている塔の少なくとも１つの充填部は、そのパックが無改造界面を有する構造化充填物のみを含み、かつ、使用時に、速度比の閾値以上の速度比および／または負荷比の閾値以下の負荷比で動作するように設計されている塔の少なくとも１つの充填部は、そのパックが少なくとも１つの改造界面を有する充填物のみを含む請求項１から７のいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
塔システム（１、３、７、１９、２１、２７、４１）を具備するユニットで、
ａ）分離しようとする、冷却して精製した流れを前記塔システムの塔に送る工程と；
ｂ）前記流れを前記塔システム内で分離して、前記混合物の少なくとも１種の成分に富む流体を形成する工程と
を具備し、塔の少なくとも１つの充填部（Ａ、Ｄ、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｐ）が
（ｉ）速度比の閾値以下の速度比（この速度比は、実際の還流速度の、前記充填部の最低還流速度に対する比である）および／または
（ｉｉ）負荷比の閾値以上の負荷比（この負荷比は、下降液体の流速の、前記充填部の断面積に対する比である）
で動作し、そのパックが無改造界面を有する構造化充填物を含む蒸留方法（任意に低温蒸留用）であって、塔の少なくとも１つの充填部が速度比の閾値以上の速度比および／または負荷比の閾値以上の負荷比で動作し、かつそのパックが少なくとも１つの改造界面を有する構造化充填物を含み、前記速度比の閾値は１．０５であり、前記負荷比の閾値は４００ｌ／ｈｄｍ２であることを特徴とする方法。
【請求項１０】
無改造界面を持つパックまたはトレーのみを含む塔システムを具備する蒸留装置（任意に低温蒸留用である）の少なくとも１つの塔（１、３、７、１９、２１、２７、４１）の容量を、いくつかのパックまたはトレーを１つまたはそれ以上の改造界面を持つパックと交換することで増加させる方法であって、１つまたはそれ以上の改造界面を有するパックを、少なくともいくつかの充填部（Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｉ、Ｊ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｑ、Ｒ）、好ましくは速度比の閾値以上の速度比（この速度比は、実際の還流速度の、前記充填部の最低還流速度に対する比である）および／または負荷比の閾値以下の負荷比（この負荷比は、下降液体流の速度の、前記充填部の断面積に対する比である）で動作するように設計された充填部のみに設置する工程を具備し、前記速度比の閾値は１．０５であり、前記負荷比の閾値は４００ｌ／ｈｄｍ２である方法。
【請求項１１】
多くとも塔の上部（最もガスで充填される部分）にある充填物のパック、好ましくは頂部充填部（Ｆ、Ｇ）のみを、１つまたはそれ以上の改造界面を持つ１つまたはそれ以上のパックと交換し、無改造界面を有する前記パックを前記塔の下部に残すことを具備する請求項１０記載の容量増加方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交差波状構造化充填物を有する塔を含む蒸留装置と、蒸留装置の容量を増加させる方法に関する。好ましくは、これは低温蒸留用の装置である。
【背景技術】
【０００２】
空気ガスを分離するために、または水素および一酸化炭素を含む混合物を分離させるために、構造化充填物（structured packing）を低温蒸留装置で使用することが知られている（EP-A-837 031）。
【０００３】
交差波状充填物（cross-corrugated packing）は、「パック」と呼ばれるモジュールからなる。パックの各々は、一方向と他の方向に交互に斜め配置された波状ストリップのスタックから形成される。これらのストリップは、有孔であってもそうでなくてもよい、通常金属の、滑らかなもしくはテクスチャーの付いたシートから作られている。例がGB-A-1 004 046およびCA-A-1 095 827に記載されている。
【０００４】
蒸留塔の場合、ストリップは通常、鉛直面に位置する。パックは通常、１つのパックから次のパックへと塔の軸のまわりに９０°回転されている。これらの方向の変化は、パック間の界面で、塔で処理することのできる負荷を制限するフラッディングを引き起こすことが示されている。
【０００５】
