▶ レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロードの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024163591
(43)【公開日】2024-11-22
(54)【発明の名称】液化ガス供給システムおよびそれを備える空気分離装置
(51)【国際特許分類】
F25J 3/04 20060101AFI20241115BHJP
F17D 1/14 20060101ALI20241115BHJP
F17D 1/04 20060101ALI20241115BHJP
【ＦＩ】
F25J3/04 101
F17D1/14
F17D1/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023079342
(22)【出願日】2023-05-12
(71)【出願人】
【識別番号】591036572
【氏名又は名称】レール・リキード－ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】廣瀬 献児
(72)【発明者】
【氏名】永田 大祐
(72)【発明者】
【氏名】チャーウィーファン ジェニファー
【テーマコード（参考）】
3J071
4D047
【Ｆターム（参考）】
3J071AA01
3J071AA23
3J071BB02
3J071BB14
3J071CC02
3J071CC03
3J071CC12
3J071CC15
3J071DD21
4D047AA08
4D047AB01
4D047AB02
4D047AB04
4D047BA07
4D047CA04
4D047CA16
4D047CA17
4D047DA04
4D047EA00
(57)【要約】
【課題】熱効率を高く消費電力を少なくできる、２用途の液化ガスを供給する液化ガス供給システムを提供する。
【解決手段】液化ガス供給システム１は、低圧用途の低圧供給先に対し、供給元から第一液化ガスを送るために使用される第一液送ポンプ１１と、高圧用途の高圧供給先に対し、前記供給元から第二液化ガスを送るために使用される第二液送本ポンプ１２と、第一液送ポンプ１１と第二液送ポンプ１２とを制御する制御部１５を備える。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】液化ガス供給システム１は、低圧用途の低圧供給先に対し、供給元から第一液化ガスを送るために使用される第一液送ポンプ１１と、高圧用途の高圧供給先に対し、前記供給元から第二液化ガスを送るために使用される第二液送本ポンプ１２と、第一液送ポンプ１１と第二液送ポンプ１２とを制御する制御部１５を備える。
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
低圧用途の低圧供給先に対し、供給元から第一液化ガスを送るために使用される第一液送ポンプと、
高圧用途の高圧供給先に対し、前記供給元から第二液化ガスを送るために使用される第二液送ポンプと、
前記第一液送ポンプと前記第二液送ポンプとを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
低圧運転モードの前記第一液送ポンプによって、前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガスを送り込む第一循環液送込み処理と、高圧運転モードの前記第二液送ポンプによって、前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスを送り込む第一製品液送込み処理と、を実行し、および／または
低圧運転モードの前記第一液送ポンプによって、前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガスを送り込み、かつ高圧運転モードの前記第二液送ポンプによって、前記供給元から前記低圧供給先へ前記第二液化ガスの一部を送り込む第二循環液送込み処理と、高圧運転モードの前記第二液送ポンプによって、前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスのその残部を送り込む第二製品液送込み処理と、を実行する、
液化ガス供給システム。
高圧用途の高圧供給先に対し、前記供給元から第二液化ガスを送るために使用される第二液送ポンプと、
前記第一液送ポンプと前記第二液送ポンプとを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
低圧運転モードの前記第一液送ポンプによって、前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガスを送り込む第一循環液送込み処理と、高圧運転モードの前記第二液送ポンプによって、前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスを送り込む第一製品液送込み処理と、を実行し、および／または
低圧運転モードの前記第一液送ポンプによって、前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガスを送り込み、かつ高圧運転モードの前記第二液送ポンプによって、前記供給元から前記低圧供給先へ前記第二液化ガスの一部を送り込む第二循環液送込み処理と、高圧運転モードの前記第二液送ポンプによって、前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスのその残部を送り込む第二製品液送込み処理と、を実行する、
液化ガス供給システム。
【請求項2】
前記制御部は、
前記供給元の液量を測定する液量測定部からの液量データに対応して、前記第一液送ポンプによって、前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガスを送る量を制御し、前記第二液送ポンプによる前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスを送る量を制御する、および／または
前記低圧供給先へ送られる液量を測定する流量測定部からの液量データに対応して、前記第一液送ポンプによって、前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガスを送る量を制御し、前記第二液送ポンプによる前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスを送る量を制御する、
請求項１に記載の液化ガス供給システム。
前記供給元の液量を測定する液量測定部からの液量データに対応して、前記第一液送ポンプによって、前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガスを送る量を制御し、前記第二液送ポンプによる前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスを送る量を制御する、および／または
前記低圧供給先へ送られる液量を測定する流量測定部からの液量データに対応して、前記第一液送ポンプによって、前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガスを送る量を制御し、前記第二液送ポンプによる前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスを送る量を制御する、
請求項１に記載の液化ガス供給システム。
【請求項3】
前記制御部は、
前記第一液送ポンプが停止状態の場合に、前記第二液送ポンプによって、前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスの一部を送り込み、その残部を前記低圧供給先へ前記第二液化ガスを送り込む第一液送ポンプ停止処理を実行し、および、
前記第二液送ポンプが停止状態の場合に、前記第一液送ポンプによって、前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガスの一部を送り込み、その残部を前記高圧供給先へ前記第一液化ガスを送り込む第二液送ポンプ停止処理を実行する、
