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KR930000280B1 - 가스상 피이드로부터 초고순도산소를 제조하는 방법 및 그 장치 - Google Patents

가스상 피이드로부터 초고순도산소를 제조하는 방법 및 그 장치 Download PDF

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KR930000280B1
KR930000280B1 KR1019880009452A KR880009452A KR930000280B1 KR 930000280 B1 KR930000280 B1 KR 930000280B1 KR 1019880009452 A KR1019880009452 A KR 1019880009452A KR 880009452 A KR880009452 A KR 880009452A KR 930000280 B1 KR930000280 B1 KR 930000280B1
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유니온 카바이드 코포레이션
티모티 엔. 비숍
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Abstract

내용 없음.

Description

가스상 피이드로부터 초고순도산소를 제조하는 방법 및 그 장치
제1도는 본 발명이 저온증류 공기분류 플랜트에 부가로서 사용된 본 발명의 바람직한 구현예를 나타내는 개략도.
제2도는 본 발명이 액체산소 부가동결 또는 액체질소 부가동결을 사용하여 그 자체로 사용된 본 발명의 특히 바람직한 구현예를 나타내는 개략도.
제3도는 제2도의 구현예에서 특정 열교환작업을 진행하는 한 방법을 나타내는 개략도.
제4도는 제2도의 구현예에서 특정 열교환작업을 진행하는 또다른 방법을 나타내는 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 흡수탑 21 : 스트리핑탑
22,25 : 열교환기 24 : 압축기
26 : 사이드응축기 27 : 보조산소응축기
29 : 리보일러 40 : 냉각기
48,49,73,74 : 밸브 200 : 피이드가스
211 : 초고순도산소(가스상태) 213 : 초고순도산소(액체상태)
본 발명은 일반적으로는 초고순도산소의 제조, 그리고 더욱 특별하게는 가스상 피이드 스트림(feed stream)으로부터 초고순도산소의 제어에 관한 것이다.
상품급 고순도산소는 그 명목순도가 99.5%이다. 상품급 고순도산소는 일반적으로 널리 알려진 공기의 저온분별증류에 의하여 가장 빈번하기로는 중첩된 2중탑(stac ked double column)장치를 사용하여 제조한다. 상품으로 입수가능한 고순도산소는 매우 많은 용도에 사용하기 적합하다.
상품급 고순도산소는 소량의 불순물을 함유한다. 불순물에는 증기압이 산소보다 높은 경질분순물 및 증기압이 산소보다 낮은 중질불순물이 포함된다. 때로는 불순물이 상품으로 입수가능한 고순도산소의 그것보다 훨씬 낮은 산소가 필요하기도 하다. 이럴 경우에 현재까지는 촉매연소법에 의하여 고순도산소의 등급을 올려서 초고순도산소가 되게 하였다.
전자공업에서는 많은 용도에 초고순도산소를 사용할 것을 필요로 한다. 그러나, 초고순도산소를 제조하는 종래의 촉매연소법으로는 입상회된 촉매로부터 발생하는 입상물이 필연적으로 생성되기 때문에 적절하지 않다.
그러므로, 촉매연소법을 사용할 필요없이 초고순도산소를 제조할 수 있는 방법 및 장치가 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 촉매연소법을 사용치 않고, 초고순도산소를 제조함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 공기의 저온분별증류에 의하여 제조된 고순도산소의 업그레이드(upgrade)에 의하여 초고순도산소를 제조함에 있다.
상기의 목적과 기타 목적들은 본 발명에 의하여 달성되며, 이는 본 명세서를 한번 읽으면 당업계에 숙련된 사람에게는 명백하다.
