CN114174747B - 用于通过低温蒸馏分离空气的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于通过低温蒸馏分离空气的设备，包括塔系统(31，33)、热交换器(4)、涡轮机(6)、用于在第一压力下输送经压缩和净化的空气(11)以在所述热交换器(4)中在所述第一压力下冷却的装置、用于输送氮含量至少为空气的氮含量的第一气流(16)以在所述热交换器中冷却和液化或伪液化而形成液化流的装置、用于输送所述液化流(10)的至少一部分以在所述热交换器中升温和蒸发至所述热交换器的第一中间温度而形成蒸发流的装置、用于从所述热交换器的中间区段排出所述蒸发流的装置、用于输送所述蒸发流以在所述涡轮机(6)中膨胀而形成膨胀流的导管、用于将所述膨胀流的至少一部分送至所述塔系统的导管、用于输送氮含量与所述第一流相同的第二气流(15)以在所述热交换器中冷却的导管、用于在第二中间温度下从所述热交换器的中间区段排出所述第二气流的至少一部分并且将所述第二气流送至所述涡轮机以与所述蒸发流一起膨胀的装置。

Description

用于通过低温蒸馏分离空气的方法和设备
技术领域
本发明涉及通过低温蒸馏分离空气。
背景技术
在任何压力下以气体形式或以液化形式生产氧、氮和氩等工业气体会消耗大量能量。
根据需要，可以使用多个工艺循环。
用于生产工业气体的能量可分为三部分：
·分离能量，即给予系统以进行空气成分的分离的能量，
·压缩能量，即给予系统以进行产品压缩的能量，
·液化能量，即给予系统以进行产品液化的能量。
分离能量主要与各种塔和这些塔执行分离的设置有关，并且主要由主空气压缩机(MAC)提供。
压缩和液化能量主要与热交换器和各种机器如膨胀器、气体或液体以及压缩机的设置和布置有关。
由于OPEX对空气分离单元(ASU)的经济性有很大影响，因此随着能源成本的不断增加，总是存在使工艺效率更高的激励措施。
从EP789208获知图1的工艺。在该过程中，空气压缩机1将进料空气压缩至比第一塔31的压力略高的压力。第一塔形成经典双塔8的一部分，其中第一塔在第一压力下运行，而第二塔33在低于第一压力的第二压力下运行。来自第一塔顶部的氮气用于加热第二塔的底部冷凝器，然后以液体形式(未示出)返回第一塔。
空气被送至第一塔，在此它被分离形成富氧液体和富氮气体。富氮液体和富氧液体从第一塔被送至第二塔。从第二塔的底部提取液氧。
液氧的至少一部分被加压并送至热交换器4以被蒸发而形成产物氧。来自第一和/或第二塔的气态氮也在热交换器4中升温。
来自主空气压缩机1的空气在净化单元2中被净化以除去二氧化碳和水，然后被分成两部分。一部分在压缩机1的出口压力下通过热交换器4并以气态形式被送至第一塔31。其余的空气被送至增压压缩机3中，在该压缩机中它被压缩到更高的压力，然后被分成两部分。第一部分在增压器5中被进一步增压而没有在热交换器4中被冷却，然后被送至热交换器4的热端，在此它液化或变成稠密流体，视压力而定。从热交换器4的冷段CS内的冷端排出的液化空气或稠密流体在膨胀器7中膨胀，然后被送至第一塔。
来自增压器5的空气的第二部分在没有进一步压缩的情况下被送至热交换器的热端，并在中间位置处从热交换器4中被排出。它然后在克劳德涡轮机6中膨胀并在与直接来自主空气压缩机1的流混合后被送至第一塔31。
来自塔31和/或塔33的气态氮流27在热交换器4(未示出)中被加热。
在分析该工艺方案的热交换器图时，通过对主热交换器4的冷段CS进行火用分析，发现该冷段中出现不可逆性。图2示出了该冷段的热传递与温度之间的关系。对于本文献的所有热交换图，以℃为单位的温度在x轴上显示，热传递在y轴上显示。
发明内容
本发明主要旨在通过降低交换器冷段中的不可逆性来提高产品的液化能量和/或压缩能量。
根据本发明，提供了一种用于通过低温蒸馏来分离空气的方法，其中：
i)使经压缩和净化的空气在热交换器中在第一压力下冷却，并且将冷却后的空气以气态形式从热交换器送至包括至少一个蒸馏塔的塔系统，
ii)使来自塔系统的气态氮流在热交换器中升温，
iii)使来自塔系统的富氧或富氮的液流在热交换器中蒸发并升温，
