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KR970002229A - 초-고순도 산소의 제조 방법 및 장치 - Google Patents

초-고순도 산소의 제조 방법 및 장치 Download PDF

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KR970002229A
KR970002229A KR1019960023575A KR19960023575A KR970002229A KR 970002229 A KR970002229 A KR 970002229A KR 1019960023575 A KR1019960023575 A KR 1019960023575A KR 19960023575 A KR19960023575 A KR 19960023575A KR 970002229 A KR970002229 A KR 970002229A
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hydrocarbon
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KR1019960023575A
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피. 나우모비츠 조셉
에이. 모스텔로 로버트
Original Assignee
래리 알. 카셋트
더 비오씨 그룹, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 질소 발생기를 작동시켜 탑저물로서 질소 및 산소 풍부 분획을 생성시키는 초-고순도 산소 생성물의 제조 방법 및 장치에 관한 것이다. 산소 풍부 분획의 일부를 정류탑내에서 탑 압력으로 추가로 가공하여 메탄, 아세틸렌, 프로판 및 프로필렌과 같은 탄화수소가 적은 탑상물을 생성시킬 수 있다. 정류탑의 상부 냉각기에서 액화시킨 후에 응축물의 일부를 스트립핑탑에서 추가로 가공하여 생성물로서 추출할 수 있는 초-고순도 액채 산소 탑저물을 제조한다.

Description

초-고순도 산소의 제조 방법 및 장치
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명의 방법에 따라 작동되는 공기 분리 플랜트의 개략도이다.

Claims (8)

