BRPI1100194A2 - Method and mechanism for separating a mixture comprising nitrogen and oxygen - Google Patents

Method and mechanism for separating a mixture comprising nitrogen and oxygen Download PDF

Info

Publication number
BRPI1100194A2
BRPI1100194A2 BRPI1100194-1A BRPI1100194A BRPI1100194A2 BR PI1100194 A2 BRPI1100194 A2 BR PI1100194A2 BR PI1100194 A BRPI1100194 A BR PI1100194A BR PI1100194 A2 BRPI1100194 A2 BR PI1100194A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
stream
heat exchanger
column
rich
pressure
Prior art date
Application number
BRPI1100194-1A
Other languages
Portuguese (pt)
Inventor
Henry Edward Howard
Original Assignee
Praxair Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Praxair Technology Inc filed Critical Praxair Technology Inc
Publication of BRPI1100194A2 publication Critical patent/BRPI1100194A2/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04078Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression
    • F25J3/0409Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression of oxygen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04078Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression
    • F25J3/04084Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression of nitrogen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04187Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04187Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
    • F25J3/04193Division of the main heat exchange line in consecutive sections having different functions
    • F25J3/042Division of the main heat exchange line in consecutive sections having different functions having an intermediate feed connection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04187Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
    • F25J3/04218Parallel arrangement of the main heat exchange line in cores having different functions, e.g. in low pressure and high pressure cores
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04187Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
    • F25J3/04236Integration of different exchangers in a single core, so-called integrated cores
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/0429Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of feed air, e.g. used as waste or product air or expanded into an auxiliary column
    • F25J3/04296Claude expansion, i.e. expanded into the main or high pressure column
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04375Details relating to the work expansion, e.g. process parameter etc.
    • F25J3/04387Details relating to the work expansion, e.g. process parameter etc. using liquid or hydraulic turbine expansion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04406Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system
    • F25J3/04412Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system in a classical double column flowsheet, i.e. with thermal coupling by a main reboiler-condenser in the bottom of low pressure respectively top of high pressure column
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/02Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream
    • F25J2240/10Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream the fluid being air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/12Particular process parameters like pressure, temperature, ratios

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

MÉTODO E MECANISMO PARA SEPARAR UMA MISTURA QUE COMPREENDE NITROGÊNIO E OXIGÊNIO. Um método e mecanismo para separar uma mistura, por exemplo, ar, dentro de uma instalação de retificação criogênica que utiliza uma disposição de trocador de calor agrupada. Em tal disposição, um trocador de calor de pressão inferior é usado para esfriar parte da mistura e um trocador de calor de pressão superior é usado para aquecer uma ou mais correntes de líquido bombeadas compostas de frações ricas em nitrogênio e ricas em oxigênio separadas e, desse modo, produzir correntes pressurizadas de produto. Uma corrente de pressão reforçada, que pode ser parte do ar, é utilizada para suprir a maior parte do rendimento de troca de calor no trocador de calor de pressão superior. Além disso, uma corrente de troca de calor, que também pode ser parte da mistura, pode ser parcialmente esfriada no trocador de calor de pressão superior e depois ainda esfriada no trocador de calor de pressão inferior para diminuir a diferença de temperatura da extremidade quente do trocador de calor de pressão superior e, portanto, a refrigeração requerida para a instalação.METHOD AND MECHANISM TO SEPARATE A MIXTURE THAT UNDERSTAND NITROGEN AND OXYGEN. A method and mechanism for separating a mixture, for example, air, within a cryogenic grinding facility that uses a grouped heat exchanger arrangement. In such an arrangement, a lower pressure heat exchanger is used to cool part of the mixture and an upper pressure heat exchanger is used to heat one or more pumped liquid streams composed of separate nitrogen-rich and oxygen-rich fractions and, thereby producing pressurized product streams. A reinforced pressure stream, which can be part of the air, is used to supply most of the heat exchange performance in the upper pressure heat exchanger. In addition, a heat exchange stream, which can also be part of the mixture, can be partially cooled in the upper pressure heat exchanger and then further cooled in the lower pressure heat exchanger to decrease the temperature difference of the hot end of the higher pressure heat exchanger and therefore the cooling required for the installation.

Description

"MÉTODO E MECANISMO PARA SEPARAR UMA MISTURA QUE COMPREENDE NITROGÊNIO E OXIGÊNIO""METHOD AND MECHANISM TO SEPARATE A MIX UNDERSTANDING NITROGEN AND OXYGEN"

Campo da InvençãoField of the Invention

A presente invenção diz respeito a um método e mecanismo em que uma mistura compreendendo nitrogênio e oxigênio é separada em frações ricas em nitrogênio e ricas em oxigênio através da retificação criogênica e uma ou mais correntes pressurizadas de produto são produzidas mediante o bombeamento e aquecimento de uma ou mais correntes de líquido compostas de uma das frações de produto ricas em nitrogênio ou ricas em oxigênio. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um tal método e mecanismo que utiliza uma disposição agrupada de trocadores de calor em que uma corrente de troca de calor é parcialmente esfriada dentro do trocador de calor de pressão superior utilizado no aquecimento da uma ou mais correntes de líquido bombeadas e depois ainda esfriada dentro do trocador de calor de pressão inferior para reduzir a diferença de temperatura da extremidade quente dentro do trocador de calor de pressão superior e, portanto, a quantidade de refrigeração requerida a ser conferida em conexão com a retificação criogênica.The present invention relates to a method and mechanism wherein a mixture comprising nitrogen and oxygen is separated into nitrogen-rich and oxygen-rich fractions by cryogenic rectification and one or more pressurized product streams are produced by pumping and heating a or more liquid streams composed of one of the nitrogen-rich or oxygen-rich product fractions. More particularly, the present invention relates to such a method and mechanism utilizing a pooled arrangement of heat exchangers wherein a heat exchange stream is partially cooled within the upper pressure heat exchanger used in heating one or more liquid streams pumped and then further cooled within the lower pressure heat exchanger to reduce the temperature difference of the hot end within the upper pressure heat exchanger and thus the amount of cooling required to be checked in connection with the rectification. cryogenic.

Fundamentos da InvençãoBackground of the Invention

As misturas contendo nitrogênio e oxigênio, mais comumente ar, são separadas em frações ricas em nitrogênio e ricas em oxigênio e as frações de componente encontradas no ar, por exemplo, argônio, mediante a retificação criogênica. Na retificação criogênica, a mistura é comprimida e depois purificada para remover os contaminantes de ebulição mais elevada tais como dióxido de carbono, vapor de água e hidrocarbonetos. A corrente comprimida e purificada resultante é depois esfriada para uma temperatura adequada para destilação. A destilação produz frações ricas em nitrogênio e ricas em oxigênio do ar e potencialmente outras frações que podem ser tomadas como produtos tanto líquidos quanto gasosos. Existem diferentes disposições de coluna de destilação que são usadas para tais propósitos. Por exemplo, as colunas de destilação podem consistir de uma coluna de pressão superior e uma coluna de pressão inferior termicamente ligada por um trocador de calor para vaporizar um líquido rico em oxigênio da corrente de fundo da coluna da coluna de pressão inferior e para condensar um vapor rico em nitrogênio da corrente de topo da coluna da coluna de pressão superior.Mixtures containing nitrogen and oxygen, most commonly air, are separated into nitrogen-rich and oxygen-rich fractions and the component fractions found in air, for example argon, by cryogenic rectification. In cryogenic grinding, the mixture is compressed and then purified to remove higher boiling contaminants such as carbon dioxide, water vapor and hydrocarbons. The resulting compressed and purified stream is then cooled to a suitable distillation temperature. Distillation produces nitrogen-rich and oxygen-rich air fractions and potentially other fractions that can be taken as both liquid and gaseous products. There are different distillation column arrangements that are used for such purposes. For example, distillation columns may consist of an upper pressure column and a lower pressure column thermally connected by a heat exchanger to vaporize an oxygen-rich liquid from the bottom stream of the lower pressure column and to condense a nitrogen-rich vapor from the top column of the upper pressure column.

Onde existe uma demanda para grandes quantidades de oxigênio de alta pressão em uma forma gasosa, por exemplo, na gaseificação, o oxigênio é muitas vezes produzido pelo bombeamento de uma corrente de líquido rico em oxigênio em pressão e depois uma corrente de pressão reforçada que é tipicamente parte do ar a ser destilado. Na disposição de coluna debatida acima, a corrente de líquido rico em oxigênio é composta do líquido rico em oxigênio da corrente de fundo da coluna da coluna de pressão superior. O ar de pressão reforçada será liqüefeito como um resultado da troca de calor e introduzido na coluna de pressão superior, na coluna de pressão inferior ou dividido entre as colunas após ter sido reduzido a uma pressão adequada para introdução em tais colunas. Além do oxigênio, o nitrogênio de alta pressão também pode ser um produto desejável, particularmente em aplicações de gaseificação. Tal nitrogênio de alta pressão pode ser produzido pelo bombeamento de uma corrente do vapor rico em nitrogênio condensado e aquecimento do líquido resultante através da troca de calor com a corrente de pressão reforçada.Where there is a demand for large amounts of high pressure oxygen in a gaseous form, for example in gasification, oxygen is often produced by pumping a stream of high oxygen pressure liquid and then a reinforced pressure stream that is typically part of the air to be distilled. In the column arrangement discussed above, the oxygen-rich liquid stream is composed of the oxygen-rich liquid of the upper pressure column bottom stream. Reinforced pressure air will be liquefied as a result of heat exchange and introduced into the upper pressure column, lower pressure column or split between columns after being reduced to a suitable pressure for introduction into such columns. In addition to oxygen, high pressure nitrogen may also be a desirable product, particularly in gasification applications. Such high pressure nitrogen can be produced by pumping a stream of condensed nitrogen rich vapor and heating the resulting liquid by heat exchange with the reinforced pressure stream.

Deve ser observado que o aquecimento das correntes bombeadas pode ser realizado em uma disposição agrupada de trocadores de calor tendo um trocador de calor de pressão superior para o aquecimento do líquido bombeado e um trocador de calor de pressão inferior, tendo uma pressão em operação disponível máxima mais baixa do que o trocador de calor de pressão superior para o esfriamento de pelo menos parte do ar. A esse respeito, embora como debatido acima, a corrente de pressão reforçada é comumente composta de ar, outros fluidos podem ser usados. Por exemplo, na Patente US n° 4.345.925, um fluido tal como argônio e comprimido e depois liqüefeito como um resultado da troca de calor indireta que ocorre no trocador de calor de pressão superior. O líquido resultante depois serve em várias funções de troca de calor relacionadas com as colunas de destilação. Em particular, o fluido é vaporizado e superaquecido no trocador de calor de pressão inferior e depois comprimido novamente antes de sua introdução no trocador de calor de pressão superior. Assim, o fluido circula em um circuito de troca de calor que envolve o aquecimento do líquido rico em oxigênio pressurizado.It should be noted that the pumping currents may be heated in a grouped arrangement of heat exchangers having a higher pressure heat exchanger for pumped liquid heating and a lower pressure heat exchanger having a maximum available operating pressure. lower than the upper pressure heat exchanger for cooling at least part of the air. In this regard, although as discussed above, the reinforced pressure stream is commonly composed of air, other fluids may be used. For example, in US Patent No. 4,345,925, a fluid such as argon is compressed and then liquefied as a result of the indirect heat exchange that occurs in the upper pressure heat exchanger. The resulting liquid then serves in various heat exchange functions related to the distillation columns. In particular, fluid is vaporized and overheated in the lower pressure heat exchanger and then compressed again prior to its introduction into the upper pressure heat exchanger. Thus, the fluid circulates in a heat exchange circuit that involves heating the pressurized oxygen rich liquid.

Um exemplo de uma instalação de retificação criogênica em que o ar serve como o fluido de pressão reforçada pode ser observado no Pedido de Patente dos Estados Unidos, Publicação Número 2008/0307828. Neste pedido, o ar é comprimido e purificado. Parte do ar comprimido e purificado resultante é esfriada dentro do trocador de calor de pressão inferior e depois introduzida na coluna de pressão superior como uma corrente de ar principal. A coluna de pressão superior é termicamente ligada a uma coluna de pressão inferior por uma caldeira de recozer do condensador. A caldeira de recozer do condensador condensa o vapor rico em nitrogênio da corrente de topo da coluna da coluna de pressão superior em oposição a vaporização do líquido rico em oxigênio da corrente de fundo da coluna formado na coluna de pressão inferior. Parte de uma corrente de líquido rico em oxigênio composta do líquido rico em oxigênio da corrente de fundo da coluna da coluna de pressão inferior pode ser bombeada para formar uma corrente de oxigênio líquida bombeada e parte do vapor rico em nitrogênio condensado também pode ser bombeada para produzir a corrente líquida de nitrogênio bombeada. A corrente líquida de oxigênio bombeada e a corrente líquida de nitrogênio bombeada são depois aquecidas em um trocador de calor de pressão superior através da troca de calor indireta com a corrente de pressão reforçada que é formada mediante a compressão de outra parte do ar comprimido e purificado em um compressor reforçador. A corrente reforçada é liqüefeita, expandida e introduzida nas colunas de pressão superior e inferior. Uma corrente em equilíbrio térmico composta de uma corrente de nitrogênio residual produzida na coluna de pressão inferior é introduzida tanto no trocador de calor de pressão inferior quanto no trocador de calor de pressão superior para inibir as perdas finais quentes de refrigeração por tais trocadores de calor e também para diminuir a diferença nas temperaturas entre a corrente de pressão reforçada e a corrente de ar principal nas extremidades frias de tais trocadores de calor.An example of a cryogenic grinding plant in which air serves as the pressure boosting fluid can be seen in United States Patent Application, Publication No. 2008/0307828. In this order, the air is compressed and purified. Part of the resulting purified and compressed air is cooled into the lower pressure heat exchanger and then introduced into the upper pressure column as a main air stream. The upper pressure column is thermally connected to a lower pressure column by a condenser annealing boiler. The condenser annealing boiler condenses the nitrogen-rich steam from the top column of the upper pressure column as opposed to vaporization of the oxygen-rich liquid from the column bottom stream formed in the lower pressure column. Part of an oxygen-rich liquid stream composed of oxygen-rich liquid from the bottom column of the lower pressure column may be pumped to form a pumped liquid oxygen stream and part of the condensed nitrogen-rich steam may also be pumped to produce the pumped liquid nitrogen stream. The pumped liquid oxygen stream and the pumped nitrogen liquid stream are then heated in a higher pressure heat exchanger by indirect heat exchange with the reinforced pressure stream which is formed by compressing another part of the purified compressed air. in a booster compressor. The reinforced current is liquefied, expanded and introduced into the upper and lower pressure columns. A thermal equilibrium current composed of a residual nitrogen stream produced in the lower pressure column is introduced into both the lower pressure heat exchanger and the upper pressure heat exchanger to inhibit the final hot cooling losses by such heat exchangers and also to decrease the difference in temperatures between the reinforced pressure stream and the main air stream at the cold ends of such heat exchangers.