본 발명의 제1면은 : (a) 산소, 경질불순물 및 중질불순물을 함유하는 가스상 피이드를 흡수탑에 도입하고 : (b) 가스상 피이드를 흡수탑에 상향으로 통과시키면서 상승가스로부터 중질불순물을 하강액체에 흡수시키고 : (c) 결과의 가스를 응축시켜서 이의 제1액부를 스트리핑탑에 통과시키고, 이의 제2액부를 상기 언급한 하강액체로서 흡수탑에 하향으로 통과시키고 : (d) 제1액부를 스트리핑탑에 하향으로 통과시키고 이 하강액체로부터 경질불순물을 상승증기내로 스트리핑시켜서 초고순도산소 액체를 생성시키고 : (e) 초고순도산소 액체를 증발시켜서 결과의 증기를 스트리핑탑 내에 상기 언급한 상승증기로서 상향으로 통과시키고 : (f) 생성물 초고순도산소를 회수하는 것으로 이루어진 가스상 피이드로부터 초고순도산소를 제조하는 방법이다.
본 발명의 또다른 면은 : (a) 피이드도입수단을 갖춘 흡수탑 ; (b) 스트리핑탑 ; (c) 열교환기수단 : (d) 흡수탑의 상부로부터 증기를 열교환기수단으로 이송시키는 수단 : (e) 열교환기수단으로부터 액체를 스트리핑탑의 상부로 이송시키는 수단 : 그리고 (f) 스트리핑탑으로부터 액체를 회수하는 수단으로 이루어진, 가스상 피이드로부터 초고순도산소를 제조하는 장치이다.
여기서 사용되는 용어“탑”이라함은 분별증류탑 또는 대역, 즉, 예를들어 탑 내에 설치된 일련의 수직배열된 트레이 또는 플레이트상에서 또는 탑을 충전한 충전부재 상에서 증기상과 액체상을 접촉시킴으로써 증기상괴 액체상이 향류 접촉하여 액체혼합물을 분리시킬 수 있는 접촉탑 또는 대역을 말한다. 증류탑의 보다 상세한 설명은 문헌 [Chemical Enginerr's Handbook. 5th Ed., R.H. Perry and C.H. Chilton, McGraw -Hill Book Smith et al, page 13-3 The Continuous Distillation Process]을 참조하라. 여기서 사용되는 용어“2중탑”이라함은 고압탑의 상단이 저압탑의 하단과 열교환 관계에 있는 것을 말한다. 2중탑에 대한 보다 상세한 설명은 문헌 [Ruheman“The Separation of Gases”Oxford University Press,1949, Chapter VII, Commercial Air Separation]을 참조하라.
여기서 사용되는 용어“간접 열교환”이라함은 2개의 액체스트림 간에 물리적 접촉이나 상호 혼합됨이 없이 2개의 액체스트림을 열교환 관계로 가져감을 말한다.
여기서 사용되는 용어“트레이”라 함은 접촉스테이지를 말하는데 이는 반드시 평형스테이지(equilibrium Stage)일 필요는 없으며 때로는 1트레이와 등가인 분리능력를 갖는 충전과 같은 다른 접촉장치를 말할 수도 있다.
여기서 사용되는 용어“평형스테이지”이라함은 스테이지를 출발하는 증기와 액체가 물질 전달 평형상태에 있는 기-액 접촉 스테이지를 말하며, 예를들면, 100% 효율의 트레이 또는 한개의 이론적 플레이트와 등가인 충전부재 높이(HETP)이다.
여기서 사용되는 용어“스트리핑탑”이라함은 아르곤과 같은 휘발성분을 액체로부터 증기에로 분리하기에 충분한 증기 상향류(upflow) 대 액체 하향류(downflow)로써 작동하여 아르곤과 같은 휘발성분이 상방향으로 점차적으로 더 풍부해지는 탑을 말한다.
여기서 사용되는 용어“흡수탑”이라함은 메탄과 같은 저휘발성분을 증기로부터 액체에로 분리하기에 충분한 액체 하향류 대 증기 상향류로써 작동하며 메탄과 같은 저휘발성분이 하방향으로 점차적으로 더 풍부해지는 탑을 말한다.