  1. 공기를 저온 정류 공정에 의해 증류탑내에서 산소와 질소를 풍부 분획으로 분리시키는 단계(이때 상기 저온 정류 공정은 상기 산소 풍부분획으로 구성된 밸브 팽창된 냉각제 스트림을 제조하는 단계; 상기 밸브 팽창된 냉각제 스트림과 상기 질소 풍부 스트림간의 간접적인 열교환에 의해 상기 질소 풍부 분획으로 구성된 질소 풍부 스트림을 응축시킴으로써 기화된 냉각제 스트림을 생성시키고 상기 증류탑을 상기 질소 풍부 스트림의 적어도 일부로 환류시키는 단계; 상기 기화된 냉각제 스트림의 적어도 일부를 상기 증류탑의 탑 압력으로 압축시켜 압축된 조 산소 스트림을 생성시키는 단계; 및 상기 압축된 조 산소 스트림을 냉각시키고 상기 압축된 조 산소 스트림의 나머지 부분으로부터 제1부스트림을 생성시키는 단계; 상기 제1부스트림을 정류탑에서 정류시켜 상기 정류탑내에 실질적으로 탄화수소가 없는 탑상물, 및 탄화수소를 포함한 고비등 불순물중에 농축된 액체 분획을 탑저물로서 생성시키는 단계; 상기 산소 풍부 분획으로 구성된 조 산소 스트림의 일부로부터 제2부스트림을 생성시키는 단계; 상기 실질적으로 탄화수소가 없는 탑상물로부터 탄화수소-미함유 스트림을 생성시키는 단계; 상기 제2부스트림과 상기 탄화수소-미함유 스트림간의 간접적인 열교환에 의해 상기 탄화수소-미함유 스트림을 응축시키는 단계; 상기 정류탑을 상기 탄화수소-미함유 스트림의 일부로 환류시키고 이 스트림의 또다른 일부를 스트립핑탑내로 도입시켜 이로부터 아르곤과 질소를 스트립핑시켜 탑저물로서 초-고순도(ultra-high purity)산소를 생성시키는 단계; 상기 초-고순도 산소의 일부를 상기 제2부스트림의 적어도 일부로 기화시켜 상기 스트립핑탑에서 비등시키고, 상기 정류탑의 상기 액체 분획 스트림과 상기 제2부스트림의 적어도 일부를 합하여 배합된 스트림을 생성시키고, 상기 배합된 스트림을 상기 조 산소 스트림의 나머지 부분과 합하여 상기 냉각제 스트림을 생성시키는 단계; 및 상기 스트립핑탑으로부터 생성물로서 초-고순도 산소 스트림을 추출하는 단계를 포함하는 초-고순도 산소의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기화된 냉각제 스트림의 상기 일부를 상기 증류탑의 온도에서 압축시키는 방법.
  3. 제1항 또는 2항에 있어서, 상기 기화된 냉각제 스트림의 다른 부분으로부터 제3부스트림을 생성시키는 단계; 상기 제3부스트림을 상기 저온 정류 공정을 냉각시키는 일을 수행하여 팽창시키는 단계; 및 상기 기화된 냉각제 스트림의 압축에 팽창일의 적어도 일부를 이용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 공기를 압축시키고, 정제시키고, 정류에 적합한 온도로 냉각시키고; 상기 응축된 후의 질소 풍부 스트림의 일부를 생성물 스트림으로 생성시키고; 상기 스트립핑탑에서 생성된 탑상물로부터 폐 스트림을 생성시키고; 상기 공기 및 상기 압축된 조 산소 스트림의 적어도 일부를 상기 생성물, 폐 스트림 및 제3부스트림과의 간접적인 열교환을 통해 냉각시키는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 질소 풍부 분획이 고순도를 갖도록 상기 공기를 분리시키는 방법.
  6. 공기 분리 플랜트(여기에는 압축되고 정제된 공기를 그의 정류에 적합한 온도로 냉각시키기 위한 주 열교환 수단; 상기 압축되고 정제된 공기를 산소 및 질소 풍부 분획으로 분리시키기 위해 상기 주 열교환 수단에 연결된 증류탑; 상기 질소 풍부 분획으로 구성된 질소 풍부 스트림을 상기 산소 풍부 분획으로 구성된 냉각제 스트림과의 간접적인 열교환을 통해 응축시켜 기화된 냉각제 스트림을 생성시키고 상기 증류탑을 상기 질소 풍부 스트림의 적어도 일부로 환류시키기 위해 상기 증류탑에 연결된 제1상부 냉각기; 및 상기 기화된 냉각제 스트림의 적어도 일부를 상기 증류탑의 탑 압력으로 압축시켜 압축된 조 산소 스트림을 생성시키고 차례로 이를 상기 온도로 냉각시키기 위해 상기 주 열교환 수단과 상기 제1상부 냉각기 사이에 연결된 재순환 압축기가 포함된다); 상기 제1부스트림내에 함유된 상기 산소 풍부 분획을 정류시켜 실질적으로 탄화수소가 없는 탑상물과, 탄화수소를 포함한 고비등 불순물에 농축된 액체분획을 탑저물로서 생성시키도록 되어 있는 정류탑 (이때 상기 증류탑과 상기 정류탑은 상기 압축된 조 산소 스트림의 상기 부분을 상기 증류탑으로 복귀시키고 상기 조 산소 스트림의 나머지 부분으로부터의 생성된 제1부스트림을 상기 정류탑내로 도입시키기 위해 상기 주 열교환 수단에 연결된다); 상기 산소 풍부 분획으로 구성된 조 산소 스트림의 일부로부터 생성된 제2부스트림을 수용하고 상기 제2부스트림과, 상기 탄화수소-미함유 탑상물로 구성된 탄화수소-미함유 스트림간의 간접적인 열교환에 의해 상기 탄화수소-미함유 스트림을 응축시키고 상기 탄화수소-미함유 스트림의 일부를 환류로서 상기 정류탑으로 복귀시키기 위해 상기 정류탑에 연결된 제2상부 냉각기; 상기 응축된 후의 탄화수소-미함유 스트림의 또다른 일부를 수용하기 위해 상기 제2상부 냉각기에 연결된 스트립핑탑(이때 스트립핑탑은 상기 또다른 탄화수소-미함유 스트림으로부터 아르곤과 질소를 스트립핑시켜 상기 초-고순도 산소를 탑저물로서 생성시키도록 되어있다); 상기 또다른 탄화수소-미함유 스트림으로부터 질소 및 아르곤의 스트립핑을 촉진시키기 위해 상기 스트립핑탑과 상기 제2상부 냉각기 사이에 삽입된 팽창 밸브; 상기 초-고순도 산소의 일부를, 상기 탄화수소-미함유 스트림을 응축시킨 후의 상기 제2부스트림의 적어도 일부를 사용하여 기화시켜 상기 스트립핑탑에서 비등시키기 위해 상기 제2상부 냉각기와 상기 스트립핑탑에 연결된 열교환기(이때 상기 정류탑과 상기 열교환기는 상기 정류탑의 상기 액체 분획의 스트림을 상기 제2부스트림의 적어도 일부와 합하여 배합된 스트림을 생성시키도록 연결된다); 상기 조 산소 스트림의 나머지 부분과 상기 배합된 스트림을 합하여 상기 냉각제 스트림을 생성시키고 상기 냉각제 스트림을 상기 질소 풍부 스트림의 응축에 필요한 충분한 저온으로 팽창시키기 위한 수단; 및 상기 스트립핑탑으로부터 생성물로서 초-고순도 산소 스트림을 추출하기 위한 수단을 포함하는 초-고순도 산소 생성물의 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 재순환 압축기가 상기 기화된 냉각제 스트림의 상기 일부 상기 증류탑의 온도에서 압축시키도록 상기 주 열교환기에 연결되어 있는 장치.
  8. 제6항 또는 7항에 있어서, 상기 기화된 냉각제 스트림의 다른 부분으로 생성된 부분적으로 가온된 제3부스트림을 상기 저온 정류 공정를 냉각시키는 일을 수행하여 팽창시키기 위한 엔진 팽창 수단을 추가로 포함하며, 이때 상기 엔진 팽창 수단이, 상기 팽창일의 적어도 일부가 상기 조 산소 스트림의 압축에 이용되도록 상기 재순환 압축기에 커플링되어 있는 장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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