iv)使氮含量至少为空气的氮含量且压力高于第一压力的第一气流在热交换器中冷却和液化或伪液化以形成液化流，
v)使步骤iii)的液化流的至少一部分在热交换器中升温并蒸发至热交换器的第一中间温度以形成蒸发流，
vi)使蒸发流至少部分地在涡轮机中膨胀以形成膨胀流，并且将膨胀流的至少一部分送至塔系统，
vii)在热交换器中冷却氮含量与第一流相同的第二气流，将第二气流的至少一部分在第二中间温度下从热交换器中排出并且送至涡轮机以与蒸发流一起膨胀，以及
viii)使氮含量至少为空气的氮含量的又一股流在热交换器中液化或伪液化、膨胀并送至塔系统。
根据可以以任何逻辑方式组合的其它任选特征：
-塔系统包括在低于第一压力不超过4bar的压力下运行的第一塔，
-塔系统包括在大致等于第一压力的压力下运行的第一塔，
-塔系统包括在低于第二塔的压力的第二压力下运行的第二塔。
-第二气流和较高压力下的第一气流都是空气流，并且步骤v)的膨胀流被送至第一塔。
-第二气流和较高压力下的第一气流都是氮含量比空气高的富氮流，其中至少一者已经从第一和/或第二塔被提取。
-第一中间温度高于第二中间温度、等于第二中间温度或小于第二中间温度。
-在第一压缩机中将气流压缩到高于第一压力的第二压力，然后分流以形成第一和第二气流。
-将第一气流在第二压缩机中进一步压缩至高于第二压力的第三压力，然后在热交换器中冷却。
-第二压缩机联接到涡轮机。
-使第二气流在第二压力下在热交换器中冷却。
-第二压力是涡轮的入口压力。
-第一压力大致等于在较高或最高压力下运行的塔系统的塔的压力。
-涡轮机的出口压力大致等于塔系统的塔的压力，优选地等于在较高或最高压力下运行的塔的压力。
-通过阀或涡轮机使步骤iii)的液化流的至少一部分在于热交换器中升温和蒸发之前膨胀。
-使蒸发流和冷却后的第二气流的至少一部分在涡轮机上游混合。
-使蒸发流和冷却后的第二气流在热交换器中混合。
-该工艺的所有压缩机的入口温度都高于0℃。
-塔系统包括氩塔。
-将所有第二气流都送至涡轮机。
-使第二气流液化或伪液化并且使液化流的一部分蒸发以形成蒸发流。
-液化或伪液化流的一部分构成所述又一股流。
-将液化的或伪液化的流分流为至少两部分，其中一部分形成所述又一股流，一部分形成待蒸发流。
-使液化或伪液化流在热交换器下游分流。
-使所述又一股流和待蒸发流都分别膨胀至不同压力。
-热交换器包括第一和第二热交换区段，其中在第一热交换区段中在第一压力下冷却经压缩和净化的空气，并且将冷却后的空气从第一热交换区段送至包括至少一个蒸馏塔的塔系统，使来自塔系统的气态氮流在第一和/或第二热交换区段中升温，使来自塔系统的富氧或富氮液流在第一热交换区段中蒸发和升温，使氮含量至少为空气的氮含量并且压力高于第一压力的第一气流在第二热交换区段中冷却和液化或伪液化以形成液化流，使液化流的至少一部分在第二热交换区段中升温并且优选地蒸发至第二热交换区段的第一中间温度以形成蒸发流，使氮含量与第一流相同的第二气流在第二热交换区段中冷却并在第二中间温度下从第二热交换区段中排出第二气流的至少一部分。
-热交换器包括第一和第二热交换区段，其中由塔系统产生的高于给定压力的任何升温空气流、冷却空气流或升温流在第一热交换区段中分别被冷却或升温。
-第一和第二气流是空气，并且来自涡轮的膨胀空气在第一压力下与空气流混合，然后被送至塔系统。
-蒸发流至少部分地在涡轮机中膨胀以形成大致处于第二压力的膨胀流。
-所有的进料空气至少被加压至第一压力。
-第一和第二中间温度在-70℃至-140℃的范围内选择，优选在-90℃至-120℃的范围内选择。
-涡轮机的入口压力在15bara(巴，绝对压力)与65bara之间……。
