CN118575049A - 低温空气精馏系统、控制单元、空气分离单元和低温分离空气的方法 - Google Patents

低温空气精馏系统、控制单元、空气分离单元和低温分离空气的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低温空气精馏系统(10)，包括高压塔(11)、低压塔(12)和联接到冷凝器蒸发器(13.1)的氩移除单元(13)，其中系统(10)被构造成使气体作为氩移除供给气体从低压塔(12)的氧段(12.4)上方的位置传递到氩移除单元(13)的下部区域，其中系统(10)被构造成在冷凝器蒸发器(13.1)中冷凝来自氩移除单元(13)的上部区域的气体以形成冷凝物，其中系统(10)被构造成将来自氩移除单元(13)的上部区域的顶部的另一气体传递出系统(10)，并且其中系统(10)被构造成将冷凝物的至少一部分作为回流物传递到氩移除单元(13)的上部区域。系统(10)包括控制单元(20)，控制单元被构造成基于使用反馈控制结构在氩移除供给气体中确定的氧含量，使用从氩移除单元(13)的上部区域的顶部传递出系统(10)的另一气体的流量作为被操纵的变量来将氩移除供给气体的氧含量作为受控变量来控制。冷凝器蒸发器(13.1)被构造成至少部分地蒸发冷却剂从而形成蒸发的气体，并且系统(10)被构造成将蒸发的气体或其部分不受控制地传递到低压塔(12)中。控制单元(20)、空气分离单元(100)和低温分离供给空气的方法也是本发明的部分。

Description

低温空气精馏系统、控制单元、空气分离单元和低温分离空气 的方法
本发明涉及低温空气精馏系统、控制单元、空气分离单元和低温分离空气的方法。
背景技术
通过在空气分离单元(ASU)中低温分离供给空气来生产液态或气态的空气产物是众所周知的，并且例如在教科书(诸如H.-W.(编者)，《工业气体处理》(IndustrialGases Processing)，Wiley-VCH，2006，尤其是第2.2.5节“低温精馏(CryogenicRectification)”)中进行了描述。
空气分离单元可包括精馏塔系统，该精馏塔系统被设置为双塔系统，尤其是诸如经典林德(Linde)双塔系统的双塔系统，但也被设置为单塔、三塔或多塔系统。除了用于回收液态和/或气态的氮和/或氧的精馏塔即用于氮-氧分离的精馏塔之外，此类精馏塔系统还可包括用于回收其他空气组分特别是惰性气体的精馏塔。
刚刚提到的精馏塔系统的精馏塔可在不同的压力范围内操作。已知的双塔系统可包括所谓的压力塔(也称为高压塔、中压塔或下塔)和所谓的低压塔(上塔)。高压塔通常在4巴至7巴的压力范围内，尤其是在约5.3巴下操作，而低压塔通常在1巴至2巴的压力范围内，尤其是在约1.4巴下操作。在某些情况下，两个精馏塔中也可使用较高的压力。此处和下面指示的压力是相应塔的顶部的绝对压力。
在US10,845,118B2(先前作为US2017/051971 A1公布)中，公开了一种用于通过空气的低温分馏生产氧的精馏塔系统和单元。该精馏塔系统包括高压塔和低压塔、主冷凝器和带有顶部冷凝器的氩(移除)塔。低压塔包括上部质量传递区、下部质量传递区和中间质量传递区。氩(移除)塔的顶部冷凝器被布置在下部质量传递区和中间质量传递区之间的低压塔内，并且被构造为强制流动冷凝器蒸发器。
EP 1522808 A1公开了一种低温空气分离系统，据报道，该低温空气分离系统优化了氩的回收。该系统包括空气进口、高压蒸馏塔、低压蒸馏塔、粗氩蒸馏塔和控制器，控制器自动地控制粗氩流的组成，以降低氧浓度同时防止氮浓度超过选定值。控制器还控制粗氩流的组成，直到氧浓度达到选定值为止。控制器可包括多变量预测控制器。
本发明的目的是改进这种类型的空气分离单元的构造和操作，特别是在资金和操作费用、能量效率以及控制的难易度和灵活性方面。
发明内容
以该背景技术为基础，提供了包括独立权利要求的特征的低温空气精馏系统、控制单元、空气分离单元和低温分离供给空气的方法。本发明的优选实施方案是从属权利要求和以下说明书的对象。