Em qualquer instalaçao de retificação criogênica, a refrigeração deve ser conferida por tais razões como perdas finais quentes nos trocadores de calor, escapamento de calor na instalação e para produzir líquidos. No trocador de calor de pressão superior, a magnitude da diferença de temperatura da extremidade quente entre a corrente reforçada sendo esfriada versus a corrente ou correntes líquidas vaporizadas sendo aquecidas, representa uma perda de tal refrigeração. De modo a superar tal perda de refrigeração, mais refrigeração deve ser introduzida na instalação. No pedido de patente publicada, debatido acima, esta refrigeração pode ser produzida pela introdução de mais outra parte do ar comprimido e purificado em um compressor reforçador, que parcialmente esfria tal ar no trocador de calor de pressão superior e inferior e depois, pela introdução da corrente parcialmente esfriada em um turbodilatador para gerar a refrigeração em uma corrente de descarga que pode ser introduzida na coluna de pressão superior ou na coluna de pressão inferior. Quanto maior o grau de refrigeração que é requerido para uma instalação, tanto maior a energia que será expandida no compressor reforçador associado. Visto que o gasto de energia total é uma importante consideração no custo de produção em uma instalação de retificação criogênica, é desejável minimizar as necessidades de energia para a instalação. Como será debatido, entre outras vantagens, a presente invenção fornece um método e uma instalação de retificação criogênica para a condução de um tal método em que as diferenças de temperatura da extremidade quente produzidas no trocador de calor de pressão superior são reduzidas para diminuir as necessidades de refrigeração e, portanto, os custos envolvidos na operação da instalação.In any cryogenic grinding installation, cooling should be provided for such reasons as hot final losses in heat exchangers, heat leakage in the installation and to produce liquids. In the upper pressure heat exchanger, the magnitude of the temperature difference of the hot end between the reinforced current being cooled versus the vaporized liquid stream or currents being heated represents a loss of such cooling. In order to overcome such loss of cooling, more cooling must be introduced into the installation. In the published patent application discussed above, this refrigeration can be produced by introducing a further portion of the purified compressed air into a booster compressor which partially cools such air into the upper and lower pressure heat exchanger and then by introducing the partially cooled stream in a turbodilator to generate cooling in a discharge stream that can be fed into the upper or lower pressure column. The greater the degree of cooling that is required for an installation, the greater the energy that will be expanded in the associated booster compressor. Since total energy expenditure is an important consideration in the cost of production in a cryogenic rectification facility, it is desirable to minimize the energy requirements for the facility. As will be discussed, among other advantages, the present invention provides a method and a cryogenic grinding installation for conducting such a method wherein the hot end temperature differences produced in the upper pressure heat exchanger are reduced to decrease the requirements. and therefore the costs involved in operating the facility.

Sumário da InvençãoSummary of the Invention

A presente invenção, em um aspecto, fornece um método para separar uma mistura que compreende nitrogênio e oxigênio. De acordo com este aspecto da presente invenção, um processo de retificação criogênico é conduzido o qual compreende compressão, purificação, esfriamento e destilação da mistura em oxigênio com frações ricas em nitrogênio e ricas em oxigênio que confere refrigeração no processo de retificação criogênico e que produz pelo menos uma corrente de produto pressurizada mediante o bombeamento e aquecimento de pelo menos parte de uma das frações ricas em nitrogênio e ricas em oxigênio em um estado líquido.The present invention, in one aspect, provides a method for separating a mixture comprising nitrogen and oxygen. In accordance with this aspect of the present invention, a cryogenic rectification process is conducted which comprises compression, purification, cooling and distillation of the oxygen mixture with nitrogen-rich and oxygen-rich fractions which provides cooling in the cryogenic rectification process and which produces at least one pressurized product stream by pumping and heating at least part of one of the nitrogen-rich and oxygen-rich fractions in a liquid state.

O processo de retificação criogênico é conduzido de modo a produzir uma corrente de pressão reforçada e uma corrente de troca de calor e o processo de retificação criogênico utiliza uma disposição de trocador de calor agrupada tendo um trocador de calor de pressão inferior para o esfriamento de pelo menos parte da mistura e um trocador de calor de pressão superior para o aquecimento de pelo menos parte de uma das frações ricas em nitrogênio e ricas em oxigênio. A corrente de pressão reforçada e a corrente de troca de calor são introduzidas no trocador de calor de pressão superior na troca de calor indireta com a pelo menos parte de uma das frações ricas em oxigênio e ricas em nitrogênio. A corrente de troca de calor é parcialmente esfriada no trocador de calor de pressão superior, diminuindo assim uma diferença de temperatura da extremidade quente dentro do trocador de calor de pressão superior e, portanto, a refrigeração requerida a ser conferida ao processo de retificação criogênico. A corrente de pressão reforçada é esfriada dentro do trocador de calor de pressão superior e a corrente de troca de calor é ainda esfriada no trocador de calor de pressão inferior.The cryogenic rectification process is conducted to produce a reinforced pressure current and heat exchange current and the cryogenic rectification process utilizes a grouped heat exchanger arrangement having a lower pressure heat exchanger for cooling the hair. less part of the mixture and a higher pressure heat exchanger for heating at least part of one of the nitrogen rich and oxygen rich fractions. Reinforced pressure current and heat exchange current are introduced into the upper pressure heat exchanger in indirect heat exchange with at least part of one of the oxygen-rich and nitrogen-rich fractions. The heat exchange current is partially cooled in the upper pressure heat exchanger, thereby decreasing a temperature difference of the hot end within the upper pressure heat exchanger and thus the cooling required to be imparted to the cryogenic rectification process. The reinforced pressure current is cooled within the upper pressure heat exchanger and the heat exchange current is further cooled in the lower pressure heat exchanger.

A reduçao da diferença de temperatura da extremidade quente dentro do trocador de calor de pressão superior reduz as perdas de refrigeração para por sua vez diminuir a quantidade de refrigeração que é requerida para o processo de retificação criogênico. A diminuição da necessidade de refrigeração traduz em uma redução no consumo de energia da instalação devido às necessidades mais baixas de compressão para gerar a refrigeração em primeiro lugar. Como aqui usado e nas reivindicações, o termo "parcialmente esfriado" significa esfriado para uma temperatura intermediária as temperaturas que podem ser alcançadas nas extremidades quentes e frias de um trocador de calor. O termo "completamente esfriado" como aqui usado e nas reivindicações significa esfriado para uma temperatura da extremidade fria de um trocador de calor e "completamente aquecido" significa aquecido para uma temperatura da extremidade quente do trocador de calor.Reducing the temperature difference of the hot end within the upper pressure heat exchanger reduces cooling losses to in turn decrease the amount of cooling that is required for the cryogenic grinding process. Reducing the need for cooling translates into a reduction in the energy consumption of the facility due to lower compression needs to generate cooling in the first place. As used herein and in the claims, the term "partially cooled" means cooled to an intermediate temperature the temperatures that can be reached at the hot and cold ends of a heat exchanger. The term "fully cooled" as used herein and in the claims means cooled to a cold end temperature of a heat exchanger and "fully heated" means heated to a hot end temperature of the heat exchanger.

O processo de retificação criogênico pode gerar uma corrente de vapor rico em nitrogênio que é dividida em duas correntes de vapor rico em nitrogênio que são completamente aquecidas dentro do trocador de calor de pressão superior e do trocador de calor de pressão inferior de modo a equilibrar as temperaturas da extremidade quente do trocador de calor de pressão superior e do trocador de calor de pressão inferior. A mistura pode ser ar e em tal caso, uma corrente de alimentação composta do ar, após ter sido comprimido e purificado, é dividida em uma primeira corrente de ar comprimido subsidiária; uma segunda corrente de ar comprimido subsidiária e uma terceira corrente de ar comprimido subsidiária. A primeira corrente de ar comprimido subsidiária é completamente esfriada dentro do trocador de calor de pressão inferior, pelo menos parte da segunda corrente de ar comprimido subsidiária é ainda comprimida para formar a corrente de pressão reforcada que forma uma corrente de ar líquido após ter sido completamente esfriada dentro do trocador de calor de pressão superior e a corrente de troca de calor é a terceira corrente de ar comprimido subsidiária. Uma primeira parte da segunda corrente de ar comprimido subsidiária pode ser ainda comprimida para produzir a corrente de ar de pressão reforçada e uma segunda parte da terceira corrente de ar comprimido subsidiária pode ser ainda comprimida para uma pressão abaixo daquela da corrente de ar de pressão reforçada e é, por conseguinte, comprimida ainda mais, parcialmente esfriada dentro do trocador de calor de pressão superior e introduzida dentro de um turbodilatador para produzir a corrente de descarga. A corrente de descarga é introduzida dentro da coluna de destilação para conferir pelo menos parte da refrigeração no processo de retificação criogênico.The cryogenic rectification process can generate a nitrogen-rich vapor stream that is divided into two nitrogen-rich steam streams that are completely heated within the upper pressure heat exchanger and the lower pressure heat exchanger to balance the hot end temperatures of the upper pressure heat exchanger and the lower pressure heat exchanger. The mixture may be air and in such a case, a composite air supply stream, after being compressed and purified, is divided into a first subsidiary compressed air stream; a second subsidiary compressed air stream and a third subsidiary compressed air stream. The first subsidiary compressed air stream is completely cooled within the lower pressure heat exchanger, at least part of the second subsidiary compressed air stream is further compressed to form the reinforced pressure stream forming a liquid air stream after it has been completely cooled. cooled within the upper pressure heat exchanger and the heat exchange current is the third subsidiary compressed air stream. A first part of the second subsidiary compressed air stream may be further compressed to produce the reinforced pressure air stream and a second part of the third subsidiary compressed air stream may be further compressed to a pressure below that of the reinforced pressure air stream. and is therefore further compressed, partially cooled into the upper pressure heat exchanger and introduced into a turbodilator to produce the discharge current. The discharge stream is introduced into the distillation column to provide at least part of the cooling in the cryogenic rectification process.

Em uma forma de realização específica da presente invenção, a mistura é destilada em uma coluna de pressão superior operativamente associada em uma conexão de transferência de calor com uma coluna de pressão inferior por um condensador-caldeira de recozer configurado para condensar uma corrente de topo da coluna rica em nitrogênio de pressão superior, removida da coluna de pressão superior, mediante novamente a ebulição de uma corrente de fundo da coluna de líquido rico em oxigênio da coluna de pressão inferior. A primeira corrente de ar comprimido subsidiária e a terceira corrente de ar comprimido subsidiária, após terem sido completamente esfriadas, são introduzidas dentro da coluna de pressão superior. A corrente de ar líquido é expandida e introduzida em pelo menos uma da coluna de pressão superior e da coluna de pressão inferior. Uma corrente de oxigênio líquido bruto composta de uma coluna de líquido da corrente de fundo da coluna de pressão superior é subesfriada, reduzida na pressão para aquela da coluna de pressão inferior e introduzida dentro da coluna de pressão inferior para outro refinamento. A primeira e segunda partes de uma corrente de líquido rico em nitrogênio de pressão superior, formadas a partir da condensação da corrente de topo da coluna rica em nitrogênio de pressão superior, são usadas para refluxo da coluna de pressão superior e da coluna de pressão inferior, respectivamente. A segunda das partes da corrente de líquido rico em nitrogênio de pressão superior é subesfriada, reduzida na pressão para aquela da coluna de pressão inferior antes de ser introduzida como o refluxo dentro da coluna de pressão inferior e a corrente de oxigênio líquido bruto e a segunda das partes da corrente de líquido rico em nitrogênio de baixa pressão são subesfriadas através da troca de calor indireta com uma corrente de topo da coluna rica em nitrogênio de pressão inferior retirada da coluna de pressão inferior. A pelo menos uma corrente líquida é uma de uma corrente enriquecida com oxigênio, composta da coluna de líquido rico em oxigênio da corrente de fundo da coluna de pressão inferior e uma terceira parte da corrente de líquido rico em nitrogênio de pressão superior.In a specific embodiment of the present invention, the mixture is distilled into an upper pressure column operatively associated in a heat transfer connection with a lower pressure column by an annealing condenser-boiler configured to condense a top current of the upper pressure nitrogen-rich column removed from the upper pressure column by re-boiling a bottom stream of the lower-pressure oxygen-rich liquid column. The first subsidiary compressed air stream and the third subsidiary compressed air stream, after being completely cooled, are introduced into the upper pressure column. The liquid air stream is expanded and fed into at least one of the upper pressure column and the lower pressure column. A gross liquid oxygen stream composed of a bottom column of the upper pressure column bottom stream is subcooled, reduced in pressure to that of the lower pressure column, and introduced into the lower pressure column for further refinement. The first and second parts of a higher pressure nitrogen rich liquid stream formed from the condensation of the upper pressure nitrogen rich column top stream are used for reflux of the upper pressure column and the lower pressure column. respectively. The second of the upper pressure nitrogen-rich liquid stream parts is subcooled, reduced in pressure to that of the lower pressure column before being introduced as reflux within the lower pressure column and the raw liquid oxygen stream and the second. parts of the low pressure nitrogen rich liquid stream are subcooled by indirect heat exchange with a lower pressure nitrogen rich column top stream withdrawn from the lower pressure column. The at least one liquid stream is one of an oxygen enriched stream, composed of the oxygen rich liquid column of the lower pressure column bottom stream and a third part of the upper pressure nitrogen rich liquid stream.