여기서 사용되는 용어“리보일러”라 함은 탑저액체로부터 탑상향류증기를 발생하는 열교환장치를 말한다.
여기서 사용되는 용어“응축기”라 함은 탑정증기로부터 탑하항류액체를 발생하는 열교환장치를 말한다.
이제 도면과 관련하여 본 발명을 상세히 설명하겠다.
제1도와 관련하여, 흡수탑(20)의 저부에 가스상 피이드(200)를 도입한다. 피이드가스(200)는 주로 산소(일반적으로 그 농도는 90.0 내지 99.9%의 범위 이내임)로 구성된다. 전형적으로 피이드가스(200)는 그 농도가 산소 약 99.5%인 상품급 고순도산소이다. 피이드가스(200)는 또한 증기압 및 휘발성이 산소보다 더높은 경질불순물, 예를들면 아르곤, 질소, 수소 및 헬륨같은 경질불순물과, 증기압 및 휘발성이 산소보다 더낮은 중질불순물, 예를들면 크립톤, 크세논 및 탄화수소류와 같은 중질불순물도 함유한다.
제1도의 구현예에 있어서, 피이드가스(200)는 저온공기분리플랜트에서 직접 취한다. 저온공기분리플랜트가 2중탑형인 경우에는 피이드가스를 상층탑의 탑저로부터 취하는 것이 바람직하다.
피이드가스는 흡수탑(20)을 상향 통과하며 중질불순물은 상승가스로부터 하강 또는 세정액체에도 흡수된다. 여기서 사용되는“불순물”이라함은 불순물의 복수종 뿐만아니라 단일종도 의미한다. 제1도에 보인 구현예와 함께 2중탑 저온공기분리 플랜트를 사용할 때에는 결과의 세정액체(202)를 2중탑 주응축기의 산소 사이드(oxygen si de)에 이송시키는 것이 바람직하다.
결과의 세정된 가스(203)는 예를들면 도관에 의하여 탑(20)의 상부로부터 열교환기(22)를 통과하여 여기서 간접열교환방식에 의하여 응축된다. 열교환기(22)는 제1도에 보인 바와 같이 흡수탑(20)의 외부에 위치하든가 또는 흡수탑을 내장한 구조물의 내부에 위치할 수 있다. 열교환기(22)는 어떠한 적절한 유체(204)로써도 구동할 수 있다. 바람직하기로는 유체(204)는 2중탑 공기분리플랜트의 고압탑의 탑저로부터 취하며 결과의 증발된 유체(205)는 저압탑의 중간부에 2중탑으로 반송된다.
열교환기(22)로부터 유출되는 액체(206)의 제1부(210)는, 도관을 통하여 스트리핑탑(21)의 상부로 유입하며, 제2부(201)는 하강 액체로서 흡수탑(20)을 하향 통과한다.
액체(210)가 스트리핑탑(21)을 하향 통과하면서 경질불순물은 하향액체로부터 상향증기에로 스트리핑되어 가스상스트립(212)으로서 스트리핑탑(21)을 떠난다. 스트림(212)은 필수적으로 탄화수소류 및 기타 중질불순물이 없는 상품급 고순도산산소이다. 그 자체로서, 스트림(212)은 2차 생성물로서 회수될 수 있다.
스트리핑탑(21)내에서 제조된 초고순도산소 액체는 리보일러(29)에 의한 간접열교환으로 증발되며 생성된 증기는 상향증기로서 스트리핑탑(21)을 상향통과한다. 리보일러(29)는 어떠한 적절한 유체(207)로써도 구동할 수 있다. 바람직하기로는 유체( 207)는 2중탑 공기분리플랜트의 고압탑의 상부로부터 취하며 생성된 응축된 액체(20 8)는 환류액으로서 2중탑에 반송된다.