請求項１に記載の液化ガス供給システム。
前記第一液送ポンプが停止状態の場合に、前記第二液送ポンプによって、前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスの一部を送り込み、その残部を前記低圧供給先へ前記第二液化ガスを送り込む第一液送ポンプ停止処理を実行し、および、
前記第二液送ポンプが停止状態の場合に、前記第一液送ポンプによって、前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガスの一部を送り込み、その残部を前記高圧供給先へ前記第一液化ガスを送り込む第二液送ポンプ停止処理を実行する、
請求項１に記載の液化ガス供給システム。
【請求項4】
前記第一液送ポンプから前記低圧供給先へ通じる第一低圧液送ラインと、前記第二液送ポンプから前記低圧供給先へ通じる第二低圧液送ラインが合流しない配管構成あるいは合流する配管構成であり、
前記第一液送ポンプから前記高圧供給先へ通じる第一高圧液送ラインと、前記第二液送ポンプから前記高圧供給先へ通じる第二高圧液送ラインが合流しない配管構成あるいは合流する配管構成である、
請求項１に記載の液化ガス供給システム。
前記第一液送ポンプから前記高圧供給先へ通じる第一高圧液送ラインと、前記第二液送ポンプから前記高圧供給先へ通じる第二高圧液送ラインが合流しない配管構成あるいは合流する配管構成である、
請求項１に記載の液化ガス供給システム。
【請求項5】
請求項１から４のいずれか１項に記載の液化ガス供給システムを備える空気分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、原料空気から製品ガス（例えば、窒素、アルゴン、酸素）を製造する空気分離装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、深冷空気分離装置のポンププロセスについて、機器コスト削減の要請から異なる用途向けに対して同一のポンプを使用することを開示している。特許文献２は、ポンプの運用上の信頼性の観点から、２台以上設置され、ポンプの異常モード時において異常モードが検出されたポンプを停止し、その他のポンプの出力を上げることを開示している。特許文献３は、製品酸素ガスを製造するために供給するための液体酸素ポンプと、粗アルゴン凝縮器へ冷媒として用いるために供給するための液体酸素ポンプとを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第６２５７６５６号
【特許文献2】特許第５８００６２０号
【特許文献3】国際公開公報ＷＯ２０２１／２３０９１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献２のように、ポンプは運用上の信頼性の観点から、故障時でも継続運転できるように複数台設置することが望ましい。一方、用途毎にポンプを設置することは、多くの機器を設置する必要性から、機器コストのみならず、配管の工数や設置面積の増大を招き、建設における費用を増大させ、経済性を悪化させる。したがって、信頼性が高くかつ低コストのポンプ構成の開発の要請がる。
従来技術から、冗長化されたポンプ構成において、用途毎の複数の圧力値を運転点として設計し、用途毎に各々運用することは容易に想像できる。例えば、特許文献３では、深冷空気分離装置において、還流液を精留塔や蒸発器に供給するプロセスポンプと、製品液化ガスとして送り出すための製品用ポンプとを共に備える構成がありうる。この場合、プロセスポンプには、液の供給元と供給先の高低差分の動力が求められる。製品用ポンプには、液の供給元と、供給先または蒸発点の高低差分に加え、供給圧力分の動力が求められる。この製品用ポンプに必要な単位流量当たり動力は、プロセスポンプより大きくなる傾向がある。
しかし、冗長化されたポンプ構成においては、機器が１点故障した場合でも継続運用ができるように、ポンプ設計点は最大の圧力および流量とし、定常時は設計点より低い圧力または低い処理量でポンプを運用せざるを得ない。ポンプには運転可能範囲があるので、高圧用途の需要量がポンプの処理量下限を下回る場合、高圧用途の需要量とポンプの処理量下限の差分だけエネルギーの損失が生じる。
また、特許文献１のようにプロセスポンプと製品用ポンプを１つのポンプで兼用させると、ポンプの出口圧力は製品用途に合わせる必要があって、プロセスポンプ用途による還流液に対しては過圧してしまうことになる。この過圧分のエネルギーは熱侵入となるため、深冷空気分離装置にとっては冷熱のロスにつながる。冷熱のロスを賄うためには、別に液化窒素等の低温の冷媒が必要となり、高コストになる。また、特許文献２では異常発生時においていずれか一方がバックアップポンプとして機能させることを示しているにすぎない。
従来技術から、冗長化されたポンプ構成において、用途毎の複数の圧力値を運転点として設計し、用途毎に各々運用することは容易に想像できる。例えば、特許文献３では、深冷空気分離装置において、還流液を精留塔や蒸発器に供給するプロセスポンプと、製品液化ガスとして送り出すための製品用ポンプとを共に備える構成がありうる。この場合、プロセスポンプには、液の供給元と供給先の高低差分の動力が求められる。製品用ポンプには、液の供給元と、供給先または蒸発点の高低差分に加え、供給圧力分の動力が求められる。この製品用ポンプに必要な単位流量当たり動力は、プロセスポンプより大きくなる傾向がある。
しかし、冗長化されたポンプ構成においては、機器が１点故障した場合でも継続運用ができるように、ポンプ設計点は最大の圧力および流量とし、定常時は設計点より低い圧力または低い処理量でポンプを運用せざるを得ない。ポンプには運転可能範囲があるので、高圧用途の需要量がポンプの処理量下限を下回る場合、高圧用途の需要量とポンプの処理量下限の差分だけエネルギーの損失が生じる。
また、特許文献１のようにプロセスポンプと製品用ポンプを１つのポンプで兼用させると、ポンプの出口圧力は製品用途に合わせる必要があって、プロセスポンプ用途による還流液に対しては過圧してしまうことになる。この過圧分のエネルギーは熱侵入となるため、深冷空気分離装置にとっては冷熱のロスにつながる。冷熱のロスを賄うためには、別に液化窒素等の低温の冷媒が必要となり、高コストになる。また、特許文献２では異常発生時においていずれか一方がバックアップポンプとして機能させることを示しているにすぎない。
【0005】
本開示は、エネルギー損失を最小化するポンプの制御方法を構成することによって、ポンプの消費電力を低減し、結果的に深冷空気分離プロセスに対する入熱を低減することによって、熱効率を向上させることができる、２用途の液化ガスを供給する液化ガス供給システムと、それを備える空気分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の液化ガス供給システム（１）は、
低圧用途（例えば、精留塔への循環用途、蒸発器あるいは凝縮器の冷媒用途など）の低圧供給先（例えば、精留塔、蒸発器、凝縮器など）に対し、供給元（例えば、精留塔の塔底部、製品液化ガス貯留タンクなど）から第一液化ガスを送るために使用される第一液送ポンプ（１１）と、
高圧用途（例えば、熱交換器へ送られて製品ガスへの用途など）の高圧供給先（例えば、熱交換器、需要先など）に対し、前記供給元から第二液化ガスを送るために使用される第二液送ポンプ（１２）と、
前記第一液送ポンプ（１１）と前記第二液送ポンプ（１２）とを制御する制御部（１５）と、を備える。
低圧用途（例えば、精留塔への循環用途、蒸発器あるいは凝縮器の冷媒用途など）の低圧供給先（例えば、精留塔、蒸発器、凝縮器など）に対し、供給元（例えば、精留塔の塔底部、製品液化ガス貯留タンクなど）から第一液化ガスを送るために使用される第一液送ポンプ（１１）と、
高圧用途（例えば、熱交換器へ送られて製品ガスへの用途など）の高圧供給先（例えば、熱交換器、需要先など）に対し、前記供給元から第二液化ガスを送るために使用される第二液送ポンプ（１２）と、