A corrente de topo da coluna rica em nitrogênio de pressão inferior pode ser dividida nas duas correntes de vapor rico em nitrogênio que são utilizadas para equilibrar as temperaturas da extremidade fria do trocador de calor de pressão superior e do trocador de calor de pressão inferior. A corrente de descarga é introduzida na coluna de pressão superior e a corrente de ar líquido é expandida em um dilatador de líquido.The lower pressure nitrogen-rich column top stream can be divided into the two nitrogen-rich steam streams that are used to balance the cold end temperatures of the upper pressure heat exchanger and the lower pressure heat exchanger. The discharge stream is introduced into the upper pressure column and the liquid air stream is expanded into a liquid dilator.

Em outro aspecto, a presente invenção fornece um mecanismo para separar uma mistura que compreende nitrogênio e oxigênio. De acordo com este aspecto da presente invenção, o mecanismo compreende uma instalação de retificação criogênica configurada para comprimir, purificar, esfriar e destilar a mistura em frações ricas em nitrogênio e ricas em oxigênio. A instalação de retificação criogênica possui pelo menos uma bomba para o bombeamento de pelo menos parte de uma corrente líquida composta de uma das frações ricas em nitrogênio e ricas em oxigênio no estado líquido e uma disposição de trocador de calor agrupada tendo o trocador de calor de pressão inferior configurado para esfriar pelo menos parte da mistura e um trocador de calor de pressão superior em comunicação de fluxo com a pelo menos uma bomba para o aquecimento de pelo menos parte da corrente líquida e produzindo assim uma corrente pressurizada de produto. Adicionalmente, um meio e fornecido para a produção de uma corrente de pressão reforçada, um meio é fornecido para a produção de uma corrente de troca de calor e um meio é fornecido para conceder refrigeração na instalação de retificação criogênica. O trocador de calor de pressão superior é conectado à corrente de pressão reforçada que produz o meio e à corrente de troca de calor que produzi o meio e é configurado para parcialmente esfriar a corrente de troca de calor por indiretamente trocar o calor da corrente de troca de calor com a pelo menos parte da corrente líquida, diminuindo assim uma diferença de temperatura da extremidade quente dentro do trocador de calor de pressão superior e, portanto, a refrigeração requerida a ser concedida à instalação de retificação criogênica e para esfriar a corrente de pressão reforçada por indiretamente trocar o calor da corrente de pressão reforçada com a pelo menos parte da corrente líquida. O trocador de calor de pressão inferior é conectado com o trocador de calor de pressão superior e é configurado para ainda esfriar a corrente de troca de calor após ter sido parcialmente esfriada dentro do trocador de calor de pressão superior.In another aspect, the present invention provides a mechanism for separating a mixture comprising nitrogen and oxygen. In accordance with this aspect of the present invention, the mechanism comprises a cryogenic grinding plant configured to compress, purify, cool and distill the mixture into nitrogen-rich and oxygen-rich fractions. The cryogenic rectifying plant has at least one pump for pumping at least part of a liquid stream composed of one of the nitrogen-rich and oxygen-rich fractions in the liquid state and a grouped heat exchanger arrangement having the heat exchanger of. lower pressure configured to cool at least part of the mixture and an upper pressure heat exchanger in flow communication with the at least one pump for heating at least part of the liquid stream and thereby producing a pressurized product stream. Additionally, a medium is provided for the production of a reinforced pressure stream, a medium is provided for the production of a heat exchange current, and a medium is provided for providing cooling in the cryogenic rectifying facility. The upper pressure heat exchanger is connected to the reinforced pressure current that produces the medium and the heat exchange current that produced the medium and is configured to partially cool the heat exchange current by indirectly changing the heat of the exchange current. with at least part of the liquid stream, thereby decreasing a temperature difference of the hot end within the upper pressure heat exchanger and thus the required cooling to be granted to the cryogenic rectifying facility and to cool the pressure stream. indirectly by indirectly exchanging the heat of the reinforced pressure stream with at least part of the liquid stream. The lower pressure heat exchanger is connected with the upper pressure heat exchanger and is configured to still cool the heat exchange current after it has been partially cooled within the upper pressure heat exchanger.

A instalação de retificação criogênica também pode ser configurada para gerar duas correntes de vapor rico em nitrogênio e o trocador de calor de pressão superior e o trocador de calor de pressão inferior também são configurados para receber e para completamente aquecer as duas correntes de vapor rico em nitrogênio de modo que as temperaturas da extremidade frias do trocador de calor de pressão superior e do trocador de calor de pressão inferior sejam equilibradas. A mistura pode ser ar e em tal caso, a instalação de retificação criogênica possui um compressor de ar principal e uma unidade de pré-purificação conectada ao compressor de ar principal para purificar o ar após ter sido comprimido. O meio de produção de pressão reforçada compreende um compressor reforçador conectado à unidade de pré-purificação e o trocador de calor de pressão inferior também é conectado à unidade de pré-purificação de modo que uma corrente de alimentação composta da mistura após ter sido comprimida no compressor de ar principal e purificada na unidade de pré-purificação é dividida em uma primeira corrente de ar comprimido subsidiária que é completamente esfriada no trocador de calor de pressão superior e uma segunda corrente de ar comprimido subsidiária que pelo menos em parte é ainda comprimida no compressor reforçador para formar a corrente de pressão reforçada e que forma uma corrente de ar líquido após ter sido completamente esfriada dentro do trocador de calor de pressão superior. O meio produtor de corrente de troca de calor compreende o trocador de calor de pressão superior também conectado à unidade de pré-purificação de modo que a corrente de alimentação após ter sido comprimida e purificada é ainda dividida em uma terceira corrente de ar comprimido subsidiária que forma a corrente de troca de calor. O compressor reforçador pode ser uma máquina de múltiplos estágios. Uma primeira parte da segunda corrente de ar comprimido subsidiária é descarregada a partir de um estágio final do compressor reforçador e forma a corrente de ar de pressão reforçada. O meio que concede a refrigeração, pelo menos em parte, compreende um outro compressor reforçador conectado a um estágio intermediário do compressor reforçador para ainda comprimir uma segunda parte da segunda corrente de ar comprimido subsidiária. O trocador de calor de pressão superior conectado ao outro compressor reforçador de modo que a segunda parte da terceira corrente de ar comprimido subsidiária, após ter sido ainda comprimida, é parcialmente esfriada dentro do trocador de calor de pressão superior e um turbodilatador é conectado ao trocador de calor de pressão superior para dilatar a primeira parte da segunda corrente de ar comprimido subsidiária e assim produzir uma corrente de descarga. O turbodilatador é conectado à coluna de destilação de modo que a corrente de descarga é introduzida na coluna de destilação.The cryogenic rectifying facility can also be configured to generate two nitrogen-rich steam streams and the upper pressure heat exchanger and lower pressure heat exchanger are also configured to receive and completely heat the two nitrogen-rich steam streams. nitrogen so that the cold end temperatures of the upper pressure heat exchanger and the lower pressure heat exchanger are balanced. The mixture may be air and in such a case the cryogenic rectifying plant has a main air compressor and a pre-purification unit connected to the main air compressor to purify the air after it has been compressed. The reinforced pressure producing means comprises a booster compressor connected to the pre-purification unit and the lower pressure heat exchanger is also connected to the pre-purification unit such that a feed stream composed of the mixture after it has been compressed into the pre-purification unit. Main and purified air compressor in the pre-purification unit is divided into a first subsidiary compressed air stream which is completely cooled in the upper pressure heat exchanger and a second subsidiary compressed air stream which at least in part is further compressed in the booster compressor to form the reinforced pressure stream and forming a liquid air stream after it has been completely cooled within the upper pressure heat exchanger. The heat exchange stream producing means comprises the upper pressure heat exchanger also connected to the pre-purification unit so that the feed stream after being compressed and purified is further divided into a third subsidiary compressed air stream which forms the heat exchange current. The booster compressor can be a multistage machine. A first part of the second subsidiary compressed air stream is discharged from a final stage of the booster compressor and forms the reinforced pressure air stream. The cooling granting means, at least in part, comprises another booster compressor connected to an intermediate stage of the booster compressor to further compress a second portion of the second subsidiary compressed air stream. The upper pressure heat exchanger is connected to the other booster compressor so that the second portion of the third subsidiary compressed air stream, after being further compressed, is partially cooled within the upper pressure heat exchanger and a turbodilator is connected to the heat exchanger. of higher pressure heat to expand the first part of the second subsidiary compressed air stream and thereby produce a discharge stream. The turbodilator is connected to the distillation column so that the discharge current is introduced into the distillation column.

A instalação de retificação criogênica pode ter uma coluna de pressão superior e uma coluna de pressão inferior para destilar a mistura. A coluna de pressão superior é operativamente associada em uma conexão de transferência de calor com a coluna de pressão inferior por um condensador- caldeira de recozer. pelo menos parte de uma corrente de topo da coluna rica em nitrogênio de pressão superior, descarregada da coluna de pressão superior, é condensada pela re-ebulição de uma coluna de líquido rico em oxigênio da corrente de fundo da coluna de pressão inferior. O trocador de calor de pressão inferior é conectado à coluna de pressão superior de modo que a primeira corrente de ar comprimido subsidiária e a segunda corrente de ar comprimido subsidiária são introduzidas na coluna de pressão superior. O trocador de calor de pressão superior está em comunicação de fluxo com pelo menos um da coluna de pressão superior e da coluna de pressão inferior de modo que a corrente de ar líquido é introduzida em pelo menos uma da coluna de pressão superior e da coluna de pressão inferior. Um dispositivo de expansão é posicionado entre o trocador de calor de pressão superior e a pelo menos uma da coluna de pressão superior e da coluna de pressão inferior para dilatar a corrente de ar líquido. A coluna de pressão superior é conectada à coluna de pressão inferior de modo que uma corrente de oxigênio líquido bruto composta da coluna de líquido da corrente de fundo da coluna de pressão superior é introduzida na coluna de pressão inferior de modo a ser ainda refinada e a primeira e a segunda partes de uma corrente de líquido rico em nitrogênio de pressão superior, formada da condensação da corrente de topo rica em nitrogênio de pressão superior, são introduzidas na coluna de pressão superior e na coluna de pressão inferior, respectivamente, como refluxo. Um subrefrigerador, posicionado entre a coluna de pressão inferior e o trocador de calor de pressão inferior, ou incorporado no trocador de calor de pressão inferior, é configurado para subesfriar a corrente de oxigênio líquido bruto e a segunda das partes da corrente de líquido rico em nitrogênio de pressão superior. As válvulas de expansão estão localizadas entre o subrefrigerador e a coluna de pressão inferior para dilatar a corrente de oxigênio líquido bruto e a segunda das partes da corrente de líquido rico em nitrogênio de pressão superior antes da sua introdução na coluna de pressão inferior. O subrefrigerador é conectado à coluna de pressão inferior de modo que uma corrente de topo da coluna rica em nitrogênio de pressão inferior descarregada da coluna de pressão inferior passa em troca de calor indireta com a corrente de oxigênio líquido bruto e a segunda das partes da corrente de líquido rico em nitrogênio de pressão superior e a pelo menos uma corrente de líquido é uma corrente rica em oxigênio, composta da coluna de líquido rico em oxigênio da corrente de fundo da coluna da coluna de pressão inferior ou uma terceira parte da corrente de líquido rico em nitrogênio de pressão superior.The cryogenic grinding plant may have an upper pressure column and a lower pressure column to distill the mixture. The upper pressure column is operatively associated in a heat transfer connection to the lower pressure column by an annealing condenser-boiler. at least part of an upper pressure nitrogen rich column top stream discharged from the upper pressure column is condensed by re-boiling an oxygen rich liquid column from the lower pressure column bottom stream. The lower pressure heat exchanger is connected to the upper pressure column so that the first subsidiary compressed air stream and the second subsidiary compressed air stream are introduced into the upper pressure column. The upper pressure heat exchanger is in flow communication with at least one of the upper pressure column and the lower pressure column so that the liquid air stream is fed into at least one of the upper pressure column and the pressure column. lower pressure. An expansion device is positioned between the upper pressure heat exchanger and at least one of the upper pressure column and the lower pressure column to dilate the flow of liquid air. The upper pressure column is connected to the lower pressure column such that a gross liquid oxygen stream composed of the upper pressure liquid bottom column of the upper pressure column is introduced into the lower pressure column to be further refined and The first and second parts of a higher pressure nitrogen rich liquid stream formed from the condensation of the upper pressure nitrogen rich top stream are introduced into the upper pressure column and the lower pressure column respectively as reflux. A subcooler, positioned between the lower pressure column and the lower pressure heat exchanger, or incorporated into the lower pressure heat exchanger, is configured to subcool the raw liquid oxygen stream and the second of the liquid-rich stream parts. higher pressure nitrogen. Expansion valves are located between the subcooler and the lower pressure column to dilate the raw liquid oxygen stream and the second of the upper pressure nitrogen rich liquid stream portions prior to their introduction into the lower pressure column. The sub-cooler is connected to the lower pressure column so that a lower pressure nitrogen-rich column top current discharged from the lower pressure column passes indirect heat with the raw liquid oxygen stream and the second of the parts of the stream. of higher pressure nitrogen-rich liquid and at least one liquid stream is an oxygen-rich stream, composed of the oxygen-rich liquid column of the lower-pressure column column bottom stream or a third part of the liquid stream high pressure nitrogen rich.