생성물 초고순도산소는 리보일러(29)에 의한 증발후 가스상 스트림(211)으로서 스트리핑탑(21)으로부터 회수되고(회수되거나), 증발전에 액체(213)로서 회수된다. 가스상 산소를 제조할 때에는, 리보일러(29)는 탑(21)의 탑저로 하향하는 액체를 실질적으로 모두 증발시킨다. 상당한 량의 생성물을 가스로서 회수한다면 리보일러(2 9)의 안전조업을 위하여 일부액체를 배액(drainage)으로서 스트림(213)을 통하여 제거한다.
제2도는 저온공기분리플랜트와는 독립적으로 사용할수 있는 본 발명의 특히 바람직한 구현예를 보여준다. 제2도의 부호는 공통의 부재에 대하여는 제1도의 그것에 상응된다.
이제 제2도와 관련하여, 가스상산소(70)를 압축기(24)로써 압축하고, 냉각기( 40)로써 냉각시키고, 열교환기(25)내에서 반송스트림에 대한 간접열교환에 의하여 더욱 냉각시킨다. 생성된 가스상 피이드(200)를 흡수탑(20)에 도입하여 이곳에서 가스상 피이드 상승하면서 하강액체에 의하여 중질분순물이 세정제거 된다.
흡수탑(20)은 압력에 대하여 스트리핑탑(21)보다 덜 민감하다. 이와 같이 더낮은 민감성 때문에 스트리핑탑(21)의 운전압력 보다 더 높은 압력으로 흡수탑(20)을 운전할 수 있다는 잇점이 있다. 이는 세정된 가스의 응축에 2중 열교환기의 사용을 가능케하며 더우기 이들 열교환기중 하나는 스트리핑탑(21)의 리보일러일 수 있다.
다시 제2도와 관련하여, 세정된 가스(71)의 일부(80)는 도관을 통하여 열교환기(72)를 통과하며 여기서 응축된다. 열교환기(72)는 스트리핑탑(21)의 탑저 보일러이며 이는 응축용 세정된 가스로 구동되어 초보순도산소 스트리핑탑저액을 증발시킨다. 열교환기(72)로부터 생성된 액체(81)의 제1부(210)는 밸브(73)를 통과하여 스트리핑탑(21)의 상부에 도입되는 한편, 제2부(201)는 하강액체로서 흡수탑(20)을 하향 통과한다. 세정액체(202)는 흡수탑(20)으로부터 나와서 사이드응축기(side condens er)(26)내에서 증발되고, 이때 생성된 증발된 스트림(46)은 열교환기(25)의 통과로 데워지며 밸브(48)를 통과하여 스트림(50)으로서 프로세스로부터 빠져 나간다.
세정된 가스(71)의 일부(75)는 사이드응축기(26)에 이송되어 그곳에서 응축되고 응축된 스트림(82)으로서 제거된다. 스트림(82)은 스트림(81)과 합류하여 이로부터 생성된 스트림은 스트림들(210) 및 (201)로 나누어진다.
시스템 열누출을 보상하기 위하여 액체산소(45)가 사이드응축기(26)에 통과하여, 스트림(46)의 일부로서 사이드응축기(26)로 부터 유출한다. 스트림(52)은 사이드응축기(26) 내부의 오염제어용으로 사용되는 배액이다.
앞에 언급한 바와 같이, 액체(210)는 밸브(73)를 통하여 팽창되고 스트리핑탑( 21)에 이송되어 그 내부를 하강한다. 경질불순물은 하향액체로부터 상승 증기에로 스트리핑되고, 이는 가스랑 스트림(212)으로서 스트리핑탑(21)을 나간다. 스트림(212)은 열교환기(25)를 통과함으로써 가온되며 밸브(49)를 통하여 스트림(51)으로서 프로세스 외부로 이송된다.