このフラッディングを制限するための様々な方法が提案されている。特に、WO-A-97/16247は、パックの上端および下端で垂直になるように母線が各々の端で曲がっている波形を開示している。
【０００６】
波形を改造して、モジュールの下端、および場合により上端の抵抗を低減させる他の方法が特許EP-A-0 707 885に開示されている。例えば、パックの底部は中心部よりも多く細孔を含んでもよいし、中心部での波形の高さと比べて、パックの底部では波形の高さが低くてもよいし、またはパックの下端は切込みを含んでもよい。
【０００７】
改造界面を持つこれらの充填物は、無改造界面を持つ従来の充填物よりも、はるかに任意の偏在に敏感である。さらに、パックの液体負荷が増加する場合、改造界面を持つ充填物による容量の利得は減少する。さらに、効率の損失も液体負荷が多い場合に見受けられ、それは他の相による１つの相の同伴によるものである。
【０００８】
低い圧力降下基準に基づいて設計された塔（例えばアルゴン塔、これは典型的には２ｍｂａｒ／ｍの最大圧力降下で設計される）の場合、改造界面を持つ充填物によって提供される利得（典型的に１０％のＣｖ）は、フラッディングがある場合に考えられる利得（典型的に３０％のＣｖ）と比べて、著しく減少する。
【０００９】
このタイプの塔では、界面を改造することで提供される利得は小さく、かつ偏在のリスクが高い。
【００１０】
無改造界面を持つパックは、実質的に同じ幾何構造をパックの高さ全体に亘って有し、下端に切込みがない波形を有する、交差波状構造化充填物のパックである。
【００１１】
改造界面を持つパックは、パックの少なくとも５０％の高さを構成するパック内部の中心部と、パックの下端までの下部とを有する波形を持つ、交差波状構造化充填物のパックである。ガスの流れに対する抵抗を中心部と比べて低減させるために、パックは下部が中心部と比べて改造されている。
【００１２】
改造界面を持つパックは、パックの少なくとも５０％の高さを構成するパック内部の中心部と、パックの下端までの下部と、パックの上端までの上部とを有する波形を持つ、交差波状構造化充填物のパックである。ガスの流れに対する抵抗を中心部と比べてそこで低減させるように、パックは下部および上部が中心部と比べて改造されている。
【００１３】
上の文章で言及した充填物は好ましくは、２５０ｍ２／ｍ３から９００ｍ２／ｍ３までの範囲の特定の表面積を有する。好ましい態様によると、これは滑らかな表面を有する有孔の充填物である。
【００１４】
好ましくは、改造表面を持つパックは、上で記載したようなものであるが、パックの上端までの上部も含むパックである。ガスの流れに対する抵抗を中心部と比べてそこで低減させるように、パックは上部が中心部と比較して改造されている。
【００１５】
EP-A-0 707 885に開示されている全ての抵抗低減手段を想定できる。
【００１６】
好ましくは、波形は改造した幾何構造を下部（および場合により上部）に有し、波形の母線が１つ（各々）の端で曲げられ、パックの下端（および上端）で垂直となる。もちろん、下部はそこに入るガス流に対する抵抗を低減できる他の改造を同時に含んでもよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の課題は、既知の装置の欠点を軽減し、特に改造界面を持つ充填物の利点を利用すると同時に、さらに、改造界面を有する充填物と改造界面を持たない充填物とに適切に分けることにより、その負の効果を低減させる分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の１つの態様は、塔システムと、分離しようとする流れ（任意に、冷却および精製がなされる）を塔システムの塔に送る手段とを具備し、使用時に：
（ｉ）速度比の閾値以下の速度比（この速度比は、実際の還流速度の、充填部の最低還流速度に対する比である）および／または
（ｉｉ）負荷比の閾値以上の負荷比（この負荷比は、下降液体の流速の、充填部の断面積に対する比である）
で動作するように設計されている塔の少なくとも１つの充填部が、そのパックが無改造界面を有する構造化充填物を含んでいる蒸留装置（任意に低温蒸留用）であって、使用時に、速度比の閾値以上の速度比および／または負荷比の閾値以下の負荷比で動作するように設計されている塔の少なくとも１つの充填部が、そのパックが改造界面を有する構造化充填物を含むことを特徴とする蒸留装置を提供する。
【００１９】