前記第一液送ポンプ（１１）と前記第二液送ポンプ（１２）とを制御する制御部（１５）と、を備える。
【0007】
前記制御部（１５）は、
低圧運転モードの前記第一液送ポンプ（１１）によって、前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガスを送り込む第一循環液送込み処理と、
高圧運転モードの前記第二液送ポンプ（１２）によって、前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスを送り込む第一製品液送込み処理と、を実行する。
前記制御部（１５）は、
低圧運転モードの前記第一液送ポンプ（１１）によって、前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガスを送り込み、かつ高圧運転モードの前記第二液送ポンプ（１２）によって、前記供給元から前記低圧供給先へ前記第二液化ガスの一部（Ｗ１）を送り込む第二循環液送込み処理と、
高圧運転モードの前記第二液送ポンプ（１２）によって、前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスのその残部（Ｗ２）を送り込む第二製品液送込み処理と、を実行してもよい（Ｗ１＋Ｗ２＝第二液送ポンプからの送り込み量の全部）。
低圧運転モードの前記第一液送ポンプ（１１）によって、前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガスを送り込む第一循環液送込み処理と、
高圧運転モードの前記第二液送ポンプ（１２）によって、前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスを送り込む第一製品液送込み処理と、を実行する。
前記制御部（１５）は、
低圧運転モードの前記第一液送ポンプ（１１）によって、前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガスを送り込み、かつ高圧運転モードの前記第二液送ポンプ（１２）によって、前記供給元から前記低圧供給先へ前記第二液化ガスの一部（Ｗ１）を送り込む第二循環液送込み処理と、
高圧運転モードの前記第二液送ポンプ（１２）によって、前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスのその残部（Ｗ２）を送り込む第二製品液送込み処理と、を実行してもよい（Ｗ１＋Ｗ２＝第二液送ポンプからの送り込み量の全部）。
【0008】
前記制御部（１５）は、
前記第一液送ポンプ（１１）が停止状態の場合に、前記第二液送ポンプ（１２）によって、前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスの一部（Ｗ２１）を送り込み、その残部（Ｗ２２）を前記低圧供給先へ前記第二液化ガスを送り込む第一液送ポンプ停止処理を実行してもよい（Ｗ２１＋Ｗ２２＝第二液送ポンプからの送り込み量の全部）。
前記制御部（１５）は、
前記第二液送ポンプ（１２）が停止状態の場合に、前記第一液送ポンプ（１１）によって、前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガス（Ｗ１１）の一部を送り込み、その残部（Ｗ１２）を前記高圧供給先へ前記製品液化ガスを送り込む第二液送ポンプ停止処理を実行してもよい（Ｗ１１＋Ｗ１２＝第一液送ポンプからの送り込み量の全部）。
前記第一液送ポンプ（１１）が停止状態の場合に、前記第二液送ポンプ（１２）によって、前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスの一部（Ｗ２１）を送り込み、その残部（Ｗ２２）を前記低圧供給先へ前記第二液化ガスを送り込む第一液送ポンプ停止処理を実行してもよい（Ｗ２１＋Ｗ２２＝第二液送ポンプからの送り込み量の全部）。
前記制御部（１５）は、
前記第二液送ポンプ（１２）が停止状態の場合に、前記第一液送ポンプ（１１）によって、前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガス（Ｗ１１）の一部を送り込み、その残部（Ｗ１２）を前記高圧供給先へ前記製品液化ガスを送り込む第二液送ポンプ停止処理を実行してもよい（Ｗ１１＋Ｗ１２＝第一液送ポンプからの送り込み量の全部）。
【0009】
前記制御部（１５）は、
前記供給元の液量を測定する液量測定部（例えば、液面計など）からの液量データに対応して、前記第一液送ポンプ（１１）による前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガスを送る量（単位時間当たりの量）を制御し、前記第二液送ポンプ（１２）による前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスを送る量（単位時間当たりの量）を制御してもよい。
前記制御部（１５）は、
前記低圧供給先へ送られる液量を測定する流量測定部（例えば、流量計など）からの液量データに対応して、前記第一液送ポンプ（１１）による前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガスを送る量（単位時間当たりの量）を制御し、前記第二液送ポンプ（１２）による前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスを送る量（単位時間当たりの量）を制御してもよい。
前記制御部（１５）は、
前記高圧供給先へ送られる液量を測定する流量測定部（例えば、流量計など）からの液量データあるいは前記高圧供給先から導出される製品ガスの流量を測定するガス量測定部からのガス量データに対応して、前記第一液送ポンプ（１１）によって、前記前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガスを送る量（単位時間当たりの量）を制御し、前記第二液送ポンプ（１２）による前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスを送る量（単位時間当たりの量）を制御してもよい。
前記制御部（１５）は、高圧運転モードの前記第二液送ポンプ（１２）を最小流量で運転し、低圧運転モードの前記第一液送ポンプ（１１）をプロセス変動（例えば、循環液量の変動、製品ガス量の変動）に応答するように運転してもよい。
前記供給元の液量を測定する液量測定部（例えば、液面計など）からの液量データに対応して、前記第一液送ポンプ（１１）による前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガスを送る量（単位時間当たりの量）を制御し、前記第二液送ポンプ（１２）による前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスを送る量（単位時間当たりの量）を制御してもよい。
前記制御部（１５）は、
前記低圧供給先へ送られる液量を測定する流量測定部（例えば、流量計など）からの液量データに対応して、前記第一液送ポンプ（１１）による前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガスを送る量（単位時間当たりの量）を制御し、前記第二液送ポンプ（１２）による前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスを送る量（単位時間当たりの量）を制御してもよい。
前記制御部（１５）は、
前記高圧供給先へ送られる液量を測定する流量測定部（例えば、流量計など）からの液量データあるいは前記高圧供給先から導出される製品ガスの流量を測定するガス量測定部からのガス量データに対応して、前記第一液送ポンプ（１１）によって、前記前記供給元から前記低圧供給先へ前記第一液化ガスを送る量（単位時間当たりの量）を制御し、前記第二液送ポンプ（１２）による前記供給元から前記高圧供給先へ前記第二液化ガスを送る量（単位時間当たりの量）を制御してもよい。
前記制御部（１５）は、高圧運転モードの前記第二液送ポンプ（１２）を最小流量で運転し、低圧運転モードの前記第一液送ポンプ（１１）をプロセス変動（例えば、循環液量の変動、製品ガス量の変動）に応答するように運転してもよい。