탄화수소가 없는 스트림(51)의 값에 따라서 스트림(46)과 스트림(212)을 열교환기(25) 전방에서 혼합하여 열교환기(25)를 2-통로(two pass) 열교환기로 줄일수 있다. 또한, 이 구현예에서는, 흡수탑의 탑정으로부터의 산소를 응축시키기 위하여 제3도에 보인 바와 같이 사이드응축기(26)내에 액체질소냉각 열교환장치를 삽입시키는 방법과 같이 직접적으로, 또는 제4도에 보인 바와 같이 사이드응축기(26)내에 스트림(4 5)으로서 삽입용으로 탄화수소가 없는 산소증기스트림(212)의 일부(212A)를 응축시키기 위하여 보조산소응축기(27)을 통하는 방법과 같이 간접적으로 부가적인 액체질소 또는 기타 동결수단을 사용할 수 있다.
제3도의 부호는 공통의 부재에 대하여는 제2도의 그것과 상응된다. 이제 제3도와 관련하여, 액체질소부가스트림(55)이 증발하여 흡수탑(20)의 탑정으로 부터의 스트림의 일부(75)를 응축시킨다. 증발된 질소스트림(56)을 열교환기(25)내에 제공된 여분의 질소 통로(pass)를 경유하여 가온 및 유출된다.
이제 제4도와 관련하여, 스트림(212)의 일부(212A)로부터 액체산소부가 스트림(45)을 발생시키기 위하여 보조산소응축기(27)가 제공된다. 액체질소스트림(55)이 스트림(212A)와의 간접열교환에 의하여 증발되며 증발된 질소스트림(56)은 열교환기 (25)내에 제공된 여분의 질소통로를 경유하여 가온 및 유출된다.
열균형과 산소응축의 목적으로 액체질소부가법을 사용하는 제3도와 제4도에 보인 구현예들은 이러한 열균형과 응축을 달성하는데 있어서 바람직한 방법이다. 그러나, 당업계에 숙련된 사람이라면 본 발명의 방법의 범위 내에서 이러한 목적을 수행할 수 있는 다른 방법도 많이 있음을 알 것이다. 예를들면, 열교환기(26)과 열교환기(72)를 한개의 다중통로 단일유니트로 합칠수 있을 것이다. 한 통로는 스트림(71)을 응축시키고, 다른 하나는 스트림(202)을 증발시키고, 다른 하나는 탑(21)의 탑저로 부터의 액체를 증발시키고, 또다른 하나는 액체질소부가를 증발시킬 것이다. 그러한 단일 다중통로 열교환기에는 열교환기 유니트의 안전운전을 보장하기 위하여 액체 재순환 또는 액체 배액(drain)을 필요로 한다.
스트리핑탑(21) 내부에서 생성된 초고순도산소 액체는 리보일러(72)에 의한 간접열교환으로 증발되며 이때 생성된 증기는 상승증기로서 스트리핑탑(21)을 상승한다. 앞에 언급한 바와 같이, 리보일러(72)는, 흡수탑으로 부터의 세정된 증기에 의하여 구동된다. 생성물 초고순도산소는 리보일러(72)에 의한 증발후 가스(211)로서 스트리핑탑(21)으로부터 회수되고(회수되거나) 증발전에 액체(213)로서 회수된다. 리보일러(72)는 생성물액체(213)을 제외하고 탑(21)의 탑저로 하강하는 액체를 실질적으로 모두 증발시킨다. 상당한 량의 생성물이 가스상으로 회수되는 경우라면 리보일러(72)의 안전운전을 보장하기 위하여 액체를 스트림(213)을 통하여 제거한다.
본 발명에 유용한 흡수탑은 10.3 내지 103psia(0.7 내지 7.0기압)의 범위 이내의 압력으로 운전한다. 본 발명에 유용한 스트리핑탑은 10.3 내지 73.5psia(0.7 내지 5. 0기압)의 범위이내, 바람직하기로는 1 내지 4기압의 범위 이내의 압력으로 운전한다.