例えば、速度比の閾値は１．０５であり得て、負荷比の閾値は４００ｌ／ｈｄｍ２であり得る。もちろん、他の値を想定しても良い。
【００２０】
好ましくは、使用時に、速度比の閾値以下の還流速度比および／または負荷比の閾値以上の負荷比で動作するように設計されている塔の充填部は、そのパックが無改造界面を有する構造化充填物を含み、かつ、使用時に、速度比の閾値以上の還流速度比および／または負荷比の閾値以下の負荷比で動作するように設計されている塔の充填部は、そのパックが少なくとも１つの改造界面を有する構造化充填物を含む。
【００２１】
前記装置は、互いに熱的に結合している中圧塔および低圧塔と、任意に、中圧と低圧の中間の圧力で動作する１つの塔と、この塔に中圧塔から供給する手段と、空気を少なくとも中圧塔に送る手段とを具備する低温空気蒸留装置でもよく、前記装置内で、中圧塔および／または低圧塔ならびに、任意に、中間圧力塔に関して、塔の少なくとも１つの下部充填部は無改造界面を持つパックを含み、かつ少なくとも１つの上部充填部は改造界面を持つパックを含む。
【００２２】
前記装置は、互いに熱的に結合している中圧塔および低圧塔と、アルゴン塔と、空気を少なくとも中圧塔に送る手段と、低圧塔からのアルゴンに富んだガスをアルゴン塔に送る手段とを具備する低温空気蒸留装置でもよく、前記装置内で、アルゴン塔の少なくとも１つの充填部、好ましくはアルゴン塔の全ての充填部は無改造界面を持つ１つまたはそれ以上のパックを含み、一方低圧塔または中圧塔の少なくとも１つの充填部は改造界面を持つパックを含む。
【００２３】
前記装置は、互いに熱的に結合している中圧塔および低圧塔と、混合塔と、空気を少なくとも中圧塔に送る手段と、酸素に富む液体（低圧塔から来る）および空気を混合塔に送る手段とを具備する低温蒸留装置でもよく、前記装置内で、混合塔の少なくとも１つの充填部、好ましくは混合塔の全ての充填部は無改造界面を持つ１つまたはそれ以上のパックを含み、一方低圧塔または中圧塔の少なくとも１つの充填部は改造界面を持つパックを含む。
【００２４】
前記装置は、メタン洗浄塔および／または窒素洗浄塔および／または蒸留塔および／またはストリッピング塔を具備する、一酸化炭素および／または水素および／または窒素および／またはメタンを主に含む混合物を蒸留するための低温蒸留装置でもよい。このタイプの装置はメタン洗浄塔と、ストリッピング塔と、混合物をメタン洗浄塔に送る手段と、液体をメタン洗浄塔の下部からストリッピング塔の上部に送る手段とを具備しても良く、前記装置内で、ストリッピング塔は無改造界面を持つ少なくとも１つのパックを含み、かつ洗浄塔は１つまたはそれ以上の改造界面を持つ少なくとも１つのパックを含む。
【００２５】
好ましくは、使用時に：
（ｉ）速度比の閾値以下の速度比（この速度比は、実際の還流速度の、充填部の最低還流速度に対する比である）および／または
（ｉｉ）負荷比の閾値以上の負荷比（この負荷比は、下降液体の流速の、充填部の断面積に対する比である）
で動作するように設計されている塔の少なくとも１つの充填部は、そのパックが無改造界面を有する構造化充填物のみを含み、かつ、使用時に、速度比の閾値以上の速度比および／または負荷比の閾値以下の負荷比で動作するように設計されている塔の少なくとも１つの充填部は、そのパックが少なくとも１つの改造界面を有する充填物のみを含む。
【００２６】
本発明の別の態様は、塔システムを具備するユニットで、
ａ）分離しようとする、冷却して精製した流れを塔システムの塔に送る工程と；
ｂ）流れを塔システム内で分離して、混合物の少なくとも１種の成分に富む流体を形成する工程と
を具備し、塔の少なくとも１つの充填部が
（ｉ）速度比の閾値以下の速度比（この速度比は、実際の還流速度の、充填部の最低還流速度に対する比である）および／または
（ｉｉ）負荷比の閾値以上の負荷比（この負荷比は、下降液体の流速の、充填部の断面積に対する比である）
で動作し、そのパックが無改造界面を有する構造化充填物を含む蒸留方法（任意に低温蒸留用）であって、塔の少なくとも１つの充填部が速度比の閾値以上の速度比および／または負荷比の閾値以上の負荷比で動作し、かつそのパックが少なくとも１つの改造界面を有する構造化充填物を含むことを特徴とする方法を提供する。
【００２７】