【0010】
前記第一液送ポンプ（１１）から前記低圧供給先へ通じる第一低圧液送ライン（第一分岐配管Ｌ１１）と、前記第二液送ポンプ（１２）から前記低圧供給先へ通じる第二低圧液送ライン（循環用分岐配管Ｌ１４）が合流しない配管構成であってもよく、合流する配管構成であってもよい。
前記第一液送ポンプ（１１）から前記高圧供給先へ通じる第一高圧液送ライン（製品液用分岐配管Ｌ１３）と、前記第二液送ポンプ（１２）から前記高圧供給先へ通じる第二高圧液送ライン（第二分岐配管Ｌ１２）が合流しない配管構成であってもよく、合流する配管構成であってもよい。
各液送ラインには、弁が設けられていてもよい。制御部（１５）は、前記液面計あるいは前記流量測定部の検出データに対応して前記弁の開閉、流量調整を制御してもよい。
前記第一液送ポンプ（１１）から前記高圧供給先へ通じる第一高圧液送ライン（製品液用分岐配管Ｌ１３）と、前記第二液送ポンプ（１２）から前記高圧供給先へ通じる第二高圧液送ライン（第二分岐配管Ｌ１２）が合流しない配管構成であってもよく、合流する配管構成であってもよい。
各液送ラインには、弁が設けられていてもよい。制御部（１５）は、前記液面計あるいは前記流量測定部の検出データに対応して前記弁の開閉、流量調整を制御してもよい。
【0011】
前記液化ガス供給システム（１）は、
前記第一液送ポンプ（１１）から送られる製品液化ガス（液化酸素）の一部を前記供給元（第二精留塔（４）の塔底部（４１））へ戻す第一戻り配管（Ｌ１６）と、
前記第二液送ポンプ（１２）から送られる製品液化ガス（液化酸素）の一部を前記供給元（第二精留塔（４）の塔底部（４１））へ戻す第二戻り配管（Ｌ１７）と、を備えていてもよい。
前記制御（１５）は、各配管に設けられている弁を制御し、開閉あるいは流量調整を行ってもよい。
前記第一液送ポンプ（１１）から送られる製品液化ガス（液化酸素）の一部を前記供給元（第二精留塔（４）の塔底部（４１））へ戻す第一戻り配管（Ｌ１６）と、
前記第二液送ポンプ（１２）から送られる製品液化ガス（液化酸素）の一部を前記供給元（第二精留塔（４）の塔底部（４１））へ戻す第二戻り配管（Ｌ１７）と、を備えていてもよい。
前記制御（１５）は、各配管に設けられている弁を制御し、開閉あるいは流量調整を行ってもよい。
【0012】
本開示の空気分離装置（１００）は、低圧の空気分離装置（１００）であって、
原料空気（Ｆｅｅｄ Ａｉｒ）が導入される主熱交換器（１０１）と、
前記主熱交換器（１０１）を通過した原料空気が導入される第一精留塔（２）と、
前記第一精留塔（２）の塔頂部（２３）あるいは精留部（２２）の上段から導出される窒素富化物（ガス状、気液混合状）を凝縮する窒素凝縮器（３）と、
前記窒素凝縮器（３）の塔頂部（３２）から導出される酸素富化ガスが導入される塔底部（４１）を有する第二精留塔（４）と、
前記第一精留塔（２）の塔底部（２１）から導出される酸素富化液を、前記第二精留塔（４）の精留部（第一中間精留部４２）へ導入する酸素富化液導出配管（Ｌ２１１）と、
前記主熱交換器（１０１）の途中から導出される一部の前記原料空気を膨張する膨張タービン（７）と、
前記膨張タービン（７）で使用された前記原料空気が前記第二精留塔（４）の精留部（第二中間精留部４３）へ導入される第二原料空気配管（Ｌ２１ａ）と、
前記第一精留塔（３）の塔頂部（２３）から導出される窒素富化物（ガス状、液状、気液混合状）を前記第二精留塔（４）の塔頂部（４４）または第二精留部４３の上部へ導入する窒素富化物導入配管（Ｌ２３、Ｌ２３ａ）と、
前記第二精留塔（４）の塔頂部（４４）から導出され、前記主熱交換器（１０１）を通過させて製品窒素ガスを取り出す製品窒素ガス配管（Ｌ４４）と、
前記窒素凝縮器（３）の塔頂部（３２）から導出される酸素富化ガスを前記主熱交換器（１０１）を通過させて低圧酸素ガスを取り出す低圧酸素配管（Ｌ３２１）と、
液化ガス供給システム（１）と、
を備える。
原料空気（Ｆｅｅｄ Ａｉｒ）が導入される主熱交換器（１０１）と、
前記主熱交換器（１０１）を通過した原料空気が導入される第一精留塔（２）と、
前記第一精留塔（２）の塔頂部（２３）あるいは精留部（２２）の上段から導出される窒素富化物（ガス状、気液混合状）を凝縮する窒素凝縮器（３）と、
前記窒素凝縮器（３）の塔頂部（３２）から導出される酸素富化ガスが導入される塔底部（４１）を有する第二精留塔（４）と、
前記第一精留塔（２）の塔底部（２１）から導出される酸素富化液を、前記第二精留塔（４）の精留部（第一中間精留部４２）へ導入する酸素富化液導出配管（Ｌ２１１）と、
前記主熱交換器（１０１）の途中から導出される一部の前記原料空気を膨張する膨張タービン（７）と、
前記膨張タービン（７）で使用された前記原料空気が前記第二精留塔（４）の精留部（第二中間精留部４３）へ導入される第二原料空気配管（Ｌ２１ａ）と、
前記第一精留塔（３）の塔頂部（２３）から導出される窒素富化物（ガス状、液状、気液混合状）を前記第二精留塔（４）の塔頂部（４４）または第二精留部４３の上部へ導入する窒素富化物導入配管（Ｌ２３、Ｌ２３ａ）と、
前記第二精留塔（４）の塔頂部（４４）から導出され、前記主熱交換器（１０１）を通過させて製品窒素ガスを取り出す製品窒素ガス配管（Ｌ４４）と、
前記窒素凝縮器（３）の塔頂部（３２）から導出される酸素富化ガスを前記主熱交換器（１０１）を通過させて低圧酸素ガスを取り出す低圧酸素配管（Ｌ３２１）と、
液化ガス供給システム（１）と、
を備える。
【0013】
別開示の空気分離装置（２００）は、高圧の空気分離装置であって、
原料空気（Ｆｅｅｄ Ａｉｒ）が導入される主熱交換器（１０１）と、
前記主熱交換器（１０１）を通過した原料空気が導入される第一精留塔（２）と、
前記第一精留塔（２）の塔頂部（２３）あるいは精留部（２２）の上段から導出される窒素富化物（ガス状、気液混合状）を凝縮する窒素凝縮器（３）と、
前記窒素凝縮器（３）の塔頂部（３２）から導出される酸素富化ガスが導入される塔底部（４１）を有する第二精留塔（４）と、
前記第一精留塔（２）の塔底部（２１）から導出される酸素富化液を、前記第二精留塔（４）の精留部（第一中間精留部４２）へ導入する酸素富化液導出配管（Ｌ２１１）と、
前記窒素凝縮器（３）の塔頂部（３２）から導出される酸素富化ガスを（低圧酸素ライン（Ｌ３２１１）を介して）を前記主熱交換器（１０１）の一部を通過した後で導入される膨張タービン（７１）と、
前記膨張タービン（７１）で使用された酸素富化ガスを前記主熱交換器（１０１）を通過させて低圧酸素ガスを取り出す低圧酸素ライン（Ｌ３２１１）と、
前記第一精留塔（３）の塔頂部（２３）から導出される窒素富化物（ガス状、液状、気液混合状）を前記第二精留塔（４）の塔頂部（４４）または第二精留部４３の上部へ導入する窒素富化物導入配管（Ｌ２３、Ｌ２３ａ）と、
前記第二精留塔（４）の塔頂部（４４）から導出され、前記主熱交換器（１０１）を通過させて製品窒素ガスを取り出す製品窒素ガスライン（Ｌ４４）と、
液化ガス供給システム（１）と、
を備える。
原料空気（Ｆｅｅｄ Ａｉｒ）が導入される主熱交換器（１０１）と、
前記主熱交換器（１０１）を通過した原料空気が導入される第一精留塔（２）と、
前記第一精留塔（２）の塔頂部（２３）あるいは精留部（２２）の上段から導出される窒素富化物（ガス状、気液混合状）を凝縮する窒素凝縮器（３）と、
前記窒素凝縮器（３）の塔頂部（３２）から導出される酸素富化ガスが導入される塔底部（４１）を有する第二精留塔（４）と、
前記第一精留塔（２）の塔底部（２１）から導出される酸素富化液を、前記第二精留塔（４）の精留部（第一中間精留部４２）へ導入する酸素富化液導出配管（Ｌ２１１）と、
前記窒素凝縮器（３）の塔頂部（３２）から導出される酸素富化ガスを（低圧酸素ライン（Ｌ３２１１）を介して）を前記主熱交換器（１０１）の一部を通過した後で導入される膨張タービン（７１）と、
前記膨張タービン（７１）で使用された酸素富化ガスを前記主熱交換器（１０１）を通過させて低圧酸素ガスを取り出す低圧酸素ライン（Ｌ３２１１）と、