O trocador de calor de pressão superior e o trocador de calor de pressão inferior podem ser conectados ao subrefrigerador de modo que a corrente de topo da coluna rica em nitrogênio de pressão inferior divide nas duas correntes de vapor rico em nitrogênio que são utilizadas para equilibrar as temperaturas da extremidade fria do trocador de calor de pressão superior e do trocador de calor de pressão inferior. Ainda o turbodilatador é conectado à coluna de pressão superior de modo que a corrente de descarga seja introduzida na coluna de pressão superior e o dispositivo de expansão é um dilatador de líquido.The upper pressure heat exchanger and the lower pressure heat exchanger can be connected to the sub-cooler so that the lower pressure nitrogen rich column top stream divides into the two nitrogen rich steam streams that are used to balance the cold end temperatures of the upper pressure heat exchanger and the lower pressure heat exchanger. Still the turbodilator is connected to the upper pressure column so that the discharge current is introduced into the upper pressure column and the expansion device is a liquid dilator.

Breve Descrição do DesenhoBrief Description of Drawing

Embora o relatório descritivo se conclua com as reivindicações distintamente mostrando a matéria objeto que o requerente considera com sua invenção, acredita-se que a invenção será mais bem compreendida quando tomada em conexão com a figura única acompanhante que ilustra um mecanismo para a realização de um método de acordo com a presente invenção.While the specification is clear from the claims clearly showing the subject matter which the applicant considers with his invention, it is believed that the invention will be better understood when taken in connection with the accompanying single figure illustrating a mechanism for making a method according to the present invention.

Descrição DetalhadaDetailed Description

Com referência à Figura única, uma instalação de retificação criogênica 1 de acordo com a presente invenção é ilustrada a qual é designada para criogenicamente retificar ar ou outra mistura que contenha nitrogênio e oxigênio em frações de nitrogênio e oxigênio como será debatido abaixo. Por exemplo, a alimentação para uma instalação de retificação criogênica da presente invenção pode ser derivada de outra instalação de separação de ar e como tal, a alimentação pode ser mais rica em oxigênio em uma concentração que é mais elevada do que o ar. Além disso, embora a presente invenção seja ilustrada em conexão com um sistema de coluna duplo tendo uma coluna de pressão superior operativamente associada com uma coluna de pressão inferior em uma conexão de transferência de calor em virtude de um condensador-caldeira de recozer para condensar uma corrente de topo da coluna de vapor rico em nitrogênio na coluna de pressão superior contra a vaporização de uma coluna de líquido rico em oxigênio da corrente de fundo da coluna de pressão inferior, a invenção não é limitada a uma tal disposição de coluna. A este respeito, a presente invenção tem aplicação a qualquer instalação de retificação criogênica que emprega uma disposição agrupada de trocadores de calor em que uma corrente de líquido enriquecida em uma composição separado, tipicamente, nitrogênio e oxigênio, é bombeada e depois aquecida em um trocador de calor de pressão superior para formar um produto pressurizado como um vapor de alta pressão ou como um fluido supercrítico.Referring to Figure 1, a cryogenic grinding plant 1 according to the present invention is illustrated which is designed to cryogenically grind air or other mixture containing nitrogen and oxygen into nitrogen and oxygen fractions as discussed below. For example, the feed for a cryogenic grinding facility of the present invention may be derived from another air separation facility and as such, the feed may be richer in oxygen at a concentration that is higher than air. Furthermore, while the present invention is illustrated in connection with a double column system having an upper pressure column operatively associated with a lower pressure column in a heat transfer connection by virtue of an annealing condenser-boiler to condense a Nitrogen-rich vapor column top stream in the upper pressure column against vaporization of an oxygen-rich liquid column from the lower pressure column bottom stream, the invention is not limited to such a column arrangement. In this regard, the present invention has application to any cryogenic grinding plant employing a pooled arrangement of heat exchangers in which a stream of liquid enriched in a separate composition, typically nitrogen and oxygen, is pumped and then heated in a heat exchanger. of higher pressure heat to form a pressurized product as a high pressure vapor or as a supercritical fluid.

Uma corrente de ar de alimentação 10 é comprimida em um compressor principal 12. Após a remoção do calor da compressão por um primeiro pós-esfriador 14, a corrente de ar de alimentação 10 é purificada dentro de uma unidade de pré-purificação 16 para produzir uma corrente de ar comprimido e purificada 17. Aqui é apropriado salientar que embora o pós- esfriador 14 seja mostrado como uma unidade separada, tais compressores como o compressor principal 12 podem ser máquinas de múltiplos estágios com esfriadores intermediários e um pós-esfriador instalado pelo fabricante como parte do compressor. Como tal, o pós-esfriador pode não ser uma unidade separada como ilustrado e em vez disso, pode ser parte do próprio compressor. Os comentários anteriores devem ser igualmente aplicáveis a qualquer uma das disposições de compressor e pós-esfriador debatidas mais acima. A unidade de pré-purificação pode conter leitos de adsorvente, por exemplo, adsorvente de peneira molecular de alumina ou carbono para adsorver as impurezas de alta ebulição contidas dentro do ar e, portanto, a corrente de ar de alimentação 10. Por exemplo, tais impurezas de alta ebulição igualmente conhecidas devem incluir vapor de água e dióxido de carbono que se congelarão e acumularão nas temperaturas de retificação baixas contempladas pelo mecanismo 1. Além disso, os hidrocarbonetos também podem ser adsorvidos os quais podem se acumular dentro dos líquidos ricos em oxigênio e desse modo apresentar um perigo para a segurança.A supply air stream 10 is compressed into a main compressor 12. After removal of heat from the compression by a first post cooler 14, the supply air stream 10 is purified within a pre-purification unit 16 to produce It is appropriate to point out that although post-cooler 14 is shown as a separate unit, such compressors as main compressor 12 may be multi-stage machines with intermediate coolers and a post-cooler installed by the compressor. manufacturer as part of the compressor. As such, the aftercooler may not be a separate unit as illustrated and may instead be part of the compressor itself. The foregoing comments should also apply to any of the above discussed compressor and aftercooler arrangements. The pre-purification unit may contain adsorbent beds, for example, alumina or carbon molecular sieve adsorbent to adsorb the high boiling impurities contained in the air and therefore the feed air stream 10. For example, such Also known high boiling impurities should include water vapor and carbon dioxide which will freeze and accumulate at the low rectification temperatures contemplated by mechanism 1. In addition, hydrocarbons may also be adsorbed which may accumulate within oxygen rich liquids. and thereby present a safety hazard.

Uma primeira corrente de ar comprimido subsidiária 18 é produzida a partir de uma primeira parte da corrente de ar comprimido e purificado 17. Um compressor reforçador 20 está em comunicação de fluxo com a unidade de purificação 16 para comprimir uma segunda corrente de ar comprimido subsidiária 22 formada a partir de uma segunda parte da corrente de ar comprimido e purificado 17 e um segundo pós-esfriador 23 é fornecido o qual é conectado ao compressor reforçador 20 para remover o calor de compressor da segunda corrente de ar comprimido subsidiária 22 após ter sido ainda comprimida. Isso forma uma corrente de pressão reforçada 24 tendo uma pressão mais elevada do que a primeira corrente de ar comprimido subsidiária 18. Deve ser observado que o compressor de ar principal IOeo compressor reforçador 20 são mostrados como unidades isoladas. No entanto, como é sabido na técnica, dois ou mais compressores podem ser instalados em paralelo para formar o compressor de ar principal 10 ou o compressor reforçador 20. Os dois compressores podem ser de tamanho igual ou tamanho desigual. Por exemplo, a capacidade pode ser dividida 70/30 ou 60/40 de modo a melhor atender a demanda de cliente. Tipicamente, a segunda corrente de ar comprimido subsidiária 22 terá um fluxo que varia entre cerca de 25 por cento e cerca de 40 por cento do fluxo da corrente de ar comprimido 17.A first subsidiary compressed air stream 18 is produced from a first part of the purified compressed air stream 17. A booster compressor 20 is in flow communication with the purification unit 16 to compress a second subsidiary compressed air stream 22. formed from a second part of the purified compressed air stream 17 and a second aftercooler 23 is provided which is connected to the booster compressor 20 to remove the compressor heat from the second subsidiary compressed air stream 22 after it has been further compressed. This forms a reinforced pressure stream 24 having a higher pressure than the first subsidiary compressed air stream 18. It should be noted that the main air compressor 10 and the reinforcing compressor 20 are shown as isolated units. However, as is known in the art, two or more compressors may be installed in parallel to form the main air compressor 10 or the booster compressor 20. The two compressors may be of equal size or unequal size. For example, capacity can be split 70/30 or 60/40 to better meet customer demand. Typically, the second subsidiary compressed air stream 22 will have a flow ranging from about 25 percent to about 40 percent of the compressed air stream flow 17.

Um trocador de calor de pressão superior 26 é conectado aos segundos pós-esfriadores 23 e 101 e um trocador de calor de pressão inferior 28 está em comunicação de fluxo com a unidade de purificação 16 para receber a primeira corrente de ar comprimido subsidiária 18. Tanto o trocador de calor de pressão superior 26 quanto o trocador de calor de pressão inferior 28 são preferivelmente de construção de alumínio soldado e consistem de camadas de lâminas de separação separadas por barras laterais para produzir passagens de fluxo para as correntes a serem aquecidas e esfriadas. Cada uma das passagens de fluxo é provida com estabilizadores também conhecidos na técnica para intensificar a área superficial com relação a transferência de calor dentro de ditos trocadores de calor. O trocador de calor de pressão superior 26 é assim chamado devido ao fato de que ele possui uma pressão de operação máxima permissível mais elevada quando comparada com o trocador de calor de pressão inferior 28. O trocador de calor de pressão superior 26 é configurado para completamente esfriar a corrente de pressão reforçada 24 para produzir uma corrente de ar líquido 30 e o trocador de calor de pressão inferior 28 é configurado para completamente esfriar a primeira corrente de ar comprimido subsidiária 18 para produzir uma corrente de ar de alimentação principal 32. Como pode ser observado, outros tipos de trocadores de calor podem ser usados, por exemplo, o trocador de calor de pressão superior 26 pode ser espiral, circuito impresso ou de construção estabilizada com placa de aço inoxidável. Além do mais, embora cada um do trocador de calor de pressão superior e do trocador de calor de pressão inferior 28 seja ilustrado como unidades isoladas, na prática, cada um pode consistir de vários trocadores de calor ligados entre si em paralelo.An upper pressure heat exchanger 26 is connected to the second post coolers 23 and 101 and a lower pressure heat exchanger 28 is in flow communication with the purification unit 16 to receive the first subsidiary compressed air stream 18. Both the upper pressure heat exchanger 26 and the lower pressure heat exchanger 28 are preferably of welded aluminum construction and consist of layers of separating blades separated by side bars to produce flow passages for the currents to be heated and cooled. Each of the flow passages is provided with stabilizers also known in the art for enhancing the surface area with respect to heat transfer within said heat exchangers. The upper pressure heat exchanger 26 is so named due to the fact that it has a higher maximum allowable operating pressure compared to the lower pressure heat exchanger 28. The upper pressure heat exchanger 26 is set to completely cooling the reinforced pressure stream 24 to produce a liquid air stream 30 and the lower pressure heat exchanger 28 is configured to completely cool the first subsidiary compressed air stream 18 to produce a main feed air stream 32. How can Note, other types of heat exchangers may be used, for example, the upper pressure heat exchanger 26 may be spiral, printed circuit or stainless steel plate stabilized construction. Furthermore, although each of the upper pressure heat exchanger and lower pressure heat exchanger 28 is illustrated as isolated units, in practice each may consist of several heat exchangers connected in parallel.

O trocador de calor de pressão inferior 28 terá uma maior área em corte transversal para o fluxo e um volume total maior do que o trocador de calor de pressão superior 26. Tipicamente a densidade média do trocador de calor de pressão superior 26 será maior do que o trocador de calor de pressão inferior 28 onde a densidade é o peso vazio dividido pelo volume. Uma densidade típica está ao redor de 1000 kg/m3. Uma pressão de operação típica do trocador de calor de pressão superior 26 está ao redor de 1200 psig (8,3 MPa) e maior.The lower pressure heat exchanger 28 will have a larger cross-sectional area for flow and a larger total volume than the upper pressure heat exchanger 26. Typically the average density of the upper pressure heat exchanger 26 will be greater than lower pressure heat exchanger 28 where density is empty weight divided by volume. A typical density is around 1000 kg / m3. A typical operating pressure of upper pressure heat exchanger 26 is around 1200 psig (8.3 MPa) and higher.

Uma unidade de separação de ar 34 é fornecida a qual possui uma coluna de pressão superior 36 operativãmente associada com uma coluna de pressão inferior 38 em uma conexão de transferência de calor por meio de um condesador-caldeira de recozer 50. Opcionalmente, a unidade de separação de ar 34 também pode incluir uma coluna de argônio que é conectada com a coluna de pressão inferior 38 para produzir um produto de argônio. Fica entendido que cada uma da coluna de pressão superior 36 e da coluna de pressão inferior 38 contém elementos de transferência de massa de líquido-vapor tais como pratos perfurados ou embalagens, aleatórias ou estruturadas. Tais elementos também conhecidos na técnica intensificam o contato de líquido-vapor das fases de líquido e vapor da mistura a ser separada em cada uma de tais colunas para os propósitos de retificação. A retificação do ar dentro de tais colunas de destilação produz frações ricas em nitrogênio e ricas em oxigênio do ar como a coluna rica em nitrogênio da corrente de topo da coluna de pressão superior 36 e uma coluna rica em nitrogênio da corrente de topo da coluna de pressão inferior 38, no curso de uma pressão mais baixa do que o vapor rico em nitrogênio produzido na coluna de pressão superior 36 e um líquido rico em oxigênio como uma coluna de líquido da corrente de fundo da coluna de pressão inferior 38. Como será debatido, as correntes destas frações podem ser diretamente tomadas como produtos ou condensadas e/ou pressurizadas e aquecidas para formar produtos da instalação de retificação criogênica 1.An air separation unit 34 is provided which has an upper pressure column 36 operatively associated with a lower pressure column 38 in a heat transfer connection via an annealing condenser-boiler 50. Optionally the Air separation 34 may also include an argon column that is connected to the lower pressure column 38 to produce an argon product. It is understood that each of the upper pressure column 36 and the lower pressure column 38 contains liquid-vapor mass transfer elements such as perforated plates or packages, random or structured. Such elements also known in the art enhance liquid-vapor contact of the liquid-vapor phases of the mixture to be separated in each of such columns for the purpose of rectification. Air rectification within such distillation columns yields nitrogen-rich and oxygen-rich fractions of air such as the nitrogen-rich column of the upper pressure column top stream 36 and a nitrogen-rich column of the column top flow current. lower pressure 38 in the course of a lower pressure than the nitrogen-rich vapor produced in the upper pressure column 36 and an oxygen-rich liquid as a bottom stream liquid column of the lower pressure column 38. How will be discussed , the streams of these fractions can be directly taken as products or condensed and / or pressurized and heated to form products of the cryogenic grinding plant 1.