本発明の別の態様は、無改造界面を持つパックまたはトレーのみを含む塔システムを具備する蒸留装置（任意に低温蒸留用である）の少なくとも１つの塔の容量を、いくつかのパックまたはトレーを１つまたはそれ以上の改造界面を持つパックと交換することで増加させる方法であって、１つまたはそれ以上の改造界面を有するパックを、少なくともいくつかの充填部、好ましくは速度比の閾値以上の速度比（この速度比は、実際の還流速度の、充填部の最低還流速度に対する比である）および／または負荷比の閾値以下の負荷比（この負荷比は、下降液体流の速度の、充填部の断面積に対する比である）で動作するように設計された充填部のみに設置する工程を具備する方法を提供する。
【００２８】
好ましくは、１つまたはそれ以上の改造界面を持つパックを、速度比の閾値以下の速度比（この速度比は、実際の還流速度の、充填部の最低還流速度に対する比である）および／または負荷比の閾値以上の負荷比（この負荷比は、下降液体流の速度の、充填部の断面積に対する比である）で動作するように設計された充填部の少なくともいくつか、好ましくはその全てには設置しない。
【００２９】
例えば、多くとも塔の上部（最もガスで充填される部分）にある充填物のパック、好ましくは頂部充填部のみを、１つまたはそれ以上の改造界面を持つ１つまたはそれ以上のパックと交換し、無改造界面を有するパックを塔の下部に残す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明を、図面を参照しながらより詳細に説明する。
【００３１】
図１は、コンデンサー／リボイラー５（中圧塔のオーバーヘッド窒素を凝縮し、凝縮した窒素を還流としてそこに戻す）によって低圧塔３と熱的に結合している中圧塔１を示す。
【００３２】
気体空気７を中圧塔１の底部に送り、液体空気９も送る。２つの空気取り入れ口の間に充填部Ａがある。
【００３３】
様々な純度の液体窒素の流れを中圧塔の頂部から取り出す。塔の頂部から来た流れ１１を低圧塔の頂部に送り、流れ１３を中圧塔の中間の高さから低圧塔の中間の高さに送る。
【００３４】
液体空気取り入れ口９と液体窒素取り出し口１３とは充填部Ｂで隔てられており、液体窒素取り出し口１３と１１とは充填部Ｃで隔てられている。
【００３５】
リッチ液体流１５を中圧塔１の底部から低圧塔３の中間の高さに送り、充填部Ｄは低圧塔の底部をリッチ液体取入れ口から隔てる。
【００３６】
第２の液体空気流１７を低圧塔に送る。充填部Ｅはリッチ液体取入れ口１５を液体空気取り入れ口１７から隔てる。充填部Ｆは空気取り入れ口１７を液体窒素取り入れ口１３から隔て、充填部Ｇは液体窒素取り入れ口１１と１３とを隔てる。
【００３７】
液体窒素１３を塔の頂部に送ることは任意であり、それゆえに充填部ＦとＧ（ならびに、ＢとＣ）が１つの充填部を構成する場合もあることが理解されるであろう。同様に、液体空気取り入れ口１７は任意であり、それゆえに充填部ＥとＦが１つの充填部を構成する場合もあり、かつ液体空気取り入れ口９は任意であり、それゆえに充填部ＡとＢが１つの充填部を構成する場合もある。
【００３８】
しかし、ブローイングタービンから来る気体空気流が液体空気取り入れ１７に置き換わる場合もある。
【００３９】
本発明によれば、中圧塔において、充填部Ａは無改造界面を持つ充填物を含み、かつ充填部ＢおよびＣは改造界面を持つ充填物を含む。あるいは、中圧塔がトレーのみを含む場合もある。
【００４０】
本発明によれば、低圧塔において、充填部Ｄは無改造界面を持つ充填物を含み、かつ充填部Ｅ、ＦおよびＧは改造界面を持つ充填物を含む。
【００４１】
図２は、二重塔を示し、これは低圧塔がアルゴン塔と接続しているという点で図１のものとは異なる。その結果として、充填部Ｄは分裂して３つの充填部Ｄ１、Ｄ２およびＤ３を形成している。
【００４２】
充填部Ｄ１は低圧塔の底部を、アルゴン塔２１に向けてのアルゴン富化ガス２５の取り出し口から隔て、かつアルゴン塔から来る底部液体の取り入れ口２７からも隔てる。
【００４３】
充填部Ｄ１の上に充填部Ｄ２がある。
【００４４】
リッチ液体の一部をアルゴン塔２１のオーバーヘッドコンデンサー３１に送る。そこでリッチ液体は部分的に蒸発して蒸発したリッチ液体の流れ３５と蒸発していないリッチ液体の流れ３７とを生じる。２つの流れを低圧塔の充填部Ｄ２と充填部Ｄ３との間のスペースに送る。
【００４５】
リッチ液体の残留部を充填部Ｄ３の上に送る。
【００４６】
少なくとも充填部Ｄ１は改造界面を持たないパックのみを含む。好ましくは充填部Ｄ２は改造界面を持たないパックのみを含み、さらにより好ましくは充填部Ｄは改造界面を持たないパックのみを含む。
【００４７】
充填部Ｅ、ＦおよびＧは改造界面を持つパックのみを含む。