前記第一精留塔（３）の塔頂部（２３）から導出される窒素富化物（ガス状、液状、気液混合状）を前記第二精留塔（４）の塔頂部（４４）または第二精留部４３の上部へ導入する窒素富化物導入配管（Ｌ２３、Ｌ２３ａ）と、
前記第二精留塔（４）の塔頂部（４４）から導出され、前記主熱交換器（１０１）を通過させて製品窒素ガスを取り出す製品窒素ガスライン（Ｌ４４）と、
液化ガス供給システム（１）と、
を備える。
【0014】
別の開示の空気分離装置（３００）は、アルゴン精留塔（５）をさらに備える高圧の空気分離装置であって、
原料空気（Ｆｅｅｄ Ａｉｒ）が導入される主熱交換器（１０１）と、
前記主熱交換器（１０１）を通過した原料空気が導入される第一精留塔（２）と、
前記第一精留塔（２）の塔頂部（２３）あるいは精留部（２２）の上段から導出される窒素富化物（ガス状、気液混合状）を凝縮する窒素凝縮器（３）と、
前記窒素凝縮器（３）の塔頂部（３２）から導出される酸素富化ガスが導入される塔底部（４１）を有する第二精留塔（４）と、
前記第一精留塔（２）の塔底部（２１）から導出される酸素富化液を前記第二精留塔（４）の精留部（第一中間精留部４２）へ導入する酸素富化液導出配管（Ｌ２１１）と、
前記第一精留塔（２）の塔底部（２１）から導出される酸素富化液を前記アルゴン精留塔（５）の塔頂部（５３）あるいは第二凝縮器（６）の冷媒部へ導入する酸素富化液導出分岐配管（Ｌ２１１ａ）と、
前記第二精留塔（４）の精留部（第一中間精留部４２）から導出される第一精留物が導入される塔底部（５１）を有するアルゴン精留塔（５）と、
前記塔底部（５１）から導出される第二精留物（例えば、酸素富化液）を前記第二精留塔（４）の精留部へ導入する底部導出配管（Ｌ５１）と、
前記アルゴン精留塔の塔頂部（５３）から導出されるアルゴン富化物（ガス状、気液混合状）を凝縮（液化）する第一凝縮部（６）と、
前記第一凝縮部（６）の塔頂部（６２）から導出されるガス（例えば、酸素富化ガス）を、前記第二精留塔（４）の精留部へ導入するガス導出配管（Ｌ６２）と、
前記窒素凝縮器（３）の塔頂部（３２）から導出される酸素富化ガスを前記主熱交換器（１０１）の一部を通過した後で導入される膨張タービン（７１）と、
前記膨張タービン（７１）で使用された酸素富化ガスを前記主熱交換器（１０１）を通過させて低圧酸素ガスを取り出す低圧酸素ライン（Ｌ３２１１）と、
前記第一精留塔（３）の塔頂部（２３）から導出される窒素富化物（ガス状、液状、気液混合状）を前記第二精留塔（４）の塔頂部（４４）または第二精留部４３の上部へ導入する窒素富化物導入配管（Ｌ２３、Ｌ２３ａ）と、
前記第二精留塔（４）の塔頂部（４４）から導出され、前記主熱交換器（１０１）を通過させて製品窒素ガスを取り出す製品窒素ガスライン（Ｌ４４）と、
液化ガス供給システム（１）と、
を備える。
原料空気（Ｆｅｅｄ Ａｉｒ）が導入される主熱交換器（１０１）と、
前記主熱交換器（１０１）を通過した原料空気が導入される第一精留塔（２）と、
前記第一精留塔（２）の塔頂部（２３）あるいは精留部（２２）の上段から導出される窒素富化物（ガス状、気液混合状）を凝縮する窒素凝縮器（３）と、
前記窒素凝縮器（３）の塔頂部（３２）から導出される酸素富化ガスが導入される塔底部（４１）を有する第二精留塔（４）と、
前記第一精留塔（２）の塔底部（２１）から導出される酸素富化液を前記第二精留塔（４）の精留部（第一中間精留部４２）へ導入する酸素富化液導出配管（Ｌ２１１）と、
前記第一精留塔（２）の塔底部（２１）から導出される酸素富化液を前記アルゴン精留塔（５）の塔頂部（５３）あるいは第二凝縮器（６）の冷媒部へ導入する酸素富化液導出分岐配管（Ｌ２１１ａ）と、
前記第二精留塔（４）の精留部（第一中間精留部４２）から導出される第一精留物が導入される塔底部（５１）を有するアルゴン精留塔（５）と、
前記塔底部（５１）から導出される第二精留物（例えば、酸素富化液）を前記第二精留塔（４）の精留部へ導入する底部導出配管（Ｌ５１）と、
前記アルゴン精留塔の塔頂部（５３）から導出されるアルゴン富化物（ガス状、気液混合状）を凝縮（液化）する第一凝縮部（６）と、
前記第一凝縮部（６）の塔頂部（６２）から導出されるガス（例えば、酸素富化ガス）を、前記第二精留塔（４）の精留部へ導入するガス導出配管（Ｌ６２）と、
前記窒素凝縮器（３）の塔頂部（３２）から導出される酸素富化ガスを前記主熱交換器（１０１）の一部を通過した後で導入される膨張タービン（７１）と、
前記膨張タービン（７１）で使用された酸素富化ガスを前記主熱交換器（１０１）を通過させて低圧酸素ガスを取り出す低圧酸素ライン（Ｌ３２１１）と、
前記第一精留塔（３）の塔頂部（２３）から導出される窒素富化物（ガス状、液状、気液混合状）を前記第二精留塔（４）の塔頂部（４４）または第二精留部４３の上部へ導入する窒素富化物導入配管（Ｌ２３、Ｌ２３ａ）と、
前記第二精留塔（４）の塔頂部（４４）から導出され、前記主熱交換器（１０１）を通過させて製品窒素ガスを取り出す製品窒素ガスライン（Ｌ４４）と、
液化ガス供給システム（１）と、
を備える。
【0015】
第一、第二精留塔（２、４）、アルゴン精留塔（５）には、圧力計、温度計などが設けられていてもよい。
各配管ラインには、仕切弁、流量制御弁、膨張弁などが設けられていてもよい。
各配管ラインには、流量計、圧力計、温度計などが設けられていてもよい。
各配管ラインには、仕切弁、流量制御弁、膨張弁などが設けられていてもよい。
各配管ラインには、流量計、圧力計、温度計などが設けられていてもよい。
【0016】
本開示おいて、液送ポンプの出口圧力は、一般的には、供給先の圧力とポンプから供給先までの揚程、および配管圧損によって決められる。液送ポンプは、所定圧力幅での運転が可能となっており、低圧運転モードでは低圧供給先の圧力に合わせて低圧で運転され、高圧運転モードでは高圧供給先の圧力に合わせて高圧で運転される。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下に本発明のいくつかの実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の一例を説明するものである。本発明は以下の実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形形態も含む。なお、以下で説明される構成の全てが本発明の必須の構成であるとは限らない。
【0019】
（用語の定義）
この明細書において、「上流」及び「下流」とは、ガス（例えば、原料空気、各酸素ガス、各窒素ガス、各アルゴンガス）または液化各種ガスの流れを基準とする。
この明細書において、「上流」及び「下流」とは、ガス（例えば、原料空気、各酸素ガス、各窒素ガス、各アルゴンガス）または液化各種ガスの流れを基準とする。
【0020】
（実施形態１）
図１Ａに示す実施形態１の空気分離装置１００は、低圧の空気分離装置である。
空気分離装置１００は、主熱交換器１０１、第一精留塔２、窒素凝縮器３、第二精留塔４、原料空気用の膨張タービン７、第一熱交換器１０２、液化ガス供給システム１を備える。
第一精留塔２は、塔底部２１、精留部２２、塔頂部２３を有する。第二精留塔４は、塔底部４１、精留部（下精留部、第一中間精留部４２、それより上段の第二中間精留部４３、上精留部）、塔頂部４４を有する。
図１Ａに示す実施形態１の空気分離装置１００は、低圧の空気分離装置である。
空気分離装置１００は、主熱交換器１０１、第一精留塔２、窒素凝縮器３、第二精留塔４、原料空気用の膨張タービン７、第一熱交換器１０２、液化ガス供給システム１を備える。
第一精留塔２は、塔底部２１、精留部２２、塔頂部２３を有する。第二精留塔４は、塔底部４１、精留部（下精留部、第一中間精留部４２、それより上段の第二中間精留部４３、上精留部）、塔頂部４４を有する。
【0021】
主熱交換器１０１は、原料空気（Ｆｅｅｄ Ａｉｒ）と他のガスとの間で熱交換が行われる。主熱交換器１０１から導出された原料空気の一部は、第一原料空気配管Ｌ２１を介して第一精留塔２の下部である塔底部２１に導入される。
原料空気のその残部は、主熱交換器１０１の途中から、第一原料空気配管Ｌ２１から分岐された第二原料空気配管Ｌ２１ａによって導出され、膨張タービン７へ送られる。膨張タービン７で使用された原料空気は、第二原料空気配管Ｌ２１ａによって第二精留塔４の第二中間精留部４３へ導入される。