本文中使用绝对和相对空间和方位术语上、下、相邻、并排、旁边、垂直、水平等是指在正常操作中部件、区域、单元等的相对和绝对空间定位。如果一个部件、区域或单元在本文中被描述为被布置在另一部件、区域或单元上方，则这应当是指两个部件、区域或单元中下部的部件、区域或单元的上端与该两个部件、区域或单元中的上部部件、区域或单元的下端处于更低或相同的测地高度，并且该两个部件、区域或单元在水平面中的投影重叠。特别地，该两个部件、区域或单元可精确地定位在彼此上方，即，该两个部件、区域或单元垂直于水平面的轴线位于同一垂直直线上。然而，该两个部件、区域或单元的轴线不必彼此精确垂直，而是也可彼此偏移，尤其是如果该两个部件、区域或单元中的一个部件、区域或单元(例如，具有较小直径的精馏塔或塔部分)距冷箱的壁的距离将要与具有较大直径的另一部件、区域或单元相同。
如果在本文中引用下部、上部和中间部件、区域或单元，则这旨在表达中间部件、区域或单元被布置在下部部件、区域或单元上方，并且上部部件、区域或单元被布置在中间部件、区域或单元上方。下文中，术语“侧向”或“并排”涉及其中两个部件、区域或单元在下端与上端之间的延伸至少部分重叠，并且该两个部件、区域或单元特别地在水平面中的投影不重叠，而是在垂直面中的投影至少部分重叠的情形。
空气分离单元可包括所谓的冷凝器蒸发器。例如，空气分离单元的主冷凝器可被设置为冷凝器蒸发器。术语冷凝器蒸发器是指其中第一冷凝流体流与第二蒸发流体流进行间接热交换的热交换器。每个冷凝器蒸发器包括分别由液化通道和蒸发通道组成的液化空间和蒸发空间。在液化空间中执行第一流体流的冷凝(液化)，并且在蒸发空间中执行第二流体流的蒸发。通过相互间存在热交换关系的通道组形成蒸发空间和液化空间。如果在本文中引用蒸发或液化，则这还应当包括部分蒸发和液化。经常地，使用术语冷凝器和蒸发器来代替技术上正确的术语冷凝器蒸发器。
至于在空气分离单元中使用的不同类型的冷凝器蒸发器和其他设备，具体参考专业文献(诸如(参见上文)，第2.2.5.6节，“设备(Apparatus)”)。典型地，空气分离单元的所谓主冷凝器被构造为浴式蒸发器(bath evaporator)，尤其被构造为EP 1 287 302B1中描述的级联蒸发器。浴式蒸发器和级联蒸发器是特定类型的冷凝器蒸发器。它们可由单个热交换器块形成，或者由被布置在公共压力容器中的多个热交换器块形成。
在所谓的强制流动冷凝器蒸发器中，液体流特别地在其自身压力下被强制(而不是由于热虹吸管效应而被抽吸)通过蒸发空间，并且在其中部分地蒸发。该压力是例如借助在通向蒸发空间的入口导管中的液柱产生的。该液柱的高度于是可对应于或超过蒸发空间中的压降。按相分离的离开蒸发空间的双相流体可被直接向前传递，并且更特别地，没有被引入到冷凝器-蒸发器的液浴中，从该液浴再次抽吸液体形式的剩余部分。对于所谓的一次通过式强制流动冷凝器蒸发器尤其如此，其中术语“强制流动”冷凝器蒸发器和“一次通过式”强制流动冷凝器蒸发器在本文中也可被用作同义词。
带有粗氩塔和纯氩塔的空气分离单元可被用于氩生产。示例由(参见上文)的图2.3A中说明，并且在第26页章节“低压、粗和纯氩塔中的精馏(Rectification inthe Low-pressure,Crude and Pure Argon Column)”以及在第29页章节“纯氩的低温生产(Cryogenic Production of Pure Argon)”中有描述。如在那里所解释的，氩积聚或达到低压塔中的某一高度处的浓度最大值。在该点处或在有可能也低于氩最大值的另一有利点处，可将具有通常5摩尔％至15摩尔％的氩浓度的富氩的气体从低压塔取出并且转移到粗氩塔。该气体通常包含约100ppm的氮，并且另外基本上是氧。
术语氧段和氩段一般用于低温空气分离领域，因此容易被技术人员理解。如例如结合(参见上文)的图2.4解释的，尽管环境空气的氩浓度十分小，小于百分之一，但其对低压塔的浓度分布有强烈影响。因此，将低压塔中的分离描述为二元氧-氮精馏将是不够的，在该二元氧-氮精馏中，氩的存在仅代表轻微的干扰。这是因为在具有约30至40个理论塔板(tray)的低压塔的最低段(所谓的氧段)中，在氧与氩之间发生基本上纯的二元分离。在其中氩含量达到其最大值并且通向粗氩塔的供给气体(如果存在的话)被取出的该段的上端处，二元氧-氩精馏在几个理论塔板内转变为三元精馏。