본 발명에 따른 생성물 초고순도산소는 전형적으로 그 산소 순도가 최저 99.99 9%이며 순도가 최고 99.99999%에 달하기도 한다.
흡수탑은 메탄흡수인자 A가 바람직하기로는 1.0이상, 가장 바람직하기로는 1.1 이상이 되는 조건하에서 운전한다. 메탄흡수인자 A는 A=ι/kv이며, 여기서 ι은 흡수탑 내의 액체몰흐름, v는 흡수탑 내의 증기물흐름, 그리고 k는 열역학적 평형상태에서 가상 내의 메탄불순물의 몰분율과 액상내의 메탄불순물의 몰분율의 비이다. 이와 같은 방법으로 운전할때, 흡수합은 메탄농도를 스트림(200)의 그것으로부터 스트림(210)의 그것까지 약 3배 수준만큼 감소시킬 수 있다. 메탄이 중질불순물 중에서 가장 휘발성이 강하므로 다른 모든 중질불순물은 흡수탑을 더욱 큰 인자로 운전함으로써 그 농도를 감소시킬 수 있다.
스트리핑탑은 아르곤 스트리핑인자 S가 바람직하기로는 1.0 이상, 그리고 가장 바람직하기로는 1.1 이상이 되는 조건하에서 운전한다. 이르곤 스트리핑인자 S는 S=KV/L이며, 여기서 V는 스트리핑탑 내의 증기몰흐름, L은 스트리핑탑 내의 액체몰흐름, 그리고 K는 열역학적 평형상태에서 기상내의 아르곤불순물의 볼분율과 액상내의 아르곤불순물의 몰분율의 비이다. 이와 같은 방법으로, 운전할때, 스트리핑탑은 아르곤농도를 스트림(210)의 그것으로부터 생성물 초고순도산소의 그것까지 약 3배 수준만큼 감소시킬 수 있다. 아르곤이 경질불순물 중에서 가장 휘발성이 낮으므로 다른 모든 경질불순물은 스트리핑탑을 더욱 큰 인자로 운전함으로써 그 농도를 감소시킬 수 있다.
흡수탑과 스트리핑탑중 어느하나 또는 양자 모두는 일련의 수직배열된 트레이 또는 탑 충전물(Columnpacking)으로 구성될 수 있다. 물질전달분야에 숙련된 사람이라면 사용가능한 많은 종류의 트레이 또는 탑충전물에 친숙할 것이며 여기서 더이상의 상세한 설명은 필요치 않을 것이다.
제1도에 보인 구체예와 관련하여 본 발명의 컴퓨터 시뮬레이션을 행한 결과를 표 1에 나타내었다. 표 1에서 스트림수(stream number)는 제1도의 그것과 상응된다. 약어 CFH는 1기압과 70℉의 표준조건하에서 시간당 입방피이드를, °K는 절대온도의 켈빈 돗수를, 그리고 PPM은 1백만당부를 각각 표시한다. 스트리핑탑은 아르곤 스트리핑인자 1.2의 조건하에서 운전하며 이는 34개의 평형스테이지 또는 이론적 트레이를 가졌으며, 흡수탑은 메탄흡수인자 1.2의 조건하에서 운전하며 이는 31개의 평형스테이지 또는 이론적 트레이를 가졌다. 본 발명을 2중탑 공기분리플랜트의 부가로서 운전하였다. 이에서 보는 바와 같이, 아르곤불순물은 4000ppm으로부터 5ppm으로 감소하고, 메탄불순물은 10ppm으로부터 0.04ppm으로 감소한다. 더우기 알수 있는 것은, 실질적으로 탄화수소 및 기타 중질불순물이 존재치 않는 스트림(212)을 유입피이드의 유속의 약 절반의 유속으로 회수할 수 있다. 생성물 초고순도산소가 액체 상태로 회수되므로 가스스트림(211)은 사용치 않는다.