A corrente de ar líquido 30 é expandida para uma pressão adequada para a sua introdução dentro da coluna de pressão superior 36 por meio de um turbodilatador de líquido 40. A energia do turbodilatador de líquido 40 pode ser recuperada e assim o turbodilatador de líquido pode gerar parte das necessidades de refrigeração para a instalação de retificação criogênica 1. Alternativamente, uma válvula de expansão pode ser usada (ou uma combinação das duas). Após ter sido dilatada, a corrente de ar líquido 30 é dividida em uma primeira corrente expandida subsidiária 42 e uma segunda corrente expandida subsidiária 44. A segunda corrente expandida subsidiária 44 é expandida por uma válvula de expansão 46 na pressão adequada para a sua introdução dentro da coluna de pressão inferior 38 como uma outra corrente expandida 47. Assim, tanto a primeira quanto a segunda correntes expandidas subsidiárias 42 e 44 são introduzidas em locais intermediários das colunas de pressão superior e inferior 36 e 38, respectivamente em seus pontos que devem igualar a composição da mistura sendo separada nas colunas. Fica compreendido, no entanto, que as formas de realização da presente invenção são possíveis em que a corrente de ar líquido 30 é introduzida na coluna de pressão superior 36 ou na coluna de pressão inferior 38.The liquid air stream 30 is expanded to a pressure suitable for its introduction into the upper pressure column 36 by means of a liquid turbodilator 40. The energy of liquid turbodilator 40 can be recovered and thus the liquid turbodilator can generate Part of the cooling requirements for cryogenic rectification installation 1. Alternatively, an expansion valve may be used (or a combination of both). After being dilated, the liquid air stream 30 is divided into a first subsidiary expanded stream 42 and a second subsidiary expanded stream 44. The second subsidiary expanded stream 44 is expanded by an expansion valve 46 at a pressure suitable for its introduction in. lower pressure column 38 as another expanded stream 47. Thus, both the first and second subsidiary expanded streams 42 and 44 are introduced at intermediate locations of the upper and lower pressure columns 36 and 38, respectively at their points which should equal the composition of the mixture being separated into the columns. It is understood, however, that embodiments of the present invention are possible wherein the liquid air stream 30 is introduced into the upper pressure column 36 or lower pressure column 38.

A retificação do ar dentro da coluna de pressão superior 36 produz uma corrente de fundo da coluna de oxigênio líquido bruto e uma corrente de topo da coluna de vapor rico em nitrogênio. Parte de uma corrente de topo da coluna de vapor rico em nitrogênio 48 é condensada no condensador-caldeira de recozer 50 em sentido oposto da vaporização de uma corrente de fundo da coluna rica em oxigênio que é produzida pela retificação que ocorre na coluna de pressão inferior. A este respeito, tal retificação também produz, dentro da coluna de pressão inferior 38, uma corrente de topo da coluna de vapor rico em nitrogênio. A condensação resultante produz uma corrente de líquido rico em nitrogênio 52. A primeira parte 54 da corrente de líquido rico em nitrogênio 52 é devolvida para a coluna de pressão superior 36 como refluxo. Uma segunda parte 56 é subesfriada dentro da unidade de subesfriamento 29 a qual conforme ilustrada é uma parte integral do trocador de calor de pressão inferior 28 mediante a provisão de passagens adequadas nesse particular. No entanto, como deve ser conhecido daqueles versados na técnica, a unidade de subesfriamento 29 pode de fato ser um trocador de calor separado ou trocadores de calor separados que operam em paralelo. A corrente de nitrogênio líquido subesfriada resultante 58 é depois ainda opcionalmente subdividida em partes 60 e 62. A parte 60 da corrente de nitrogênio líquido subesfriada 58 é depois expandida dentro de uma válvula de expansão 64 para uma pressão adequada para a sua introdução à coluna de pressão inferior 38 e depois introduzida dentro da coluna de pressão inferior 38 como refluxo. A parte 62 da corrente de nitrogênio líquido subesfriada 58 pode ser tomada como um produto líquido opcional. A destilação do ar produz uma corrente de fundo da coluna de oxigênio líquido bruto, também conhecido na técnica como líquido de caldeira, na coluna de pressão superior 36. Uma corrente de oxigênio líquido bruto 58 composto da corrente de fundo da coluna de oxigênio líquido bruto também é subesfriada dentro da unidade de subesfriamento 29 incorporada no trocador de calor de pressão inferior 28 e depois expandida em uma válvula de expansão 68 a ser introduzida na coluna de pressão inferior 38 para outro refinamento.Air rectification within the upper pressure column 36 produces a raw liquid oxygen column bottom stream and a nitrogen rich vapor column top stream. Part of a nitrogen-rich steam column top stream 48 is condensed in the annealing boiler condenser 50 in the opposite direction of vaporization of an oxygen-rich column bottom stream that is produced by the rectification that occurs in the lower pressure column. . In this regard, such rectification also produces within the lower pressure column 38 a nitrogen-rich vapor column top stream. The resulting condensation produces a nitrogen-rich liquid stream 52. The first part 54 of the nitrogen-rich liquid stream 52 is returned to the upper pressure column 36 as reflux. A second part 56 is subcooled within the subcooling unit 29 which as shown is an integral part of the lower pressure heat exchanger 28 by providing adequate passages therein. However, as should be known to those skilled in the art, the subcooling unit 29 may in fact be a separate heat exchanger or separate parallel heat exchangers. The resulting subcooled liquid nitrogen stream 58 is further optionally further subdivided into parts 60 and 62. Part 60 of the subcooled liquid nitrogen stream 58 is then expanded into an expansion valve 64 to a pressure suitable for its introduction into the column. lower pressure 38 and then introduced into the lower pressure column 38 as reflux. Part 62 of the subcooled liquid nitrogen stream 58 may be taken as an optional liquid product. Distillation of air produces a raw liquid oxygen column bottom stream, also known in the art as boiler liquid, in the upper pressure column 36. A raw liquid oxygen stream 58 composed of the raw liquid oxygen column bottom stream It is also subcooled within the subcooling unit 29 incorporated into the lower pressure heat exchanger 28 and then expanded into an expansion valve 68 to be introduced into the lower pressure column 38 for further refinement.

Uma corrente de vapor rico em nitrogênio 70 pode ser removida da corrente de topo da coluna de pressão inferior 38 que consiste da corrente de topo da coluna de vapor rico em nitrogênio de baixa pressão produzida como um resultado da dilatação que ocorre dentro da coluna de pressão inferior 38. Embora não ilustrada, como sabido na técnica, uma corrente de nitrogênio residual também pode ser removida abaixo da corrente de topo da coluna de pressão inferior 38 de modo a manter a pureza da corrente de vapor rico em nitrogênio 70 se a mesma for requerida em um produto resultante. Visto que isso não foi feito na forma de realização ilustrada, a corrente de vapor rico em nitrogênio 70 não é de pureza típica de produto em que ele é contaminado com quantidades mais elevadas de oxigênio do que uma corrente de produto de nitrogênio. A corrente de vapor rico em nitrogênio 70 é depois subdividida em duas correntes de vapor rico em nitrogênio subsidiárias 71 e 72. A corrente de vapor rico em nitrogênio subsidiária 71 é parcialmente aquecida na parte da unidade de subesfriamento do trocador de calor de pressão inferior 28 de modo a subesfriar a segunda parte 56 da corrente de líquido rico em nitrogênio 56 e da corrente de oxigênio líquido bruto 58. A corrente de vapor rico em nitrogênio subsidiária 71 é depois completamente aquecida dentro do trocador de calor de pressão inferior 28 para formar uma corrente de nitrogênio residual 73. Como ilustrado, a corrente de nitrogênio residual 73 pode ser usada para regenerar os leitos adsorventes dentro da unidade de pré-purificação 16 de uma maneira conhecida na técnica. A corrente de vapor rico em nitrogênio subsidiária é completamente aquecida no trocador de calor de pressão superior para formar a corrente de nitrogênio residual 74. As taxas de fluxo destas correntes são selecionadas para equilibrar a diferença de temperatura da extremidade fria do trocador de calor de pressão superior 26 e do trocador de calor de pressão inferior 28. A este respeito, se a temperatura da corrente de ar líquido 30 for muito elevada, o líquido produzido pelo turbodilatador de líquido 40 após a expansão na pressão de coluna produzirá muito vapor e como resultado, a destilação desejada não ocorrerá dentro das colunas de destilação.A nitrogen rich vapor stream 70 may be removed from the lower pressure column top stream 38 which consists of the low pressure nitrogen rich vapor column top stream produced as a result of the swelling occurring within the pressure column. Although not illustrated, as is known in the art, a residual nitrogen stream may also be removed below the top stream of the lower pressure column 38 so as to maintain the purity of the nitrogen rich steam stream 70 if it is. required in a resulting product. Since this was not done in the illustrated embodiment, the nitrogen rich vapor stream 70 is not of typical product purity where it is contaminated with higher amounts of oxygen than a nitrogen product stream. The nitrogen rich vapor stream 70 is then subdivided into two subsidiary nitrogen rich steam streams 71 and 72. The subsidiary nitrogen rich vapor stream 71 is partially heated in the lower pressure heat exchanger subcooling unit part 28. to subcool the second part 56 of the nitrogen-rich liquid stream 56 and the raw liquid oxygen stream 58. The subsidiary nitrogen-rich steam stream 71 is then completely heated within the lower pressure heat exchanger 28 to form a residual nitrogen stream 73. As illustrated, residual nitrogen stream 73 can be used to regenerate adsorbent beds within the pre-purification unit 16 in a manner known in the art. The subsidiary nitrogen-rich vapor stream is completely heated in the upper pressure heat exchanger to form residual nitrogen stream 74. The flow rates of these currents are selected to balance the temperature difference of the cold end of the pressure heat exchanger. 26 and lower pressure heat exchanger 28. In this regard, if the temperature of the liquid air stream 30 is too high, the liquid produced by the liquid turbodilator 40 after expansion in column pressure will produce a lot of steam and as a result , the desired distillation will not occur within the distillation columns.

Uma corrente de líquido rico em oxigênio 75, composta da coluna de líquido rico em oxigênio da corrente de fundo da coluna de pressão inferior 38, pode ser removida da coluna de pressão inferior 38. Uma primeira parte 76 da corrente de líquido rico em oxigênio 75 pode ser pressurizada por uma bomba 78 para produzir uma corrente de oxigênio líquido bombeada 80. Uma segunda parte 82 da corrente de líquido rico em oxigênio 75 pode opcionalmente ser tomada como um produto. A corrente de oxigênio líquido bombeada 80, as duas correntes de vapor rico em nitrogênio 71 e 72, e como será debatido, a segunda corrente de vapor de nitrogênio subsidiária 84 e a corrente de nitrogênio líquido bombeada 92 constituem as correntes de retorno da unidade de separação de ar 34 que são usadas para esfriar o ar de chegada dentro do trocador de calor de pressão superior 26 e do trocador de calor de pressão inferior 28. Como ilustrado, opcionalmente a corrente de vapor rico em nitrogênio 48 pode ser dividida em primeira e segunda corrente de vapor de nitrogênio subsidiária 82 e 84. A primeira corrente de vapor de nitrogênio subsidiária 82 é introduzida em um condensador-caldeira de recozer 50 e a segunda corrente de vapor de nitrogênio subsidiária 84 é totalmente aquecida dentro do trocador de calor de pressão inferior 28 e forma uma corrente de produto de nitrogênio 86. Uma terceira parte 88 da corrente de líquido rico em nitrogênio 52 pode opcionalmente ser bombeada em uma bomba 90 para produzir uma corrente de nitrogênio líquido bombeada 92 que é completamente aquecida dentro do trocador de calor de pressão superior 26 para produzir uma corrente de produto de nitrogênio pressurizado 94. Deve ser observado que se os produtos de nitrogênio pressurizados forem desejados em diferentes pressões, a corrente de nitrogênio líquido bombeada 92 pode ser subdividida e bombeada nas diferentes pressões. A corrente de oxigênio líquido bombeada 80 é de forma similar completamente aquecida dentro do trocador de calor de pressão superior 26 para produzir uma corrente de produto de oxigênio pressurizado 96.An oxygen-rich liquid stream 75, composed of the oxygen-rich liquid column of the lower pressure column bottom stream 38, may be removed from the lower pressure column 38. A first part 76 of the oxygen-rich liquid stream 75 may be pressurized by a pump 78 to produce a pumped liquid oxygen stream 80. A second part 82 of the oxygen rich liquid stream 75 may optionally be taken as a product. Pumped liquid oxygen stream 80, two nitrogen-rich vapor streams 71 and 72, and as will be discussed, the second subsidiary nitrogen vapor stream 84 and pumped liquid nitrogen stream 92 constitute the return currents of the air separation 34 which are used to cool the incoming air within the upper pressure heat exchanger 26 and the lower pressure heat exchanger 28. As illustrated, optionally the nitrogen rich vapor stream 48 may be split first and second subsidiary nitrogen vapor stream 82 and 84. The first subsidiary nitrogen vapor stream 82 is introduced into an annealing condenser-boiler 50 and the second subsidiary nitrogen vapor stream 84 is fully heated within the pressure heat exchanger. 28 and forms a nitrogen product stream 86. A third part 88 of the nitrogen rich liquid stream 52 may optionally be pumped into a pump 90 to produce a pumped liquid nitrogen stream 92 which is completely heated within the upper pressure heat exchanger 26 to produce a pressurized nitrogen product stream 94. It should be noted that if pressurized nitrogen products If desired at different pressures, the pumped liquid nitrogen stream 92 can be subdivided and pumped at the different pressures. The pumped liquid oxygen stream 80 is similarly completely heated within the upper pressure heat exchanger 26 to produce a pressurized oxygen product stream 96.