即使在空气分离单元中将不进行氩的生产，也可证实对于从低压塔移除氩是有利的。如提到的，当使用粗氩塔时，因为富含氩的气体从低压塔转移到粗氩塔，所以执行对应的氩移除，而基本上只有该气体中包含的氧返回到低压塔。相比之下，与对应提取的气体一起排放的氩被永久地从低压塔移除。
术语氩移除在本文中通常被理解为意指以下的措施：将包含氩的气体从低压塔中或在低压塔中传递到专用分离单元，并且在氩耗尽之后，富氧液体至少部分地从该专用分离单元返回到低压塔。移除氩的经典方式是使用粗氩塔。然而，在这一点上也可使用下面解释的氩移除塔。因此，术语“氩塔”在此可被用作氩排放塔、全范围粗氩塔和其间的所有中间级的概括术语。
氩移除的有利效果是由于对于被移除的氩不再需要分离氧与氩的事实。在低压塔本身中分离氧与氩被认为在操作费用方面是昂贵的并且需要主冷凝器的对应加热能力。通过在专用的氩移除单元中移除氩，对应量的氩不再必须在氧段中被分离，并且主冷凝器的加热能力可降低。因此，在保持相同的氧产率的同时，例如，更多的空气可被注入到低压塔中或者更多的加压氮可被从高压塔移除(二者中的每一者都可提供能量优点)。
在常规的粗氩塔中，如所解释的，获得粗氩并且在下游的纯氩塔中将粗氩加工成纯氩。另一方面，氩移除塔主要出于改善在低压塔中的分离的目的而移除氩。原则上，氩移除塔在此可被理解为不用于获得纯氩产物而是本质上用于从低压塔排出氩的用于分离氧与氩的精馏塔。
原则上，氩移除塔的设计与常规粗氩塔的设计仅略微不同。然而，氩移除塔通常包含显著更少的即少于40个特别地在15个和30个之间的理论塔板。与常规粗氩塔一样，氩移除塔的塔釜(sump)段特别地可连接到低压塔的中间段。特别地，可借助顶部冷凝器冷却氩移除塔，在该顶部冷凝器中，从高压塔取出的富氧且贫氮的液体被部分蒸发。氩移除塔通常不包括塔釜蒸发器。
如果需要氩产物(诸如在本发明的实施方案中视情况而定)，氩移除塔也可被用作其中在顶部处获得贫氧或无氧的粗氩产物的粗氩塔。粗氩产物可被从系统取出，或者被送到纯氩塔中进一步整理。
在以上已经提到的US10,845,118B2中，带有顶部冷凝器的氩(移除)塔被布置在低压塔内。氩(移除)塔的顶部冷凝器可被构造为强制流动(一次通过式)冷凝器蒸发器，并且在其上端处，蒸发空间可与低压塔的内部流体连通，使得其中生产的气体可传递到上塔区域中。氩(移除)塔的顶部冷凝器不必布置在氩移除塔上方的中间(如果氩(移除)塔全部或部分地安装在低压塔中)。替代地，可以利用低压塔的整个横截面。本发明的实施方案也可包括对应的特征。在下文中，当参照本发明的实施方案和没有形成本发明的部分的构造时，术语氩移除单元用于涵盖集成在低压塔中的氩移除塔(因此没有被设置为不同的塔)，但也涵盖不同的氩移除塔。在一切情况下，氩移除单元也可用于最终形成氩产物，如以上针对氩移除塔解释的。
如果氩移除单元被集成到低压塔中，则其质量传递结构可侧向布置于低压塔的其他质量传递结构从而形成氩段，如通常已知的。在彼此旁边的此类质量传递结构的布置可包括其中结构被垂直壁划分的并排布置或其中一个结构在另一结构同心布置的布置。这也可根据本发明的实施方案视情况而定。
虽然原则上，形成氩移除单元的顶部冷凝器的强制流动冷凝器蒸发器在此类布置中(像在标准氩生产或氩移除方法中一样)可用来自高压塔的粗氧(即，在高压塔的塔釜中收集的液体)操作，但是通常还可以用从低压塔的上塔区域收集的液体装填氩移除单元的顶部冷凝器的蒸发空间。出于该目的，液体收集器可在上塔区域下方连接到将来自液体收集器的液体经由入口引入到氩移除单元的顶部冷凝器的蒸发空间中的装置。这特别地也可根据本发明的实施方式视情况而定。从上部质量传递段流出的液体可在液体收集器中组合，并且例如经由导管引入到氩移除单元的顶部冷凝器的蒸发空间中。液体因此用于冷却氩移除单元的顶部，特别是在冷凝器蒸发器的强制流动一次通过式构造中。此类液体比来自高压塔的粗氧更富氧，因此使得在氩移除单元的顶部冷凝器中能够有更小的温度差和对应地更小的热力学损失。