原料空気のその残部は、主熱交換器１０１の途中から、第一原料空気配管Ｌ２１から分岐された第二原料空気配管Ｌ２１ａによって導出され、膨張タービン７へ送られる。膨張タービン７で使用された原料空気は、第二原料空気配管Ｌ２１ａによって第二精留塔４の第二中間精留部４３へ導入される。
【0022】
第一精留塔２の塔頂部２３から窒素富化物導出配管Ｌ２３によって導出される窒素ガスの一部は、窒素富化物導出配管Ｌ２３から分岐した第二分岐配管２３ｂを介して窒素凝縮器３に送られ、その内部の冷媒（酸素富化液）の冷熱によって冷却された後、第一精留塔２の塔頂部２３へ戻る。
第一精留塔２の塔頂部２３から窒素富化物導出配管Ｌ２３によって導出される窒素ガスのその残部は、窒素富化物導出配管Ｌ２３から分岐した第一分岐配管２３ａを介して第二精留塔４の塔頂部４４へ導入される。
第一精留塔２の塔底部２１から酸素富化液導出配管Ｌ２１１によって導出される酸素富化液は、第一熱交換器１０２で他のガスを熱交換した後で、第二精留塔４の中間精留部４２へ送られる。
窒素凝縮器３の塔頂部３２から低圧酸素配管Ｌ３２１（あるいは廃ガス配管）によって導出される酸素富化ガスは、主熱交換器１０１を通過させた後で低圧酸素ガス（あるいは廃ガス）として取り出せる（外部供給される）。
第一精留塔２の塔頂部２３から窒素富化物導出配管Ｌ２３によって導出される窒素ガスのその残部は、窒素富化物導出配管Ｌ２３から分岐した第一分岐配管２３ａを介して第二精留塔４の塔頂部４４へ導入される。
第一精留塔２の塔底部２１から酸素富化液導出配管Ｌ２１１によって導出される酸素富化液は、第一熱交換器１０２で他のガスを熱交換した後で、第二精留塔４の中間精留部４２へ送られる。
窒素凝縮器３の塔頂部３２から低圧酸素配管Ｌ３２１（あるいは廃ガス配管）によって導出される酸素富化ガスは、主熱交換器１０１を通過させた後で低圧酸素ガス（あるいは廃ガス）として取り出せる（外部供給される）。
【0023】
第二精留塔４の塔頂部４４から製品窒素ガス配管Ｌ４４によって導出される窒素ガスは、第一熱交換器１０２を通過させ、主熱交換器１０１を通過させた後で、製品窒素ガスとして取り出せる。
【0024】
液化ガス供給システム１は、低圧運転モードまたは高圧運転モードとして運転可能な第一液送ポンプ１１および低圧運転モードまたは高圧運転モードとして運転可能な第二液送ポンプと、第一液送ポンプ１１および第二液送ポンプ１２を低圧運転モードおよび／または高圧運転モードとして制御する制御部１５とを有する。
第二精留塔４の塔底部４１から液化酸素が第一導出配管Ｌ１によって導出され、第一液送ポンプ１１と第二液送ポンプ１２によって所定の目的に合わせて下流へ送られる。
低圧運転モードは、例えば、窒素凝縮部３の冷媒側（液体酸素側）あるいは第二精留塔４の圧力と、第一液送ポンプ１１と第二液送ポンプ１２から窒素凝縮部３の冷媒側に液体を供給するのに必要な揚程に相当する圧力と、配管圧損を合計することで、決められる。
高圧運転モードは、例えば、液体を供給先に供給する場合は、供給先の運転圧力と、ポンプから供給先までの揚程に相当する圧力と、配管圧損を合計することで、決められる。
液体を蒸発してガスとして供給先に供給する場合は、供給先の圧力に、ポンプから液の蒸発点までの揚程に相当する圧力と、配管圧損を合計することで決められる。低圧は、例えば精留塔の圧力で１．５～５ｂａｒＡ、高圧は５～２０ｂａｒＡである。
第二精留塔４の塔底部４１から液化酸素が第一導出配管Ｌ１によって導出され、第一液送ポンプ１１と第二液送ポンプ１２によって所定の目的に合わせて下流へ送られる。
低圧運転モードは、例えば、窒素凝縮部３の冷媒側（液体酸素側）あるいは第二精留塔４の圧力と、第一液送ポンプ１１と第二液送ポンプ１２から窒素凝縮部３の冷媒側に液体を供給するのに必要な揚程に相当する圧力と、配管圧損を合計することで、決められる。
高圧運転モードは、例えば、液体を供給先に供給する場合は、供給先の運転圧力と、ポンプから供給先までの揚程に相当する圧力と、配管圧損を合計することで、決められる。
液体を蒸発してガスとして供給先に供給する場合は、供給先の圧力に、ポンプから液の蒸発点までの揚程に相当する圧力と、配管圧損を合計することで決められる。低圧は、例えば精留塔の圧力で１．５～５ｂａｒＡ、高圧は５～２０ｂａｒＡである。
【0025】
（第一循環液送込み処理と第一製品液送込み処理）
第一導出配管Ｌ１は、第一分岐配管Ｌ１１と第二分岐配管Ｌ１２とに分岐して液化酸素が送られる。第一分岐配管Ｌ１１は、窒素凝縮器３へ連通している。制御部１５は、低圧運転モードで第一液送ポンプ１１を制御し、分岐された第一液化酸素（第一液化ガスに相当する）の一部を循環液（冷媒用途）として窒素凝縮器３へ送る（第一循環液送込み処理）。この処理において、第一分岐配管Ｌ１１に設けられている第一仕切弁Ｖ１と第三仕切弁Ｖ３は、制御部１５によって開いた状態に制御されている。また、第二分岐配管Ｌ１２から分岐している循環用分岐配管Ｌ１４は第一分岐配管Ｌ１１へ合流する。その合流する位置より上流に設けられている第二仕切弁Ｖ２は、制御部１５によって閉じた状態に制御されている。
第二分岐配管Ｌ１２は主熱交換器１０１にまで延びる。制御部１５は、高圧運転モードで第二液送ポンプ１２を制御し、第二分岐配管Ｌ１２で送られる第二液化酸素（第二液化ガスに相当する）は他のガスと熱交換された後で、製品用の酸素ガスとして取り出せる（第一製品液送込み処理）。この処理において、第二分岐配管Ｌ１２に設けられている第五仕切弁Ｖ５は、制御部１５によって開いた状態に制御されている。また、第一分岐配管Ｌ１１から分岐している製品液用分岐配管Ｌ１３は第二分岐配管Ｌ１２へ合流する。その合流する位置より上流に設けられている第四仕切弁Ｖ４は、制御部１５によって閉じた状態に制御されている。
第一導出配管Ｌ１は、第一分岐配管Ｌ１１と第二分岐配管Ｌ１２とに分岐して液化酸素が送られる。第一分岐配管Ｌ１１は、窒素凝縮器３へ連通している。制御部１５は、低圧運転モードで第一液送ポンプ１１を制御し、分岐された第一液化酸素（第一液化ガスに相当する）の一部を循環液（冷媒用途）として窒素凝縮器３へ送る（第一循環液送込み処理）。この処理において、第一分岐配管Ｌ１１に設けられている第一仕切弁Ｖ１と第三仕切弁Ｖ３は、制御部１５によって開いた状態に制御されている。また、第二分岐配管Ｌ１２から分岐している循環用分岐配管Ｌ１４は第一分岐配管Ｌ１１へ合流する。その合流する位置より上流に設けられている第二仕切弁Ｖ２は、制御部１５によって閉じた状態に制御されている。
第二分岐配管Ｌ１２は主熱交換器１０１にまで延びる。制御部１５は、高圧運転モードで第二液送ポンプ１２を制御し、第二分岐配管Ｌ１２で送られる第二液化酸素（第二液化ガスに相当する）は他のガスと熱交換された後で、製品用の酸素ガスとして取り出せる（第一製品液送込み処理）。この処理において、第二分岐配管Ｌ１２に設けられている第五仕切弁Ｖ５は、制御部１５によって開いた状態に制御されている。また、第一分岐配管Ｌ１１から分岐している製品液用分岐配管Ｌ１３は第二分岐配管Ｌ１２へ合流する。その合流する位置より上流に設けられている第四仕切弁Ｖ４は、制御部１５によって閉じた状態に制御されている。
【0026】
（第二循環液送込み処理と第二製品液送込み処理）
制御部１５は、低圧運転モードの第一液送ポンプ１１で第一液化酸素を窒素凝縮器３へ送るのと同時に、高圧運転モードの第二液送ポンプ１２でも第二液化酸素の一部（Ｗ１）を窒素凝縮器３へ送る（第二循環液送込み処理）。制御部１５は、第二仕切弁Ｖ２を開けて、循環用分岐配管Ｌ１４を通じて、第一分岐配管Ｌ１１へ第二液化酸素の一部（Ｗ１）を合流させる。また、制御部１５は、第二液化酸素の残部（Ｗ２）を、主熱交換器１０１へ送り、製品用の酸素ガスとして取り出す（第二製品液送込み処理）。
制御部１５は、第二仕切弁Ｖ２の開閉または流量を調整することで、循環液の量および製品用の酸素ガスの量を制御する。