Como bem conhecido na técnica, qualquer instalação de retificação criogênica deve ser refrigerada por tais razões como superar as perdas de troca de calor da extremidade quente, escapamento de calor na caixa fria contendo as colunas de destilação e levar em conta a produção de produtos líquidos. Na instalação de retificação criogênica 1, uma parte 98 da segunda corrente de ar comprimido subsidiária 22 é extraída de um estágio intermediário do compressor reforçador 20 e depois, é ainda comprimida em um compressor reforçador 100. A parte 98 da segunda corrente de ar comprimido subsidiária 22 tipicamente estará entre cerca de 5 por cento e cerca de 20 por cento do fluxo do ar comprimido e purificado sendo descarregado da unidade de pré-purificação 16. Após a remoção do calor da compressão em um pós-esfriador 101, tal corrente é parcialmente esfriada dentro do trocador de calor de pressão superior 26 para produzir uma corrente parcialmente esfriada 103 que é introduzida dentro de um turbodilatador 14 para produzir uma corrente de descarga 105 que é introduzida dentro da coluna de pressão superior 36 para conceder a refrigeração requerida na instalação de retificação criogênica 1. Como deve ser conhecida na técnica, esta é apenas uma opção para conferir refrigeração dentro de uma instalação de retificação criogênica. Por exemplo, dependendo do produto fabricado desejado, a corrente de descarga pode ser introduzida na coluna de pressão inferior 38 ou uma corrente de nitrogênio residual pode ser expandida.As is well known in the art, any cryogenic rectifying plant should be refrigerated for such reasons as overcoming hot end heat exchange losses, heat leakage in the cold box containing the distillation columns and taking into account the production of liquid products. In the cryogenic grinding plant 1, a part 98 of the second subsidiary compressed air stream 22 is extracted from an intermediate stage of the booster compressor 20 and then further compressed into a reinforcing compressor 100. The part 98 of the second subsidiary compressed air stream 22 will typically be between about 5 percent and about 20 percent of the purified compressed air flow being discharged from the pre-purification unit 16. After removal of the heat from compression in a post-cooler 101, such current is partially cooled within the upper pressure heat exchanger 26 to produce a partially cooled current 103 which is introduced into a turbodilator 14 to produce a discharge current 105 which is introduced into the upper pressure column 36 to provide the required cooling in the power plant. cryogenic rectification 1. As should be known in the art, this is only an option for to provide cooling within a cryogenic rectification facility. For example, depending on the desired manufactured product, the discharge stream may be introduced into the lower pressure column 38 or a residual nitrogen stream may be expanded.

Como indicado acima, a corrente de pressão reforçada 24 é totalmente esfriada dentro do trocador de calor de pressão superior 26. Dito isto, as formas de realização são possíveis em que a corrente de pressão reforçada 24 é removida antes da extremidade fria do trocador de calor de pressão superior 26 e como tal, possui uma temperatura mais quente. Em qualquer caso, o propósito da corrente de pressão reforçada 24 é fornecer a parte principal da taxa de transferência de calor no aquecimento da corrente de oxigênio líquido bombeada 80 e da corrente de nitrogênio líquido bombeada 92 na produção da corrente de produto de nitrogênio pressurizado 94 e da corrente de oxigênio pressurizado 96. A este respeito, ambas as correntes de oxigênio e nitrogênio líquido bombeadas 80 e 92 podem ser pressurizadas em uma pressão supercrítica e após o aquecimento para temperaturas supercríticas, a corrente de nitrogênio do produto pressurizado resultante 94 e a corrente de oxigênio de produção pressurizado 96 devem ser fornecidas como fluidos supercríticos. No entanto, a presente invenção também contempla que tais fluidos devem ser pressurizados em pressões supercríticas e como tais, devem ser vaporizadas após o aquecimento para serem fornecidas como correntes de vapor de alta pressão. Deve ser observado que em vez da corrente de pressão reforçada 24 sendo derivada do ar, outros fluidos podem ser usados tais como argônio como mostrado na Patente US n2 4.345.925, debatida acima, em que a corrente de pressão reforçada circula em um circuito de troca de calor fechado.As indicated above, the reinforced pressure stream 24 is fully cooled within the upper pressure heat exchanger 26. That said, embodiments are possible where the reinforced pressure stream 24 is removed before the cold end of the heat exchanger. higher pressure 26 and as such has a warmer temperature. In any case, the purpose of the reinforced pressure stream 24 is to provide the major part of the heat transfer rate in heating the pumped liquid oxygen stream 80 and pumped liquid nitrogen stream 92 in producing the pressurized nitrogen product stream 94. and pressurized oxygen stream 96. In this regard, both pumped oxygen and liquid nitrogen streams 80 and 92 may be pressurized to supercritical pressure and upon heating to supercritical temperatures, the resulting pressurized product nitrogen stream 94 and the Pressurized production oxygen stream 96 must be supplied as supercritical fluids. However, the present invention also contemplates that such fluids must be pressurized to supercritical pressures and as such must be vaporized after heating to be supplied as high pressure vapor streams. It should be noted that instead of the reinforced pressure stream 24 being derived from air, other fluids may be used such as argon as shown in US Patent No. 4,345,925, discussed above, wherein the reinforced pressure stream circulates in a circuit. heat exchange closed.

Em todos os casos, no entanto, existe uma perda de refrigeração em relação a tais correntes de pressão reforçada tendo uma magnitude que aumenta com o gral de diferença de temperatura da extremidade quente. A diferença de temperatura da extremidade quente no caso do trocador de calor de pressão superior 26 é a diferença, como medida na sua extremidade quente, entre a temperatura média das correntes sendo esfriadas, isto é, corrente de pressão reforçada 24 e a parte 98 da segunda corrente de ar comprimido subsidiária 22 e a temperatura média das correntes sendo aquecidas, isto é, correntes de oxigênio e nitrogênio líquido bombeadas 94 e 96 e a corrente de vapor rico em nitrogênio subsidiária 72. Quanto maior o grau de tal diferença de temperatura da extremidade quente, tanto maior a quantidade de refrigeração que será requerida. Praticamente, no caso da instalação de retificação criogênica 1, a maior necessidade de refrigeração deve ser fornecida pelo compressor reforçador 100 e, portanto, um maior consumo de energia por tal compressor. De modo a diminuir a diferença de temperatura da extremidade quente, o grau de refrigeração requerido e, portanto, o consumo de energia, uma terceira corrente de ar comprimido subsidiária 106 é produzida da parte a corrente de ar comprimido e purificado 17. Tal corrente serve como uma corrente de troca de calor que é parcialmente esfriada dentro do trocador de calor de pressão superior 26 e depois ainda esfriada dentro do trocador de calor de pressão inferior 108 que pode ser combinada com a primeira corrente de ar comprimido subsidiária 18 dentro do trocador de calor de pressão inferior 28. A combinação das duas correntes não pode ser necessariamente realizada dentro do trocador de calor. Elas podem prosseguir separadamente para a coluna mais baixa. A corrente combinada resultante 110 pode ser ainda combinada com a corrente de descarga 105 e introduzida na coluna de pressão superior como uma corrente 112.In all cases, however, there is a loss of cooling relative to such reinforced pressure currents having a magnitude that increases with the temperature difference of the hot end. The temperature difference of the hot end in the case of the upper pressure heat exchanger 26 is the difference, as measured at its hot end, between the average temperature of the currents being cooled, ie reinforced pressure current 24 and part 98 of second subsidiary compressed air stream 22 and the average temperature of the currents being heated, that is, pumped oxygen and liquid nitrogen streams 94 and 96 and the subsidiary nitrogen rich vapor stream 72. The greater the degree of such temperature difference of the hot end, the greater the amount of cooling that will be required. Practically, in the case of cryogenic rectification installation 1, the greatest need for refrigeration must be provided by the booster compressor 100 and therefore a higher energy consumption by such compressor. In order to decrease the temperature difference of the hot end, the required degree of cooling and therefore the energy consumption, a third subsidiary compressed air stream 106 is produced from the compressed and purified air stream part 17. Such a stream serves as a heat exchange stream which is partially cooled within the upper pressure heat exchanger 26 and then further cooled within the lower pressure heat exchanger 108 which may be combined with the first subsidiary compressed air stream 18 within the heat exchanger. lower pressure heat 28. The combination of the two currents cannot necessarily be performed within the heat exchanger. They can proceed separately to the lower column. The resulting combined stream 110 may be further combined with the discharge stream 105 and fed into the upper pressure column as a stream 112.

Como deve ser conhecido, existem outras possibilidades para a formação de uma tal corrente de troca de calor. Por exemplo, uma parte da corrente de nitrogênio residual 73 pode ser comprimida e depois parcialmente esfriada dentro do trocador de calor de pressão superior 26 em vez da corrente de troca de calor ilustrada 106. Tal corrente pode depois ser ainda esfriada dentro do trocador de calor de pressão inferior 28 e depois introduzida em um local intermediário da coluna de pressão superior 36.As may be known, there are other possibilities for the formation of such a heat exchange current. For example, a portion of the residual nitrogen stream 73 may be compressed and then partially cooled within the upper pressure heat exchanger 26 instead of the illustrated heat exchange stream 106. Such a stream may then be further cooled within the heat exchanger. pressure 28 and then introduced at an intermediate location of the upper pressure column 36.

A seguinte tabela é um resumo de corrente derivada de um exemplo calculado da operação da instalação de retificação criogênica 1.The following table is a summary of current derived from a calculated example of the operation of the cryogenic rectifying plant 1.

TabelaTable

<table>table see original document page 24</column></row><table> <table>table see original document page 25</column></row><table><table> table see original document page 24 </column> </row> <table> <table> table see original document page 25 </column> </row> <table>

Como ocorreria para aqueles versados na técnica, embora a presente invenção tenha sido debatida em relação a uma forma de realização preferida, numerosas alterações, adição e omissões a tal forma de realização podem ser feitas de acordo com o espírito e escopo da presente invenção como apresentada nas reivindicações anexas.As would be appreciated by those skilled in the art, although the present invention has been discussed with respect to a preferred embodiment, numerous changes, addition and omissions to such embodiment may be made in accordance with the spirit and scope of the present invention as set forth. in the attached claims.

Claims (12)