根据本发明，提供了一种用于通过低温蒸馏分离空气的设备，该设备包括具有至少一个塔的塔系统、热交换器、涡轮机、用于在第一压力下输送经压缩和净化的空气以在热交换器中在第一压力下冷却的装置、用于将冷却后的空气以气态形式从热交换器送至塔系统的装置、用于从塔系统输送气态氮流以在热交换器中升温的装置、用于从塔系统输送富氧或富氮的液流以在热交换器中蒸发和升温的装置、用于输送氮含量至少为空气的氮含量并且压力高于第一压力的第一气流以在热交换器中冷却和液化或伪液化而形成液化流的装置、用于输送液化流的至少一部分以在热交换器中升温和蒸发至热交换器的第一中间温度而形成蒸发流的装置、用于从热交换器的中间区段排出蒸发流的装置、用于输送蒸发流以至少部分地在涡轮机中膨胀而形成膨胀流的导管、用于将膨胀流的至少一部分送至塔系统的导管、用于输送氮含量与第一流相同的第二气流以在热交换器中冷却的导管、用于在第二中间温度下从热交换器的中间区段排出第二气流的至少一部分并且将第二气流的所述至少一部分送至涡轮机以与蒸发流一起膨胀的导管装置、用于输送氮含量至少为空气的氮含量的又一股流以在热交换器中液化或伪液化的导管装置、膨胀装置、用于将该又一股流送至膨胀装置的装置和用于将膨胀后的又一股流送至塔的导管装置。
该设备可进一步包括：
-塔系统，该塔系统包括在塔压力下运行的塔和在低于塔压力的压力下运行的塔，这些塔是热连结的，
-用于从塔系统提取最终液体产品的装置，
-用于在第一压力下从进料空气中除去水和二氧化碳的净化装置，
-用于在涡轮机上游和热交换器下游在第一和第二中间温度下混合各股流的装置，
-用于在热交换器内在第一和第二中间温度下混合各股流的装置，
-热交换器为钎焊铝板翅式热交换器，
-热交换器包括第一和第二热交换区段以及用于将待升温的流体从塔系统送至每个热交换区段的装置。
本发明在此被描述为各种不同的低温空气分离工艺的改良。
本发明当然可以用于其它工艺方案而没有任何限制。
本发明包括将优选在注入涡轮膨胀器入口之前蒸发的流再循环到冷段。该流优选为高压空气，这允许降低主热交换器的冷段中的不可逆性，在所研究的情况下使得ASU的总能量提高1％。
附图说明
现在将参考附图更详细地描述本发明，其中：
图1示出现有技术中的工艺，
图2示出图1的热交换器的冷段的热传递与温度之间的关系，
图3、5和7示出了根据本发明运行的工艺，图6示出了对比图，图4示出了图3的热交换器的冷段的热交换图。
具体实施方式
图3的方案类似于图1的基本情况，但包括从热交换器4的冷端排出并分成两部分的高压液态空气流。一部分10在于阀9中膨胀后被送回至热交换器，并在热交换器4中蒸发，然后与来自增压空气压缩机(BAC)3的流混合，然后在涡轮机6中膨胀。也可以将蒸发的液态空气流送至涡轮机6而不将其与任何其它流混合。
来自主空气压缩机1的空气在净化单元2中被净化以除去二氧化碳和水，然后被分成两部分。一部分13在压缩机1的出口压力下通过热交换器4并以气态形式被送至第一塔31。其余的空气被送至增压压缩机3中，在该压缩机中它被压缩至更高的压力，然后被分成两部分。第一部分16在增压器5中被进一步增压，而没有在钎焊铝板翅式热交换器4中冷却，然后被送至热交换器4的热端，在此它液化或变成稠密流体，视压力而定。从热交换器4的冷端排出的液化空气或稠密流体被分成两部分。一部分17在膨胀器7中膨胀，然后被送至第一塔。另一部分9在阀9中膨胀，然后被送至热交换器4的冷端，在其中它被蒸发。蒸发的空气在热交换器4内与空气流15混合以形成流35，该流35在热交换器的中间温度——例如在-70℃与-140℃之间——下从热交换器中被排出，然后在15bara与65bara之间的压力下被送至涡轮机6而没有进行任何进一步的冷却或膨胀。
来自增压器5的空气的第二部分15在没有进一步压缩的情况下被送至热交换器的热端，被冷却到-70℃与-140℃之间，并在已经与流10混合的情况下在中间位置从热交换器4中被排出。然后，混合流35如上所述在克劳德涡轮机6中膨胀至塔31的压力，并在与直接来自主空气压缩机的流混合后被送至第一塔。
在这种特定情况下，流15在热交换器4中被冷却至中间温度并且流10升温至相同的中间温度。
可以将这些流升温和冷却至稍微不同的温度，例如相差1℃或2℃。
这些流可以在热交换器内、热交换器外或到达涡轮机时混合。
增压器3的出口压力和流10上的阀的出口压力必须大致相等，允许热交换器4内的压降。
增压器3的出口压力等于涡轮机6的入口压力，允许流15在热交换器4中的压降。
来自塔33底部的液氧流25在热交换器4中蒸发并升温以形成优选加压的产物流。液氧流25可以被从塔31或塔33提取的液氮流代替。来自第一和/或第二塔的气态氮流27在热交换器4中升温。
图4示出了与图2相比得到了很大改进的图3的工艺的热交换图。