[표 1]
Figure kpo00001
제1도에서 보인 바와 같은 본 발명에 따른 구현예의 주요한 장점으로서, 추가적인 산소압축 또는 추가적인 열펌프 압축이 필요치 않다는 것인데, 이는 제2도에서 피이드가스산소가 압력하에 공급가능하다면 제2도의 구현예에서도 가능할 것이다. 이 경우에는 제2도에 보인 압축기시스템부분(24 및 40)들을 생략할 수 있다.
제2도에 보인 구현예와 관련하여 본 발명의 컴퓨터 시뮬레이션을 행한 결과를 표 2에 나타내었다. 표 2에서 스트림수는 제2도의 그것과 상응된다. 스트리핑탑은 아르곤 스트리핑 인자 1.2의 조건하에서 운전하며 이는 35개의 평형스테이지 또는 이론적 트레이를 가졌으며, 흡수탑은 메탄 흡수인자 1.2의 조건하에서 운전하며 이는 31개의 평형스테이지 또는 이론적 트레이를 가졌다. 이에서 보는 바와 같이, 아르곤불순물은, 4000ppm으로부터 5ppm으로 감소하고, 메탄불순물은 10ppm으로부터 0.04ppm으로 감소한다.
[표 2]
Figure kpo00002
비록 본 발명의 방법 및 장치를 특정의 바람직한 구현예와 관련하여 상세히 설명하였지만, 당업계에 숙련된 사람이라면 특허청구 범위의 정신 및 범위 내에서 본 발명의 여타의 구현예가 존재할 수 있음을 알수 있을 것이다.

Claims (23)

  1. 가스상 피이드로부터 초고순도산소를 제조함에 있어서, (a) 산소, 경질불순물 및 중질불순물을 함유하는 가스상 피이드를 흡수탑에 도입하고 : (b) 가스상 피이드를 흡수탑에 상향으로 통과시키면서 상승가스로부터 중질불순물을 하강액체에 흡수시키고 : (c) 결과의 가스를 응축시켜서 이의 제1액부를 스트리핑탑에 통과시키고, 이의 제2액부를 상기 언급한 하강액체로서 흡수탑에 하향으로 통과시키고 : (d) 제1액부를 스트리핑탑에 하향으로 통과시키고 이 하강액체로부터 경질불순물을 상승증기 내로 스트리핑시켜서 초고순도산소 액체를 생성시키고 : (e) 초고순도산소 액체를 증발시켜서 결과의 증기를 스트리핑탑 내에 상기 언급한 상승증기로서 상향으로 통과시키고 : (f) 생성물 초고순도산소를 회수하는 것으로 이루어짐을 특징으로 하는, 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 생성물 초고순도산소는 그 산소농도가 99.999% 이상임을 특징으로 하는, 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 생성물 초고순도산소를 액체상태로 회수함을 특징으로 하는, 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 생성물 초고순도산소를 단계(e)의 증발후에 증기상태로 회수함을 특징으로 하는 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 피이드가스는 2중탑 저온공기분리플랜트에시 상층탑의 탑저로부터 취한 것이며, 세정된 중질불순물을 함유한 액체는 흡수탑의 저부로부터 저온공기분리플랜트에로 주응축기의 산소 사이드에 이송됨을 특징으로 하는 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 스트리핑탑은 아르곤 스트리핑인자 S가 1 이상이 되도록 운전하며 여기서 S=KV/L이고, V는 스트리핑탑 내의 증기몰 흐름이고, L은 스트리핑탑 내의 액체몰 흐름이고, K는 열역학적 평형상태에서 기상 내의 아르곤불순물의 몰분율과 액상 내의 아르곤불순물의 몰분율의 비임을 특징으로 하는, 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 흡수탑은 메탄흡수인자 A가 1 이상이 되도록 운전하며 여기서 A=ι/kv이고, ι은 흡수탑 내의 액체몰흐름이고, v는 흡수탑 내의 증기몰흐름이고, k는 열역학적 평형상태에서 기상 내의 메탄불순물의 몰분율과 액상 내의 메탄불순물의 몰분율과의 비임을 특징으로 하는, 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 스트리핑탑은 압력이 10.3psia 내지 73.5psia인 범위 이내에서 운전함을 특징으로 하는, 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 흡수탑은 압력이 10.3psai 내지 103psia인 범위 이내에시 운전함을 특징으로 하는, 