1. Método para separar uma mistura que compreende nitrogênio e oxigênio, caracterizado pelo fato de que compreende: a condução de um processo de retificação criogênico compreendendo: compressão, purificação, esfriamento e destilação da mistura em oxigênio com frações ricas em nitrogênio e ricas em oxigênio, que confere refrigeração no processo de retificação criogênico e que produz pelo menos uma corrente de produto pressurizada mediante o bombeamento e aquecimento de pelo menos parte de uma das frações ricas em nitrogênio e ricas em oxigênio em um estado líquido; o processo de retificação criogênico sendo conduzido de modo a produzir uma corrente de pressão reforçada e uma corrente de troca de calor e o processo de retificação criogênico que utiliza uma disposição de trocador de calor agrupada tendo um trocador de calor de pressão inferior para o esfriamento de pelo menos parte da mistura e um trocador de calor de pressão superior para o aquecimento de pelo menos parte de uma das frações ricas em nitrogênio e ricas em oxigênio após ter sido bombeada; introdução da corrente de pressão reforçada e da corrente de troca de calor no trocador de calor de pressão superior na troca de calor indireta com a pelo menos parte de uma das frações ricas em nitrogênio e ricas em oxigênio; parcialmente esfriar a corrente de troca de calor no trocador de calor de pressão superior, diminuindo assim uma diferença de temperatura da extremidade quente dentro do trocador de calor de pressão superior e, portanto, a refrigeração requerida a ser conferida ao processo de retificação criogênico; esfriamento da corrente de pressão reforçada dentro do trocador de calor de pressão superior; e outro esfriamento da corrente de troca de calor no trocador de calor de pressão inferior após ter sido parcialmente esfriada no trocador de calor de pressão superior.Method for separating a mixture comprising nitrogen and oxygen, comprising: conducting a cryogenic rectification process comprising: compression, purification, cooling and distillation of the oxygen mixture with nitrogen rich and oxygen rich fractions , which provides cooling in the cryogenic rectification process and which produces at least one pressurized product stream by pumping and heating at least part of one of the nitrogen-rich and oxygen-rich fractions in a liquid state; the cryogenic rectification process being conducted to produce a reinforced pressure current and a heat exchange current and the cryogenic rectification process utilizing a grouped heat exchanger arrangement having a lower pressure heat exchanger for the cooling of at least part of the mixture and a higher pressure heat exchanger for heating at least part of one of the nitrogen-rich and oxygen-rich fractions after pumping; introducing the reinforced pressure current and the heat exchange current in the upper pressure heat exchanger into indirect heat exchange with at least part of one of the nitrogen rich and oxygen rich fractions; partially cooling the heat exchange current in the upper pressure heat exchanger, thereby decreasing a temperature difference of the hot end within the upper pressure heat exchanger and thus the cooling required to be imparted to the cryogenic rectification process; cooling of the reinforced pressure stream within the upper pressure heat exchanger; and further cooling of the heat exchange current in the lower pressure heat exchanger after it has been partially cooled in the upper pressure heat exchanger. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processo de retificação criogênico gera uma corrente de vapor rico em nitrogênio que é dividida em duas correntes de vapor rico em nitrogênio que são completamente aquecidas dentro do trocador de calor de pressão superior e do trocador de calor de pressão inferior de modo a equilibrar as temperaturas da extremidade fria do trocador de calor de pressão superior e do trocador de calor de pressão inferior.Method according to claim 1, characterized in that the cryogenic rectification process generates a nitrogen-rich vapor stream which is divided into two nitrogen-rich vapor streams which are completely heated within the pressure heat exchanger. upper and lower pressure heat exchanger to balance the cold end temperatures of the upper pressure heat exchanger and the lower pressure heat exchanger. 3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que: a mistura é ar; uma corrente de alimentação composta do ar após ter sido comprimido e purificado é dividida em uma primeira corrente de ar comprimido subsidiária; uma segunda corrente de ar comprimido subsidiária e uma terceira corrente de ar comprimido subsidiária; a primeira corrente de ar comprimido subsidiária é completamente esfriada dentro do trocador de calor de pressão inferior; pelo menos parte da segunda corrente de ar comprimido subsidiária é ainda comprimida para formar a corrente de pressão reforçada e forma uma corrente de ar líquido após ter sido completamente esfriada dentro do trocador de calor de pressão superior; e a corrente de troca de calor é a terceira corrente de ar comprimido subsidiária.Method according to claim 1 or claim 2, characterized in that: the mixture is air; a composite air supply stream after it has been compressed and purified is divided into a first subsidiary compressed air stream; a second subsidiary compressed air stream and a third subsidiary compressed air stream; the first subsidiary compressed air stream is completely cooled within the lower pressure heat exchanger; at least part of the second subsidiary compressed air stream is further compressed to form the reinforced pressure stream and forms a liquid air stream after it has been completely cooled within the upper pressure heat exchanger; and the heat exchange stream is the third subsidiary compressed air stream. 4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que: uma primeira parte da segunda corrente de ar comprimido subsidiária é ainda comprimida para produzir a corrente de ar de pressão reforçada; uma segunda parte da terceira corrente de ar comprimido subsidiária é ainda comprimida para uma pressão abaixo daquela da corrente de ar de pressão reforçada e é, por conseguinte, comprimida ainda mais, parcialmente esfriada dentro do trocador de calor de pressão superior e introduzida dentro de um turbodilatador para produzir uma corrente de descarga; a corrente de descarga é introduzida dentro da coluna de destilação para conferir pelo menos parte da refrigeração no processo de retificação criogênico.Method according to claim 3, characterized in that: a first part of the second subsidiary compressed air stream is further compressed to produce the reinforced pressure air stream; a second portion of the third subsidiary compressed air stream is further compressed to a pressure below that of the reinforced pressure air stream and is therefore further compressed, partially cooled into the upper pressure heat exchanger and introduced into a turbodilator to produce a discharge current; The discharge stream is introduced into the distillation column to provide at least part of the cooling in the cryogenic rectification process. 5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que: a mistura é destilada em uma coluna de pressão superior operativamente associada em uma conexão de transferência de calor com uma coluna de pressão inferior por um condensador-caldeira de recozer configurado para condensar uma corrente de topo da coluna rica em nitrogênio de pressão superior, removida da coluna de pressão superior, mediante a re-ebulição de uma coluna de líquido rico em oxigênio da corrente de fundo da coluna de pressão inferior; a primeira corrente de ar comprimido subsidiária e a terceira corrente de ar comprimido subsidiária, após terem sido completamente esfriadas, são introduzidas dentro da coluna de pressão superior; a corrente de ar líquido é expandida e introduzida em pelo menos uma da coluna de pressão superior e da coluna de pressão inferior; uma corrente de oxigênio líquido bruto composta de uma coluna de líquido da corrente de fundo da coluna de pressão superior é subesfriada, reduzida na pressão para aquela da coluna de pressão inferior e introduzida dentro da coluna de pressão inferior para outro refinamento; a primeira e segunda partes de uma corrente de líquido rico em nitrogênio de pressão superior, formadas a partir da condensação da corrente de topo da coluna rica em nitrogênio de pressão superior, são usadas para refluxo da coluna de pressão superior e da coluna de pressão inferior, respectivamente; a segunda das partes da corrente de líquido rico em nitrogênio de pressão superior é subesfriada, reduzida na pressão para aquela da coluna de pressão inferior antes de ser introduzida como o refluxo dentro da coluna de pressão inferior; a corrente de oxigênio líquido bruto e a segunda das partes da corrente de líquido rico em nitrogênio de pressão superior são subesfriadas através da troca de calor indireta com uma corrente de topo da coluna rica em nitrogênio de pressão inferior retirada da coluna de pressão inferior; a pelo menos uma corrente de líquido é aquela de uma corrente enriquecida com oxigênio, composta da coluna de líquido rico em oxigênio da corrente de fundo da coluna de pressão inferior e uma terceira parte da corrente de líquido rico em nitrogênio de pressão superior.Method according to claim 4, characterized in that: the mixture is distilled into an upper pressure column operatively associated in a heat transfer connection with a lower pressure column by an annealing condenser-boiler configured to condensing an upper-pressure nitrogen-rich column top stream removed from the upper-pressure column by re-boiling an oxygen-rich liquid column from the lower-pressure column bottom stream; the first subsidiary compressed air stream and the third subsidiary compressed air stream, after being completely cooled, are introduced into the upper pressure column; the liquid air stream is expanded and fed into at least one of the upper pressure column and the lower pressure column; a gross liquid oxygen stream composed of one bottom column liquid stream from the upper pressure column is subcooled, reduced in pressure to that of the lower pressure column and introduced into the lower pressure column for further refinement; The first and second parts of a higher pressure nitrogen-rich liquid stream formed from the condensation of the upper pressure nitrogen-rich column top stream are used for reflux of the upper pressure column and the lower pressure column. respectively; the second part of the upper pressure nitrogen-rich liquid stream is subcooled, reduced in pressure to that of the lower pressure column before being introduced as reflux within the lower pressure column; the raw liquid oxygen stream and the second of the upper pressure nitrogen-rich liquid stream parts are subcooled by indirect heat exchange with a lower pressure nitrogen-rich column top stream withdrawn from the lower pressure column; at least one liquid stream is that of an oxygen enriched stream composed of the oxygen rich liquid column of the lower pressure column bottom stream and a third part of the upper pressure nitrogen rich liquid stream. 6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que: a corrente de topo da coluna rica em nitrogênio de pressão inferior é dividida nas duas correntes de vapor rico em nitrogênio que são utilizadas para equilibrar as temperaturas da extremidade fria do trocador de calor de pressão superior e do trocador de calor de pressão inferior; a corrente de descarga é introduzida na coluna de pressão superior; e a corrente de ar líquido é expandida em um dilatador de líquido.Method according to claim 5, characterized in that: the top stream of the lower pressure nitrogen-rich column is divided into the two nitrogen-rich steam streams which are used to balance the cold end temperatures of the exchanger. upper pressure heat exchanger and lower pressure heat exchanger; the discharge current is introduced into the upper pressure column; and the liquid air stream is expanded into a liquid dilator. 7. Mecanismo para separar uma mistura que compreende nitrogênio e oxigênio, caracterizado pelo fato de que compreende: uma instalação de retificação criogênica configurada para comprimir, purificar, esfriar e destilar a mistura em frações ricas em nitrogênio e ricas em oxigênio; a instalação de retificação criogênica tendo pelo menos uma bomba para o bombeamento de pelo menos parte de uma corrente líquida composta de uma das frações ricas em nitrogênio e ricas em oxigênio no estado líquido, uma disposição de trocador de calor agrupada tendo o trocador de calor de pressão inferior configurado para esfriar pelo menos parte da mistura e um trocador de calor de pressão superior em comunicação de fluxo com a pelo menos uma bomba para o aquecimento de pelo menos parte da corrente líquida e produzindo assim uma corrente pressurizada de produto, meio para a produção de uma corrente de pressão reforçada, meio para a produção de uma corrente de troca de calor, e meio para conceder refrigeração na instalação de retificação criogênica; o trocador de calor de pressão superior conectado à corrente de pressão reforçada que produz o meio e à corrente de troca de calor que produzi o meio e configurado para parcialmente esfriar a corrente de troca de calor por indiretamente trocar o calor da corrente de troca de calor com a pelo menos parte da corrente líquida, diminuindo assim uma diferença de temperatura da extremidade quente dentro do trocador de calor de pressão superior e, portanto, a refrigeração requerida a ser concedida à instalação de retificação criogênica e para esfriar a corrente de pressão reforçada por indiretamente trocar o calor da corrente de pressão reforçada com a pelo menos parte da corrente líquida; e o trocador de calor de pressão inferior conectado com o trocador de calor de pressão superior e configurado para ainda esfriar a corrente de troca de calor após ter sido parcialmente esfriada dentro do trocador de calor de pressão superior.7. Mechanism for separating a mixture comprising nitrogen and oxygen, characterized in that it comprises: a cryogenic grinding plant configured to compress, purify, cool and distill the mixture into nitrogen-rich and oxygen-rich fractions; the cryogenic rectifying plant having at least one pump for pumping at least part of a liquid stream composed of one of the nitrogen-rich and oxygen-rich fractions in the liquid state, a grouped heat exchanger arrangement having the heat exchanger of lower pressure configured to cool at least part of the mixture and a higher pressure heat exchanger in flow communication with the at least one pump for heating at least part of the liquid stream and thereby producing a pressurized product stream, medium for producing a reinforced pressure stream, means for producing a heat exchange stream, and means for providing cooling in the cryogenic rectification facility; the upper pressure heat exchanger connected to the reinforced pressure stream producing the medium and the heat exchange stream that produced the medium and configured to partially cool the heat exchange stream by indirectly exchanging heat from the heat exchange stream with at least part of the liquid stream, thereby decreasing a temperature difference of the hot end within the upper pressure heat exchanger and thus the required cooling to be granted to the cryogenic rectifying facility and to cool the pressure stream reinforced by indirectly exchanging the heat of the reinforced pressure stream with at least part of the liquid stream; and the lower pressure heat exchanger connected with the upper pressure heat exchanger and configured to further cool the heat exchange current after it has been partially cooled within the upper pressure heat exchanger. 8. Mecanismo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a instalação de retificação criogênica também é configurada para gerar duas correntes de vapor rico em nitrogênio e o trocador de calor de pressão superior e o trocador de calor de pressão inferior também são configurados para receber e para completamente aquecer as duas correntes de vapor rico em nitrogênio de modo que as temperaturas da extremidade fria do trocador de calor de pressão superior e do trocador de calor de pressão inferior sejam equilibradas.Mechanism according to Claim 7, characterized in that the cryogenic rectifying plant is also configured to generate two nitrogen-rich steam streams and the upper pressure heat exchanger and the lower pressure heat exchanger are also provided. configured to receive and completely heat the two nitrogen-rich steam streams so that the cold end temperatures of the upper pressure heat exchanger and the lower pressure heat exchanger are balanced. 9. Mecanismo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que: a mistura é ar; a instalação de retificação criogênica possui um compressor de ar principal e uma unidade de pré-purificação conectada ao compressor de ar principal para purificar o ar após ter sido comprimido; o meio de produção da corrente de pressão reforçada compreende um compressor reforçador conectado à unidade de pré- purificação; o trocador de calor de pressão inferior também é conectado à unidade de pré-purificação de modo que uma corrente de alimentação composta da mistura após ter sido comprimida no compressor de ar principal e purificada na unidade de pré-purificação é dividida em uma primeira corrente de ar comprimido subsidiária que é completamente esfriada no trocador de calor de pressão superior e uma segunda corrente de ar comprimido subsidiária que pelo menos em parte é ainda comprimida no compressor reforçador para formar a corrente de pressão reforçada e que forma uma corrente de ar líquido após ter sido completamente esfriada dentro do trocador de calor de pressão superior; e o meio produtor de corrente de troca de calor compreende o trocador de calor de pressão superior também conectado à unidade de pré- purificação de modo que a corrente de alimentação após ter sido comprimida e purificada é ainda dividida em uma terceira corrente de ar comprimido subsidiária que forma a corrente de troca de calor.Mechanism according to Claim 8, characterized in that: the mixture is air; the cryogenic rectification facility has a main air compressor and a pre-purification unit connected to the main air compressor to purify air after it has been compressed; the reinforced pressure stream production means comprises a reinforcing compressor connected to the pre-purification unit; the lower pressure heat exchanger is also connected to the pre-purification unit so that a feed stream composed of the mixture after it has been compressed in the main air compressor and purified in the pre-purification unit is divided into a first supply stream. subsidiary compressed air which is completely cooled in the upper pressure heat exchanger and a second subsidiary compressed air stream which at least in part is further compressed in the reinforcing compressor to form the reinforced pressure stream and which forms a liquid air stream after having been completely cooled within the upper pressure heat exchanger; and the heat exchange stream producing means comprises the upper pressure heat exchanger also connected to the pre-purification unit so that the feed stream after being compressed and purified is further divided into a third subsidiary compressed air stream. forming the heat exchange current. 10. Mecanismo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que: o compressor reforçador é uma máquina de múltiplos estágios; uma primeira parte da segunda corrente de ar comprimido subsidiária é descarregada a partir de um estágio final do compressor reforçador e forma a corrente de ar de pressão reforçada; e o meio que concede a refrigeração, pelo menos em parte, compreende um outro compressor reforçador conectado a um estágio intermediário do compressor reforçador para ainda comprimir uma segunda parte da segunda corrente de ar comprimido subsidiária, o trocador de calor de pressão superior conectado ao outro compressor reforçador de modo que a segunda parte da terceira corrente de ar comprimido subsidiária, após ter sido ainda comprimida, é parcialmente esfriada dentro do trocador de calor de pressão superior, um turbodilatador conectado ao trocador de calor de pressão superior para dilatar a primeira parte da segunda corrente de ar comprimido subsidiária e assim produzir uma corrente de descarga e o turbodilatador conectado à coluna de destilação de modo que a corrente de descarga é introduzida na coluna de destilação.Mechanism according to Claim 9, characterized in that: the booster compressor is a multistage machine; a first part of the second subsidiary compressed air stream is discharged from an end stage of the booster compressor and forms the reinforced pressure air stream; and the cooling medium at least in part comprises another booster compressor connected to an intermediate stage of the booster compressor to further compress a second portion of the second subsidiary compressed air stream, the upper pressure heat exchanger connected to the other. booster compressor so that the second part of the third subsidiary compressed air stream, after being further compressed, is partially cooled within the upper pressure heat exchanger, a turbodilator connected to the upper pressure heat exchanger to dilate the first part of the second subsidiary compressed air stream and thus produce a discharge stream and the turbodilator connected to the distillation column so that the discharge stream is introduced into the distillation column. 11. Mecanismo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que: a instalação de retificação criogênica possui uma coluna de pressão superior e uma coluna de pressão inferior para destilar a mistura, a coluna de pressão superior operativamente associada com a coluna de pressão inferior em uma conexão de transferência de calor por um condensador- caldeira de recozer configurado para condensar pelo menos parte de uma corrente de topo da coluna rica em nitrogênio de pressão superior, descarregada da coluna de pressão superior, pela re-ebulição de uma coluna de líquido rico em oxigênio da corrente de fundo da coluna de pressão inferior; o trocador de calor de pressão inferior é conectado à coluna de pressão superior de modo que a primeira corrente de ar comprimido subsidiária e a segunda corrente de ar comprimido subsidiária são introduzidas na coluna de pressão superior; o trocador de calor de pressão superior está em comunicação de fluxo com pelo menos uma da coluna de pressão superior e da coluna de pressão inferior de modo que a corrente de ar líquido é introduzida em pelo menos uma da coluna de pressão superior e da coluna de pressão inferior; um dispositivo de expansão posicionado entre o trocador de calor de pressão superior e a pelo menos uma da coluna de pressão superior e da coluna de pressão inferior para dilatar a corrente de ar líquido; a coluna de pressão superior é conectada à coluna de pressão inferior de modo que uma corrente de oxigênio líquido bruto composta da coluna de líquido da corrente de fundo da coluna de pressão superior é introduzida na coluna de pressão inferior de modo a ser ainda refinada e a primeira e a segunda partes de uma corrente de líquido rico em nitrogênio de pressão superior, formada da condensação da corrente de topo rica em nitrogênio de pressão superior, são introduzidas na coluna de pressão superior e na coluna de pressão inferior, respectivamente, como refluxo; um subesfriador, posicionado entre a coluna de pressão inferior e o trocador de calor de pressão inferior, ou incorporado no trocador de calor de pressão inferior, configurado para subesfriar a corrente de oxigênio líquido bruto e a segunda das partes da corrente de líquido rico em nitrogênio de pressão superior; as válvulas de expansão localizadas entre o subesfriador e a coluna de pressão inferior para dilatar a corrente de oxigênio líquido bruto e a segunda das partes da corrente de líquido rico em nitrogênio de pressão superior antes da sua introdução na coluna de pressão inferior; o subesfriador é conectado à coluna de pressão inferior de modo que uma corrente de topo da coluna rica em nitrogênio de pressão inferior descarregada da coluna de pressão inferior passa em troca de calor indireta com a corrente de oxigênio líquido bruto e a segunda das partes da corrente de líquido rico em nitrogênio de pressão superior; e a pelo menos uma corrente de líquido é uma corrente rica em oxigênio, composta da coluna de líquido rico em oxigênio da corrente de fundo da coluna da coluna de pressão inferior e uma terceira parte da corrente de líquido rico em nitrogênio de pressão superior.Mechanism according to Claim 10, characterized in that: the cryogenic rectifying plant has an upper pressure column and a lower pressure column for distilling the mixture, the upper pressure column operatively associated with the pressure column. in a heat transfer connection by an annealing condenser-boiler configured to condense at least part of a higher pressure nitrogen-rich column top stream discharged from the upper pressure column by re-boiling a oxygen-rich liquid from the bottom stream of the lower pressure column; the lower pressure heat exchanger is connected to the upper pressure column so that the first subsidiary compressed air stream and the second subsidiary compressed air stream are introduced into the upper pressure column; the upper pressure heat exchanger is in flow communication with at least one of the upper pressure column and the lower pressure column so that the liquid air stream is fed into at least one of the upper pressure column and the pressure column. lower pressure; an expansion device positioned between the upper pressure heat exchanger and at least one of the upper pressure column and the lower pressure column for expanding the liquid air stream; the upper pressure column is connected to the lower pressure column such that a gross liquid oxygen stream composed of the upper pressure liquid background column of the upper pressure column is introduced into the lower pressure column to be further refined and the first and second parts of a higher pressure nitrogen rich liquid stream formed from the condensation of the upper pressure nitrogen rich top stream are introduced into the upper pressure column and the lower pressure column respectively as reflux; a subcooler, positioned between the lower pressure column and the lower pressure heat exchanger, or incorporated into the lower pressure heat exchanger, configured to subcool the raw liquid oxygen stream and the second of the nitrogen rich liquid stream parts higher pressure; expansion valves located between the subcooler and the lower pressure column to dilate the raw liquid oxygen stream and the second of the upper pressure nitrogen rich liquid stream portions prior to their introduction into the lower pressure column; the subcooler is connected to the lower pressure column so that a lower pressure nitrogen rich column top stream discharged from the lower pressure column passes indirect heat with the raw liquid oxygen stream and the second of the parts of the stream. of nitrogen-rich liquid of higher pressure; and the at least one liquid stream is an oxygen rich stream, composed of the oxygen rich liquid column of the lower pressure column bottom stream and a third part of the upper pressure nitrogen rich liquid stream. 12. Mecanismo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que: o trocador de calor de pressão superior e o trocador de calor de pressão inferior são conectados ao subresfriador de modo que a corrente de topo da coluna rica em nitrogênio de pressão inferior divide nas duas correntes de vapor rico em nitrogênio que são utilizadas para equilibrar as temperaturas da extremidade fria do trocador de calor de pressão superior e do trocador de calor de pressão inferior; o turbodilatador é conectado à coluna de pressão superior de modo que a corrente de descarga seja introduzida na coluna de pressão superior; e o dispositivo de expansão é um dilatador de líquido.Mechanism according to Claim 11, characterized in that: the upper pressure heat exchanger and the lower pressure heat exchanger are connected to the subcooler so that the lower pressure nitrogen-rich column top current divides into the two nitrogen-rich steam streams that are used to balance the cold end temperatures of the upper pressure heat exchanger and the lower pressure heat exchanger; the turbodilator is connected to the upper pressure column so that discharge current is introduced into the upper pressure column; and the expansion device is a liquid dilator.
BRPI1100194-1A 2010-02-11 2011-02-10 Method and mechanism for separating a mixture comprising nitrogen and oxygen BRPI1100194A2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/704,138 US20110192194A1 (en) 2010-02-11 2010-02-11 Cryogenic separation method and apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BRPI1100194A2 true BRPI1100194A2 (en) 2012-07-31