还可以设想，流10被蒸发，然后在与流向涡轮机6的流15混合之前升温到热交换器4的热端。还可以设想，该流10在比流15被排出的温度低的温度下从热交换器4被排出。
阀9可以用浓液/稠密液体膨胀器代替，以进一步提高设备效率。
在图5的工艺中，增设了另外的增压器区段3a以压缩要在热交换器中液化和再蒸发的流10。这样，稠密流体膨胀器7的入口和流体10可以处于不同压力下。这里，膨胀器7的入口压力略低于增压器5的出口压力。
来自主空气压缩机1的空气在净化单元2中被净化以除去二氧化碳和水，然后被分成两部分。一部分13在压缩机1的出口压力下通过热交换器4并以气态形式被送至第一塔31。其余的空气被送至增压压缩机3中，在该压缩机中它被压缩到更高的压力，然后被分为三部分。第一部分16在增压器5中被进一步增压，而没有在热交换器4中冷却，然后被送至热交换器4的热端，在此它液化或变成稠密流体，视压力而定。从热交换器4的冷端排出的液化空气或稠密流体在膨胀器7中膨胀，然后被送至第一塔。
来自增压器3的空气的第二部分10被送至又一增压器3a，在此它被进一步压缩。进一步压缩的空气10通过从热交换器的热端流到冷端而被冷却。在离开热交换器时，它在阀中膨胀，然后被送至热交换器4的冷端，在其中它被蒸发并升温至-70℃与-140℃之间。蒸发的空气10与空气流15混合以形成流35，该流35然后在15bara与65bara之间的压力下被送至涡轮机6。
来自增压器5的空气的第三部分15在未经进一步压缩的情况下被送至热交换器的热端，并在已经与流10混合的情况下在中间位置从热交换器4中被排出。混合流35然后如上所述在克劳德涡轮机6中膨胀，并在与直接来自主空气压缩机的流混合后被送至第一塔。
在这种特定情况下，流15在热交换器4中被冷却至中间温度并且流10升温至相同的中间温度。
流10、15可以被升温和冷却到例如相差1℃或2℃的稍微不同的温度。
流可在热交换器内、热交换器外或到达涡轮机时混合。
增压器3的出口压力和流10上的阀的出口压力必须大致相等，并被选择为在15bara与65bara之间。
增压器3的出口压力等于涡轮机6的入口压力。
来自塔33底部的液氧流25在热交换器4中蒸发并升温以形成优选加压的产物流。液氧流25可以被从塔31或塔33提取的液氮流代替。来自第一和/或第二塔的气态氮流27在热交换器4中升温。
还可以设想，流10被蒸发，然后在与流向涡轮机6的流15混合之前升温至热交换器4的热端。还可以设想，该流10在比流15被排出的温度低的温度下从热交换器4被排出。
阀9可以用浓液膨胀器代替，以进一步提高设备效率。
这种设置示出了轻微的改进，但由于增设了BAC区段3a而对CAPEX(资本支出)有影响。
图6示出了类似于图1的示例，其中通过氮循环提供制冷。这里，空气13在热交换器中被冷却并被送至塔31而没有进行任何膨胀。取而代之的是，来自塔31顶部的氮流71在热交换器中升温以形成流73并在压缩机41中被压缩。经压缩的流被分为三部分，一部分在压缩机43中被压缩，另一部分在压缩机32中被压缩，其余部分79在热交换器4的热段中被冷却。
流79从热交换器4中被排出并在氮气涡轮机34中膨胀以形成被送至相分离器81的部分冷凝流体。来自相分离器的液体作为回流85被送至第二塔33的顶部。来自相分离器81的气体83与氮71混合。
在压缩机43中被压缩的气体在热交换器4中被充分冷却，在膨胀器7中液化和膨胀，然后作为回流被送至第一塔31的顶部。
在压缩机32中压缩的气体77在热交换器中被完全冷却，作为回流被送至塔31的顶部。
为了使图6的工艺根据本发明进行运行，图7示出了必要的改变。两幅图都示出了热交换器中的富氧液体和/或富氮液体的蒸发，可能涉及泵送步骤。气态氮也在热交换器4中升温。流75在压缩机43中被压缩并被送至热交换器4的热端。它通过穿过整个热交换器到达冷端而被冷却，在这里它被分离。氮75的一部分在膨胀器7中膨胀，然后膨胀到第一塔31的顶部中。液态的其余部分的氮75在阀9中膨胀(或如前文对空气所述的替代方案)至15bara与65bara之间的压力，在热交换器中作为流10蒸发并升温至-70℃与-140℃之间，然后与在-70℃与-140℃之间的温度下的来自压缩机41的冷却氮流混合。混合流79在涡轮机34中膨胀并部分冷凝。