制御部１５は、低圧運転モードの第一液送ポンプ１１で第一液化酸素を窒素凝縮器３へ送るのと同時に、高圧運転モードの第二液送ポンプ１２でも第二液化酸素の一部（Ｗ１）を窒素凝縮器３へ送る（第二循環液送込み処理）。制御部１５は、第二仕切弁Ｖ２を開けて、循環用分岐配管Ｌ１４を通じて、第一分岐配管Ｌ１１へ第二液化酸素の一部（Ｗ１）を合流させる。また、制御部１５は、第二液化酸素の残部（Ｗ２）を、主熱交換器１０１へ送り、製品用の酸素ガスとして取り出す（第二製品液送込み処理）。
制御部１５は、第二仕切弁Ｖ２の開閉または流量を調整することで、循環液の量および製品用の酸素ガスの量を制御する。
【0027】
（実施形態２）
図１Ｂに示す実施形態２の空気分離装置１００は、実施形態１の構成に追加して、第一、第二戻り配管Ｌ１６、Ｌ１７を備える。同じ構成の符号は同じ機能を示し、特に追加の機能または異なる機能を有する構成について説明をする。
図１Ｂに示す実施形態２の空気分離装置１００は、実施形態１の構成に追加して、第一、第二戻り配管Ｌ１６、Ｌ１７を備える。同じ構成の符号は同じ機能を示し、特に追加の機能または異なる機能を有する構成について説明をする。
【0028】
第一戻り配管Ｌ１６は、第一液送ポンプ１１より下流の第一分岐配管Ｌ１１から分岐し、第二精留塔４の塔底部４１へ連通する。第一戻り配管Ｌ１６に第六仕切弁Ｖ６が設けられている。制御部１５によって、第六仕切弁Ｖ６の開閉および流量が制御され、第一液化酸素の戻り量が調整される。
第二戻り配管Ｌ１７は、第二液送ポンプ１２より下流の第二分岐配管Ｌ１２から分岐し、第二精留塔４の塔底部４１へ連通する。第二戻り配管Ｌ１７は第七仕切弁Ｖ７が設けられている。制御部１５によって、第七仕切弁Ｖ７の開閉または流量が制御され、第二液化酸素の戻り量が調整される。
第二戻り配管Ｌ１７は、第二液送ポンプ１２より下流の第二分岐配管Ｌ１２から分岐し、第二精留塔４の塔底部４１へ連通する。第二戻り配管Ｌ１７は第七仕切弁Ｖ７が設けられている。制御部１５によって、第七仕切弁Ｖ７の開閉または流量が制御され、第二液化酸素の戻り量が調整される。
【0029】
（実施形態３）
図１Ｃに示す実施形態３の空気分離装置１００は、実施形態１または２の構成に追加して、第二精留塔４の塔底部４１用の液位計測部Ｆ１およびまたは製品用の酸素ガス用の流量測定部Ｆ２を備える。同じ構成の符号は同じ機能を示し、特に追加の機能または異なる機能を有する構成について説明をする。
図１Ｃに示す実施形態３の空気分離装置１００は、実施形態１または２の構成に追加して、第二精留塔４の塔底部４１用の液位計測部Ｆ１およびまたは製品用の酸素ガス用の流量測定部Ｆ２を備える。同じ構成の符号は同じ機能を示し、特に追加の機能または異なる機能を有する構成について説明をする。
【0030】
液位計測部Ｆ１は、第二精留塔４の塔底部４１の液化酸素の量を測定する。この測定データに対応して、制御部１５は、第一液送ポンプ１１による第一液化酸素の送り量を制御する。また、制御部１５は、この測定データに対応して、第二液送ポンプ１２による第二液化酸素の送り量を制御する。
【0031】
流量測定部Ｆ２は、主熱交換器１０１の下流の第二分岐配管Ｌ１２に設けられ、需要先の製品用の酸素ガスの流量を測定する。この測定データに対応して、制御部１５は、第一液送ポンプ１１による第一液化酸素の送り量（循環液の送る量）と、第二液送ポンプ１２による第二液化酸素の送り量（循環液の送り量と製品用の酸素ガス量）を制御する。
【0032】
空気分離装置１００は、液位計測部Ｆ１と流量測定部Ｆ２の両方を備えていてもよく、いずれか一方を備えていてもよい。
制御部１５は、高圧運転モードの第二液送ポンプ１２を最小流量で運転し、低圧運転モードの第一液送ポンプ１１をプロセス変動に対応して運転することができる。
制御部１５は、高圧運転モードの第二液送ポンプ１２を最小流量で運転し、低圧運転モードの第一液送ポンプ１１をプロセス変動に対応して運転することができる。
【0033】
（実施形態４）
図１Ｄに示す実施形態４の空気分離装置１００は、実施形態１、２、３の構成において、液化ガス供給システム１の配管構成が異なる。同じ構成の符号は同じ機能を示し、特に追加の機能または異なる機能を有する構成について説明をする。
図１Ｄに示す実施形態４の空気分離装置１００は、実施形態１、２、３の構成において、液化ガス供給システム１の配管構成が異なる。同じ構成の符号は同じ機能を示し、特に追加の機能または異なる機能を有する構成について説明をする。
【0034】
第一分岐配管Ｌ１１は、窒素凝縮器３へ連通し、液化酸素を循環液として窒素凝縮器３へ送る。第一分岐配管Ｌ１１に仕切弁Ｖ１１が設けられている。仕切弁Ｖ１１よりも上流位置で第一分岐配管Ｌ１１から分岐した製品液用分岐配管Ｌ１３に第四仕切弁Ｖ４が設けられている。仕切弁Ｖ１１を開き、第四仕切弁Ｖ４を閉じることで、第一液化酸素が第一液送ポンプ１１によって窒素凝縮部３へ送られる。
第二分岐配管Ｌ１２は、主熱交換器１０１へ延び、液化酸素を送る。第二分岐管Ｌ１２に第五仕切弁Ｖ５が設けられる。第五仕切弁Ｖ５の上流位置で第二分岐配管Ｌ１２から分岐した循環用分岐配管Ｌ１４は、窒素凝縮器３へ連通する。循環用分岐配管Ｌ１４に仕切弁Ｖ１２が設けられている。仕切弁Ｖ１２を閉じ、第五仕切弁Ｖ５を開けることで、第二液送ポンプ１２によって第二液化酸素が主熱交換器１０２へのみ送られる。一方、仕切弁Ｖ１２を開け、第五仕切弁Ｖ５も開けることで、第二液化酸素の一部（Ｗ１）を窒素凝縮器３へ送り、その残部（Ｗ２）を主熱交換器１０１へ送る。
上記構成によれば、第一分岐配管Ｌ１１と循環用分岐配管Ｌ１４とが合流しないことで、高圧ラインから低圧ラインへの液流により配管内で生じる恐れのある乱流を抑制でき、ポンプ出口の圧力損失の変動を低減しポンプの楊程制御を安定化させることができる。
第二分岐配管Ｌ１２は、主熱交換器１０１へ延び、液化酸素を送る。第二分岐管Ｌ１２に第五仕切弁Ｖ５が設けられる。第五仕切弁Ｖ５の上流位置で第二分岐配管Ｌ１２から分岐した循環用分岐配管Ｌ１４は、窒素凝縮器３へ連通する。循環用分岐配管Ｌ１４に仕切弁Ｖ１２が設けられている。仕切弁Ｖ１２を閉じ、第五仕切弁Ｖ５を開けることで、第二液送ポンプ１２によって第二液化酸素が主熱交換器１０２へのみ送られる。一方、仕切弁Ｖ１２を開け、第五仕切弁Ｖ５も開けることで、第二液化酸素の一部（Ｗ１）を窒素凝縮器３へ送り、その残部（Ｗ２）を主熱交換器１０１へ送る。
上記構成によれば、第一分岐配管Ｌ１１と循環用分岐配管Ｌ１４とが合流しないことで、高圧ラインから低圧ラインへの液流により配管内で生じる恐れのある乱流を抑制でき、ポンプ出口の圧力損失の変動を低減しポンプの楊程制御を安定化させることができる。
【0035】
（実施形態５）
図１Ｄに示す実施形態５では、実施形態１、２、３、４において、第一、第二液化酸素タンクＴ１、Ｔ２を備える。
第一液化酸素タンクＴ１は、窒素凝縮器３へ至る途中の第一分岐配管Ｌ１１から、第一液化酸素を取り出して貯留させるためのタンクである。
第二液化酸素タンクＴ２は、主熱交換器１０１へ至る途中の第二分岐配管Ｌ１２から、第二液化酸素を取り出して貯留するためのタンクである。
第一、第二液化酸素タンクＴ１、Ｔ２は、液化酸素を、製品として供給したり、一次貯留用のバッファとして利用できる。
図１Ｄに示す実施形態５では、実施形態１、２、３、４において、第一、第二液化酸素タンクＴ１、Ｔ２を備える。
第一液化酸素タンクＴ１は、窒素凝縮器３へ至る途中の第一分岐配管Ｌ１１から、第一液化酸素を取り出して貯留させるためのタンクである。
第二液化酸素タンクＴ２は、主熱交換器１０１へ至る途中の第二分岐配管Ｌ１２から、第二液化酸素を取り出して貯留するためのタンクである。
第一、第二液化酸素タンクＴ１、Ｔ２は、液化酸素を、製品として供給したり、一次貯留用のバッファとして利用できる。
【0036】
（実施形態６）
実施形態１から５において、第一液送ポンプ１１と第二液送ポンプ１２とのいずれか一方を停止し、他方のみを高圧運転モードで運転され、各配管の仕切弁の開閉を制御する。第一液送ポンプ１１のみが高圧運転モードで稼働している場合、第一液化酸素の一部を循環液として窒素凝縮器３へ送り、その残部を主熱交換器１０１へ送る。第二液送ポンプ１２のみが高圧運転モードで稼働している場合、第二液化酸素の一部を循環液として窒素凝縮器３へ送り、その残部を主熱交換器１０１へ送る。