【００４８】
アルゴン塔自身には、２つの充填部ＨおよびＩがあり、アルゴン富化流を充填部Ｉの上で取り出す。２つの充填部ＨおよびＩは１つまたはそれ以上の無改造界面を持つパックのみを含む。あるいは、充填部Ｈは無改造界面を持つパックを含み、充填部Ｉは１つまたはそれ以上の改造界面を持つパックを含む場合もある。
【００４９】
図３は、混合塔を含むという点で、図１と異なる。この塔は、底部に空気の流れ３９が供給され、その頂部にポンプ４５で供給する液体酸素４３が供給される塔であり、２つの充填部ＪおよびＫを含む。気体酸素４７を塔４１のオーバーヘッドとして生じる。底部の液体４９をリッチ液体と混合し、低圧塔に送る。非常にリッチな液体の流れ５１を充填部ＪおよびＫの間から取り出し、膨張させ、低圧塔に送る。
【００５０】
充填部Ｋ（最も液体で充填されているもの）および任意に充填部Ｊは無改造界面を持つパックを含み、一方二重塔の少なくともいくつかの充填部は改造界面を持つパックを含む。好ましくは、二重塔に使用する充填物のタイプは、図１について（すなわち中圧塔について）説明したものと同様であり、充填部Ａは無改造界面を持つ充填物を含み、充填部ＢおよびＣは１つまたは複数の改造界面を有する充填物を含み、一方で、低圧塔については、充填部Ｄは無改造界面を持つ充填物を含み、充填部Ｅ、ＦおよびＧは１つまたはそれ以上の改造界面を持つパックのみを含む。あるいは、中圧塔がトレーのみを含む場合もある。
【００５１】
図４は単一塔の空気分離装置を示す。単一塔１に気体空気の流れ７を供給する。リッチ液体流１５を塔の底から取り出し、オーバーヘッドのコンデンサー／リボイラー５に送り、それを蒸発させる。オーバーヘッド窒素はコンデンサー／リボイラー５内で部分的に凝縮する。気体窒素１３の流れを塔の頂部の下にある少数のトレーで生成物として取り出す。塔は、気体窒素１３の取り出し口の下にあるＡ、およびこの取り出し口の上にあるＣという２つの充填部を含む。充填部Ａは１つまたはそれ以上の改造界面を有する充填物のパックである少なくとも１つのパックを含み、一方で充填部Ｃは無改造界面を持つ少なくとも１つのパックを含む。
【００５２】
図５は、水素、一酸化炭素およびメタンの混合物を分離するための、三塔式の装置を示す。この混合物１を３で精製し、交換器５で冷却し、メタン洗浄塔７に送る。この洗浄塔からの底部の液体１３を膨張させ、ストリッピング塔１９の頂部に送る。その後、ストリッピング塔からの底部の液体２３を蒸留塔２７で一酸化炭素に富むガス３１とメタンに富む液体２８分離し、その少なくとも一部を洗浄塔７に再循環させる。前記装置を、塔１９、２７の液溜めを温め、塔２７の頂部を冷却する一酸化炭素サイクルによって冷却した状態に保つ。このサイクルは、生成物３７を圧縮するためにも使用するコンプレッサー３５と、タービン４１とを具備する。
【００５３】
洗浄塔７は１つまたはそれ以上の改造界面を持つパックＬ、Ｍ、ＮおよびＯを含み、蒸留塔２９は１つまたはそれ以上の改造界面を持つ２つのパックＱ、Ｒを含む。しかし、ストリッピング塔１９は無改造界面を持つパックのみを含む。
【００５４】
図１および２に示したような二重空気分離塔の場合に、トレーを持つ塔または無改造界面を持つパックを有する塔を改造することが望まれるときには、改造界面を有する充填物のパックを、好ましくは充填部Ｆ、Ｇに設置する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】中圧塔と低圧塔とを具備する低温蒸留空気分離ユニットを示す図。
【図２】中圧塔と、低圧塔と、アルゴン塔とを具備する低温蒸留空気分離ユニットを示す図。
【図３】中圧塔と、低圧塔と、混合塔とを具備する低温蒸留空気分離装置を示す図。
【図４】単一塔を具備する低温蒸留空気分離ユニットを示す図。
【図５】主たる成分として、水素、一酸化炭素、メタン、およびおそらく窒素を含む混合物を分離するための分離ユニットを示す図。
【図１】
2006528764.tif 000003
【図２】
2006528764.tif 000004
【図３】
2006528764.tif 000005
【図４】
2006528764.tif 000006
【図５】
2006528764.tif 000007
【国際調査報告】
2006528764.tif 000008
2006528764.tif 000009
2006528764.tif 000010
2006528764.tif 000011