Family

ID=44352612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI1100194-1A BRPI1100194A2 (en) 2010-02-11 2011-02-10 Method and mechanism for separating a mixture comprising nitrogen and oxygen

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20110192194A1 (en)
CN (1) CN102155841B (en)
BR (1) BRPI1100194A2 (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9222725B2 (en) * 2007-06-15 2015-12-29 Praxair Technology, Inc. Air separation method and apparatus
EP2551619A1 (en) * 2011-07-26 2013-01-30 Linde Aktiengesellschaft Method and device for extracting pressurised oxygen and pressurised nitrogen by cryogenic decomposition of air
DE102012008416A1 (en) * 2012-04-27 2013-10-31 Linde Aktiengesellschaft Casing module for air separation plant
US10385861B2 (en) * 2012-10-03 2019-08-20 Praxair Technology, Inc. Method for compressing an incoming feed air stream in a cryogenic air separation plant
US20160032934A1 (en) * 2012-10-03 2016-02-04 Carl L. Schwarz Method for compressing an incoming feed air stream in a cryogenic air separation plant
US20160032935A1 (en) * 2012-10-03 2016-02-04 Carl L. Schwarz System and apparatus for compressing and cooling an incoming feed air stream in a cryogenic air separation plant
PL2770286T3 (en) * 2013-02-21 2017-10-31 Linde Ag Method and apparatus for the production of high pressure oxygen and high pressure nitrogen
FR3014544A1 (en) * 2013-12-06 2015-06-12 Air Liquide REFRIGERATION METHOD, COLD BOX AND CORRESPONDING CRYOGENIC INSTALLATION
EP3101374A3 (en) * 2015-06-03 2017-01-18 Linde Aktiengesellschaft Method and installation for cryogenic decomposition of air
FR3061534B1 (en) * 2017-01-05 2020-10-02 Air Liquide METHOD AND APPARATUS FOR HEATING AN ATMOSPHERIC VAPORIZER USING A GAS FROM A CRYOGENIC AIR SEPARATION UNIT
RU2675029C1 (en) * 2017-02-10 2018-12-14 Общество с ограниченной ответственностью "Газхолодтехника" System for production of compressed natural gas at the gas distribution station
CN111433545B (en) * 2017-12-28 2022-03-04 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 Utilization of nitrogen-rich streams produced in air separation units comprising a split core main heat exchanger
US11262125B2 (en) * 2018-01-02 2022-03-01 Praxair Technology, Inc. System and method for flexible recovery of argon from a cryogenic air separation unit
CN110864499A (en) * 2019-12-02 2020-03-06 海南凯美特气体有限公司 High-efficiency air separation system for recovering and treating waste nitrogen cold energy

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2535132C3 (en) * 1975-08-06 1981-08-20 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Process and device for the production of pressurized oxygen by two-stage low-temperature rectification of air
US4345925A (en) * 1980-11-26 1982-08-24 Union Carbide Corporation Process for the production of high pressure oxygen gas
US4702757A (en) * 1986-08-20 1987-10-27 Air Products And Chemicals, Inc. Dual air pressure cycle to produce low purity oxygen
FR2681415B1 (en) * 1991-09-18 1999-01-29 Air Liquide PROCESS AND PLANT FOR THE PRODUCTION OF GAS OXYGEN UNDER HIGH PRESSURE BY AIR DISTILLATION.
US5228297A (en) * 1992-04-22 1993-07-20 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system with dual heat pump
US5355682A (en) * 1993-09-15 1994-10-18 Air Products And Chemicals, Inc. Cryogenic air separation process producing elevated pressure nitrogen by pumped liquid nitrogen
US5655388A (en) * 1995-07-27 1997-08-12 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system for producing high pressure gaseous oxygen and liquid product
US5564290A (en) * 1995-09-29 1996-10-15 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system with dual phase turboexpansion
DK0878678T3 (en) * 1997-05-15 2003-03-10 Linde Ag Method and apparatus for extracting nitrogen by low temperature fractionation of air
US6253576B1 (en) * 1999-11-09 2001-07-03 Air Products And Chemicals, Inc. Process for the production of intermediate pressure oxygen
GB0002084D0 (en) * 2000-01-28 2000-03-22 Boc Group Plc Air separation method
JP3715497B2 (en) * 2000-02-23 2005-11-09 株式会社神戸製鋼所 Method for producing oxygen
GB0005374D0 (en) * 2000-03-06 2000-04-26 Air Prod & Chem Apparatus and method of heating pumped liquid oxygen
US6718795B2 (en) * 2001-12-20 2004-04-13 Air Liquide Process And Construction, Inc. Systems and methods for production of high pressure oxygen
FR2846077A1 (en) * 2003-11-25 2004-04-23 Air Liquide Heat exchange apparatus upstream of cryogenic gas distillation plant has outlet to extract first flow from intermediate level in first body
US7533540B2 (en) * 2006-03-10 2009-05-19 Praxair Technology, Inc. Cryogenic air separation system for enhanced liquid production
US20080223077A1 (en) * 2007-03-13 2008-09-18 Neil Mark Prosser Air separation method
US9222725B2 (en) * 2007-06-15 2015-12-29 Praxair Technology, Inc. Air separation method and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
CN102155841A (en) 2011-08-17
CN102155841B (en) 2016-01-20
US20110192194A1 (en) 2011-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BRPI1100194A2 (en) Method and mechanism for separating a mixture comprising nitrogen and oxygen
US20080223077A1 (en) Air separation method
TWI301883B (en) Air separation process utilizing refrigeration extracted form lng for production of liquid oxygen
US20120036892A1 (en) Air separation method and apparatus
EP3679310B1 (en) System and method for recovery of neon and other non-condensable gases and of xenon and krypton from an air separation unit
US20160025408A1 (en) Air separation method and apparatus
EP2443406B1 (en) Method and apparatus for pressurized product production
ES2273675T3 (en) APPARATUS AND SEPARATION PROCESS FOR VARIABLE CAPACITY FLUID MIXING.
KR102339231B1 (en) Systems and methods for recovering neon and helium from air separation units
US20090320520A1 (en) Nitrogen liquefier retrofit for an air separation plant
US11635254B2 (en) Utilization of nitrogen-enriched streams produced in air separation units comprising split-core main heat exchangers
ES2644980T3 (en) Procedure and air separation apparatus
US20080216511A1 (en) Nitrogen production method and apparatus
US20130086941A1 (en) Air separation method and apparatus
BRPI0706347A2 (en) method for cryogenic air separation
BRPI1003929A2 (en) process and device for obtaining liquid nitrogen by low temperature air fractionation
US11674750B2 (en) Dual column nitrogen producing air separation unit with split kettle reboil and integrated condenser-reboiler
BR102016022807B1 (en) CRYOGENIC DISTILLATION PROCESS FOR AIR SEPARATION FOR THE PRODUCTION OF GAS OXYGEN AND CRYOGENIC DISTILLATION PROCESS FOR AIR SEPARATION FOR THE SIMULTANEOUS PRODUCTION OF GAS OXYGEN AND LIQUEFIED ARGON
BR112020003998B1 (en) NEON RECOVERY SYSTEM AND METHOD

Legal Events

Date Code Title Description
B15L Others concerning applications: renumbering

Free format text: RENUMERADO O PEDIDO DE PI1100194-1 PARA PP1100194-1.

B03A Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette]
B08F Application fees: application dismissed [chapter 8.6 patent gazette]
B08K Patent lapsed as no evidence of payment of the annual fee has been furnished to inpi [chapter 8.11 patent gazette]

Free format text: EM VIRTUDE DO ARQUIVAMENTO PUBLICADO NA RPI 2448 DE 05-12-2017 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDO O ARQUIVAMENTO DO PEDIDO DE PATENTE, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013.