制御部１５は、第一液送ポンプ１１が停止された場合に、第一仕切弁Ｖ１（あるいは仕切弁Ｖ１１）、第四仕切弁Ｖ４を閉じ、第二仕切弁Ｖ２および第三仕切弁Ｖ３（あるいは仕切弁１２）、第五仕切弁Ｖ５を開ける。第二液送ポンプ１２は高圧運転モードで運転される。
一方、制御部１５は、第二液送ポンプ１２が停止された場合に、第二仕切弁Ｖ２（仕切弁Ｖ１２）と第五仕切弁Ｖ５を閉じ、第一仕切弁Ｖ１および第三仕切弁Ｖ３（あるいは仕切弁Ｖ１１）、第四仕切弁Ｖ４を開ける。第一液送ポンプ１１は高圧運転モードで運転される。
実施形態１から５において、第一液送ポンプ１１と第二液送ポンプ１２とのいずれか一方を停止し、他方のみを高圧運転モードで運転され、各配管の仕切弁の開閉を制御する。第一液送ポンプ１１のみが高圧運転モードで稼働している場合、第一液化酸素の一部を循環液として窒素凝縮器３へ送り、その残部を主熱交換器１０１へ送る。第二液送ポンプ１２のみが高圧運転モードで稼働している場合、第二液化酸素の一部を循環液として窒素凝縮器３へ送り、その残部を主熱交換器１０１へ送る。
制御部１５は、第一液送ポンプ１１が停止された場合に、第一仕切弁Ｖ１（あるいは仕切弁Ｖ１１）、第四仕切弁Ｖ４を閉じ、第二仕切弁Ｖ２および第三仕切弁Ｖ３（あるいは仕切弁１２）、第五仕切弁Ｖ５を開ける。第二液送ポンプ１２は高圧運転モードで運転される。
一方、制御部１５は、第二液送ポンプ１２が停止された場合に、第二仕切弁Ｖ２（仕切弁Ｖ１２）と第五仕切弁Ｖ５を閉じ、第一仕切弁Ｖ１および第三仕切弁Ｖ３（あるいは仕切弁Ｖ１１）、第四仕切弁Ｖ４を開ける。第一液送ポンプ１１は高圧運転モードで運転される。
【0037】
（実施形態７）
図２に示す実施形態７の空気分離装置２００は、高圧の空気分離装置である。同じ構成の符号は同じ機能を示し、特に追加の機能または異なる機能を有する構成について説明する。
空気分離装置２００は、主熱交換器１０１、第一精留塔２、窒素凝縮器３、第二精留塔４、膨張タービン７１、第一熱交換器１０２、液化ガス供給システム１を備える。
膨張タービン７１は、窒素凝縮器３の塔頂部３２から導出され、低圧酸素ラインＬ３２１１を介して、主熱交換器１０１の一部を通過した後の酸素富化ガスが送られる。膨張タービン７１で使用された酸素富化ガスは、再び主熱交換器１０１へ送られて、低圧酸素ガス（あるいは廃ガス）として取り出される。
実施形態１のような膨張タービン７は備えられていない。
液化ガス供給システム１は、実施形態１から６の形態が適用される。
図２に示す実施形態７の空気分離装置２００は、高圧の空気分離装置である。同じ構成の符号は同じ機能を示し、特に追加の機能または異なる機能を有する構成について説明する。
空気分離装置２００は、主熱交換器１０１、第一精留塔２、窒素凝縮器３、第二精留塔４、膨張タービン７１、第一熱交換器１０２、液化ガス供給システム１を備える。
膨張タービン７１は、窒素凝縮器３の塔頂部３２から導出され、低圧酸素ラインＬ３２１１を介して、主熱交換器１０１の一部を通過した後の酸素富化ガスが送られる。膨張タービン７１で使用された酸素富化ガスは、再び主熱交換器１０１へ送られて、低圧酸素ガス（あるいは廃ガス）として取り出される。
実施形態１のような膨張タービン７は備えられていない。
液化ガス供給システム１は、実施形態１から６の形態が適用される。
【0038】
（実施形態８）
図３に示す実施形態８の空気分離装置３００は、アルゴン精留塔を備える高圧の空気装置（実施形態７）である。同じ構成の符号は同じ機能を示し、特に追加の機能または異なる機能を有する構成について説明する。
アルゴン精留塔５は、塔底部５１、精留部５２、塔頂部５３を備える。第二精留塔４の第一中間精留部４２あるいはそれより下方の精留部から中間導出配管Ｌ４２によって導出される第一精留物（例えば、酸素富化ガス）は、中間導出配管Ｌ４２を介してアルゴン精留塔５の塔底部５１へ送られる。この塔底部５１から底部導出配管Ｌ５２によって導出される第二精留物は、底部導出配管Ｌ５１を介して第一中間精留部４２へ送られる。
第一精留塔２の塔底部２１から導出された酸素富化液は、酸素富化液導出配管Ｌ２１１を介して、第一熱交換器１０２を通過し、第二精留部４の第一中間精留部４２へ送られる。第一熱交換器１０１よりも下流位置で酸素富化導出配管Ｌ２１１から分岐した酸素富化導出分岐配管Ｌ２１１ａによって、酸素富化液が第一凝縮部６の冷媒部へ送られる。
アルゴン精留塔５の塔頂部５３からアルゴン取出配管Ｌ５３によって導出されるアルゴン富化物は、アルゴン取出配管Ｌ５３を介して製品用のアルゴンとして取り出せる。
アルゴン取出配管Ｌ５３から分離した分離配管Ｌ５３ａは、第一凝縮部６へ連通し、アルゴン富化物を第一凝縮部６へ送り、ここで凝縮（液化）させてアルゴン精留塔５の塔頂部５３へ戻す。
第一凝縮部６の塔頂部６２から導出されるガス（酸素富化ガス）は、ガス導出配管Ｌ６２を介して第二精留塔４の第一中間精留部４２へ送られる。図３においては、ガス導出配管Ｌ６２は、酸素富化導出配管Ｌ２１１と合流しているが、これに制限されない。
液化ガス供給システム１は、実施形態１から６の形態が適用される。
図３に示す実施形態８の空気分離装置３００は、アルゴン精留塔を備える高圧の空気装置（実施形態７）である。同じ構成の符号は同じ機能を示し、特に追加の機能または異なる機能を有する構成について説明する。
アルゴン精留塔５は、塔底部５１、精留部５２、塔頂部５３を備える。第二精留塔４の第一中間精留部４２あるいはそれより下方の精留部から中間導出配管Ｌ４２によって導出される第一精留物（例えば、酸素富化ガス）は、中間導出配管Ｌ４２を介してアルゴン精留塔５の塔底部５１へ送られる。この塔底部５１から底部導出配管Ｌ５２によって導出される第二精留物は、底部導出配管Ｌ５１を介して第一中間精留部４２へ送られる。
第一精留塔２の塔底部２１から導出された酸素富化液は、酸素富化液導出配管Ｌ２１１を介して、第一熱交換器１０２を通過し、第二精留部４の第一中間精留部４２へ送られる。第一熱交換器１０１よりも下流位置で酸素富化導出配管Ｌ２１１から分岐した酸素富化導出分岐配管Ｌ２１１ａによって、酸素富化液が第一凝縮部６の冷媒部へ送られる。
アルゴン精留塔５の塔頂部５３からアルゴン取出配管Ｌ５３によって導出されるアルゴン富化物は、アルゴン取出配管Ｌ５３を介して製品用のアルゴンとして取り出せる。
アルゴン取出配管Ｌ５３から分離した分離配管Ｌ５３ａは、第一凝縮部６へ連通し、アルゴン富化物を第一凝縮部６へ送り、ここで凝縮（液化）させてアルゴン精留塔５の塔頂部５３へ戻す。
第一凝縮部６の塔頂部６２から導出されるガス（酸素富化ガス）は、ガス導出配管Ｌ６２を介して第二精留塔４の第一中間精留部４２へ送られる。図３においては、ガス導出配管Ｌ６２は、酸素富化導出配管Ｌ２１１と合流しているが、これに制限されない。
液化ガス供給システム１は、実施形態１から６の形態が適用される。
【0039】
（別実施形態）
（１）実施形態１から８において、液化ガス供給システム１は、第一、第二液送ポンプの２台を備えているが、これに制限されず、３台以上備えていてもよい。
（２）液化ガス供給システム１は、実施形態１から８の空気分離装置に適用されることに限定されず、他の空気分離装置においても適用できる。
（１）実施形態１から８において、液化ガス供給システム１は、第一、第二液送ポンプの２台を備えているが、これに制限されず、３台以上備えていてもよい。
（２）液化ガス供給システム１は、実施形態１から８の空気分離装置に適用されることに限定されず、他の空気分離装置においても適用できる。
【符号の説明】
【0040】
１ 液化ガス供給システム
２ 第一精留塔
３ 窒素凝縮器
４ 第二精留塔
５ アルゴン精留塔
７ 膨張タービン
１１ 第一液送ポンプ
１２ 第二液送ポンプ
１５ 制御部
１００ 空気分離装置
１０１ 主熱交換器
２ 第一精留塔
３ 窒素凝縮器
４ 第二精留塔
５ アルゴン精留塔
７ 膨張タービン
１１ 第一液送ポンプ
１２ 第二液送ポンプ
１５ 制御部
１００ 空気分離装置
１０１ 主熱交換器
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図2】
【図3】