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서, 단계(c)의 응축은, 부분적으로, 세정된 중질불순물 함유한 액체에 의한 간접열교환으로써 실시됨을 특징으로 하는, 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서, 단계(c)의 응축은, 부분적으로, 단계(e)의 초고순도산소 액체의 증발에 의한 간접열교환으로써 실시됨을 특징으로 하는, 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서, 흡수탑은 스트리핑탑의 운전압력보다 더높은 압력하에서 운전함을 특징으로 하는, 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 단계(c)의 응축은 2개의 열교환 작업으로써 실시되며, 2중 제1열교환작업은 단계(e)의 초고순도산소 액체를 증발시킴에 대한 것이고, 제2열교환작업은, 적어도 부분적으로, 세정된 중질불순물을 함유한 액체에 대한 것임을 특징으로 하는, 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조방법.
  14. 제1항에 있어서, 단계(c)의 응축은, 부분적으로, 추가적인 액체질소에 의한 간접열교환으로써 실시됨을 특징으로 하는, 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조방법.
  15. 제1항에 있어서, 스트리핑탑으로 부터의 탑정증기의 일부를 추가적인 액체질소에 의한 간접열교환으로써 응축시키는 단계를 더 포함하며, 이후에 단계(c)의 응축은, 부분적으로, 상기 응축된 부분에 의한 간접열교환으로써 실시됨을 특징으로 하는, 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조방법.
  16. 제1항에 있어서, 상부 스트리핑탑으로 부터 취한 상승증기의 적어도 일부를 실질적으로 탄화수소가 없는 산소가스로서 회수함을 특징으로 하는 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조방법.
  17. 가스상 피이드로부터 초고순도산소를 제조함에 있어서, (a) 피이드 도입수단을 갖춘 흡수탑 : (b) 스트리핑탑 : (c) 열교환기수단 : (d) 흡수탑의 상부로부터 증기를 열교환기수단으로 이송시키는 수단 : (e) 열교환기수단으로부터 액체를 스트리핑탑의 상부로 이송시키는 수단 : 그리고 (f) 스트리핑탑으로부터 액체를 회수하는 수단으로 이루어짐을 특징으로 하는, 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조장치.
  18. 제17항에 있어서, 액체이송수단(d) 및 (e)중 어느하나 또는 양자 모두가 도관임을 특징으로 하는, 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조장치.
  19. 제17항에 있어서, 열교환기수단은 스트리핑탑 내에 존재함을 특징으로 하는, 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조장치.
  20. 제19항에 있어서, 제2열교환기수단, 흡수탑의 상부로부터 제2열교환기 수단까지의 도관수단, 그리고 제2열교환기수단으로부터 스트리핑탑의 상부까지의 도관수단을 더 포함함을 특징으로 하는, 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조장치.
  21. 제20항에 있어서, 흡수탑의 저부부로부터 제2열교환기수단까지의 도관수단을 더 포함함을 특징으로하는, 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조장치.
  22. 제20항에 있어서, 상기 제2열교환기수단에 액체질소를 공급하는 수단을 더 포함함을 특징으로 하는, 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조장치.
  23. 제20항에 있어서, 응축수단, 스트리핑탑의 저부로부터 일부 증기를 이 응축수단으로 이송시키는 수단, 그리고 이 응축수단으로부터 응축된 유체를 상기 제2열교환기수단으로 이송하는 수단을 더 포함함을 특징으로 하는, 가스상 피이드로부터 초고순도산소의 제조장치.
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