来自塔31和/或塔33的气态氮流27在热交换器4(未示出)中升温。
热交换器4可以被分成第一和第二热交换区段(未示出)。经压缩和净化的空气在第一热交换区段中在第一压力下被冷却，并且冷却后的空气从第一热交换区段被送至包括至少一个蒸馏塔的塔系统。来自塔系统的气态氮27在第一和/或第二热交换区段中升温。来自塔系统的富氧或富氮的液流25在第一热交换区段中蒸发并升温。氮含量至少为空气的氮含量并且处于比第一压力高的压力下的第一气流在第二热交换区段中被冷却和液化或伪液化而形成液化流。液化流10的至少一部分在第二热交换区段中升温并且优选地蒸发至第二热交换区段的第一中间温度而形成蒸发流。具有与第一流相同的氮含量的第二气流15在第二热交换区段中被冷却。第二气流的至少一部分在第二中间温度下从第二热交换区段中被排出。
热交换器优选地包括第一和第二热交换区段，其中由塔系统产生的高于给定压力的任何升温空气流、冷却空气流或升温流在第一热交换区段中分别被冷却或升温。其它流可以在两个热交换区段的任一个中冷却或升温。因此，第一区段将具有比第二区段更坚固的结构。
图3、5、6和7全都可以修改为将热交换器分成两个区段，其中一个区段接收被送至塔系统或来自塔系统的所有高于给定压力的流。另一区段不接收高于给定压力的流，但接收低于给定压力的流。接收所有高于给定压力的流的区段也可以接收至少一股低于给定压力的流。
尽管在示例中被送至涡轮机的两股流具有相同的成分，但流可能具有不同的成分。例如，一股可以是空气流，另一股可以是氮流。

Claims (17)

1.一种通过低温蒸馏分离空气的方法，其中：
i)使经压缩和净化的空气(11)在热交换器(4)中在第一压力下冷却，并且将冷却后的空气以气态形式从所述热交换器送至包括至少一个蒸馏塔的塔系统，
ii)使来自所述塔系统的气态氮流(27)在所述热交换器中升温，
iii)使来自所述塔系统的富氧或富氮的液流(25)在所述热交换器中蒸发并升温，
iv)使氮含量至少为空气的氮含量且压力高于第一压力的第一气流在所述热交换器中冷却和液化或伪液化以形成液化流，
v)使步骤iv)的液化流(10)的至少一部分在所述热交换器中升温并蒸发至所述热交换器的第一中间温度以形成蒸发流，
vi)使所述蒸发流至少部分地在涡轮机(6)中膨胀以形成膨胀流，并且将所述膨胀流的至少一部分送至所述塔系统，
vii)在所述热交换器中冷却氮含量与所述第一气流相同的第二气流，将所述第二气流的至少一部分在第二中间温度下从所述热交换器中排出并且送至所述涡轮机以与所述蒸发流一起膨胀，以及
viii)使氮含量至少为空气的氮含量的又一股流(17)在所述热交换器中液化或伪液化、膨胀并送至所述塔系统。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述塔系统包括在低于所述第一压力不超过4bar的压力下运行的第一塔(31)和在低于所述第一塔的压力的第二压力下运行的第二塔(33)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一塔在大致等于所述第一压力的压力下运行。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述第二气流和处于较高压力下的所述第一气流都是空气流并且步骤v)的膨胀流被送至所述第一塔。
5.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述第二气流和处于较高压力下的第一气流都是氮含量高于空气的富氮流，其中它们中的至少一者已经从所述第一塔(31)和/或第二塔(33)被提取。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一中间温度高于所述第二中间温度、等于所述第二中间温度或小于所述第二中间温度。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，气流在第一压缩机(3)中被压缩至高于所述第一压力的第二压力，然后被分流以形成第一气流和第二气流。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一气流在第二压缩机(5)中被进一步压缩至高于所述第二压力的第三压力，然后在所述热交换器(4)中被冷却。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二压缩机(5)联接到所述涡轮机(6)。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第二气流在所述热交换器(4)中在所述第二压力下冷却。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第二压力是所述涡轮机(6)的入口压力。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一压力大致等于在最高压力下运行的塔系统的塔的压力。
13.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述涡轮机(6)的出口压力大致等于所述塔系统的塔的压力。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述涡轮机(6)的出口压力大致等于在最高压力下运行的塔的压力。
15.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述热交换器(4)包括第一和第二热交换区段，其中经压缩和净化的空气在第一热交换区段中在所述第一压力下被冷却，并且冷却后的空气从所述第一热交换区段被送至包括至少一个蒸馏塔的塔系统，来自所述塔系统的气态氮流在第一和/或第二热交换区段中升温，来自所述塔系统的富氧或富氮液流在所述第一热交换区段中蒸发和升温，氮含量至少为空气的氮含量并且压力高于所述第一压力的第一气流在所述第二热交换区段中冷却和液化或伪液化以形成液化流，所述液化流的至少一部分在所述第二热交换区段中升温至所述第二热交换区段的第一中间温度以形成蒸发流，氮含量与所述第一气流相同的第二气流在所述第二热交换区段中冷却并且所述第二气流的至少一部分在所述第二中间温度下从所述第二热交换区段中排出。
16.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述热交换器(4)包括第一和第二热交换区段，其中由所述塔系统产生的高于给定压力的任何升温空气流、冷却空气流或升温流在第一热交换区段中分别被冷却或升温。
17.一种用于通过低温蒸馏分离空气的设备，所述设备包括具有至少一个塔的塔系统、热交换器(4)、涡轮机(6)、用于在第一压力下输送经压缩和净化的空气(11)以在所述热交换器(4)中在所述第一压力下冷却的装置、用于将冷却后的空气以气态形式从所述热交换器送至所述塔系统的装置、用于从所述塔系统输送气态氮流(27)以在所述热交换器中升温的装置、用于从所述塔系统输送富氧或富氮的液流(25)以在所述热交换器中蒸发和升温的装置、用于输送氮含量至少为空气的氮含量并且压力高于所述第一压力的第一气流以在所述热交换器中冷却和液化或伪液化而形成液化流的装置、用于输送所述液化流(10)的至少一部分以在所述热交换器中升温和蒸发至所述热交换器的第一中间温度而形成蒸发流的装置、用于从所述热交换器的中间区段排出所述蒸发流的装置、用于输送所述蒸发流以至少部分地在所述涡轮机(6)中膨胀而形成膨胀流的导管、用于将所述膨胀流的至少一部分送至所述塔系统的导管、用于输送氮含量与所述第一气流相同的第二气流以在所述热交换器中冷却的导管、用于在第二中间温度下从所述热交换器的中间区段排出所述第二气流的至少一部分并且将所述第二气流的所述至少一部分送至所述涡轮机以与所述蒸发流一起膨胀的导管装置、用于输送氮含量至少为空气的氮含量的又一股流(17)以在所述热交换器中液化或伪液化的导管装置、膨胀装置(7)、用于将所述又一股流送至所述膨胀装置的装置和用于将膨胀后的所述又一股流送至所述塔系统的导管装置。
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