这种布置的主要特征之一是，由于在上塔区域的底部处从基本上整个上塔区域收集待蒸发液体的事实，待蒸发液体中有显著更高的氧含量(对于来自高压塔的液体氧流，大约70％而不是常见的38％至40％的氧)被蒸发。另一重要特征是，此外，由于使用了顺着低压塔(或其上塔区域)流动的全部液体都用作冷却介质，在蒸发侧的出口处有大量过量的液体(液体分数高于50％)。这也可根据本发明的实施方案视情况而定。来自高压塔的釜液体/粗氧流(即，在其塔釜中收集到的液体)可被引入到在氩移除单元的冷凝器蒸发器上方的低压塔的一个分离段中。这也可根据本发明的实施方案视情况而定。
原则上，根据本发明的实施方案，可以使用降膜冷凝器蒸发器而不是使用强制流动冷凝器蒸发器，在使用降膜冷凝器蒸发器的情况下，在上部质量传递段中向下流动的所有或几乎所有液体同样地流过所述降膜冷凝器蒸发器的蒸发空间。
与优化的常规设计相比，刚刚解释的循环(其基本上可根据本发明的实施方案使用)具有更高的效率。这主要是因为塔的较高负荷或者是由于塔中氩移除单元的冷凝器蒸发器的更合适位置。特别地，使用具有大约70％氧的液体允许在冷凝器蒸发器中具有相对小的驱动温度差。此外，在所有操作情况下，由于在冷凝器蒸发器出口处的高液体过量，不存在干运行的危险。
根据本发明，提出了一种低温空气精馏系统，该低温空气精馏系统包括高压塔、低压塔和联接到冷凝器蒸发器的氩移除单元，其中氩移除单元特别地与冷凝器蒸发器一起可被设置为与低压塔分离或被集成在低压塔中的精馏塔，如之前所解释的。措词“与低压塔分离”在这一点上特别地用于指示低压塔和氩移除单元并排布置，或者在以上指示的含义中氩移除单元被布置在低压塔旁边。更常见地，对于与低压塔分离的氩移除单元，低压塔和氩移除单元在水平面上的垂直投影不重叠，如本文中理解的。换句话说，提供包围低压塔的分离结构的特别地部分圆柱形的第一容器和包围氩移除单元的分离结构的同样特别地部分圆柱形的第二容器。当氩移除单元被集成到低压塔中时，包围低压塔的分离结构的容器也包围氩移除单元的分离结构。在本文中，术语“分离结构”应当特别地是指表面扩大结构(诸如在分离技术和低温空气分离领域中通常已知的塔板和规则或不规则填料)。
所提出的系统被构造成使来自低压塔的氧段上方的位置的气体作为氩移除供给气体传递到氩移除单元的下部区域，该系统被构造成使来自氩移除单元的上部区域的气体在冷凝器蒸发器中冷凝以形成冷凝物，该系统被构造成使来自氩移除单元的上部区域的另一气体传递出该系统，并且该系统被构造成使冷凝物的至少一部分作为回流物传递到氩移除单元的上部区域。该系统包括控制单元，该控制单元被构造成基于使用反馈控制结构在氩移除供给气体中确定的氧含量，使用从氩移除单元的上部区域传递出系统的另一气体的流量作为被操纵的变量来将氩移除供给气体的氧含量作为受控变量来控制。
因此，本公开的方面涉及特别地使用技术人员通常已知的反馈控制的原理的工艺控制单元和方法。至于本文中使用的术语，参考专业文献和教科书，例如J.Hahn,T.F.Edgar，“工艺控制系统(Process Control Systems)”，《物理科学与技术百科全书》(Encyclopedia of Physical Science and Technology)(第三版)，2003。
反馈控制的目的是将受控变量的值保持在设定点或接近设定点，所述设定点也被称为参考变量。即，本文中使用的术语“受控变量”被理解为是在(反馈)控制方法或单元中保持在特定值或指定范围内的工艺变量。这通常可通过使用设定点与受控变量之间的差值确定反馈控制器或控制单元的输入的值来实现。反馈控制器通过其设计采取校正动作，以减小偏差。该动作可以是负反馈，因为被操纵的变量可在符号与错误相反的方向上移动。在这一点上，控制方法或单元通常可作用于一个或多个被操纵的变量。因此，术语“被操纵的变量”在本文中用作是指通过控制方法或单元作用于其上以将受控变量保持在指定值或指定范围内的工艺变量。反馈控制器可利用用户指定的可被调节以实现期望的动态性能的参数。通常，控制方法或单元可使用某些输入，即从外部源施加到控制方法或单元以产生特定响应的刺激。它们可产生某些输出，即实际响应。在反馈控制方法中，反馈是闭环控制方法或单元中关于工艺变量的条件的信息。
来自氩移除单元的上部区域的被称为传递出系统的另一气体可以是废气流，即，可在主热交换器中经过然后可被排放到大气。然而，从氩移除单元的上部区域传递出系统的另一气体同样可用于形成氩产物。其通常可按任何可料想到的方式进行处理，并且下面对“废气流”的引用并不旨在排除其他可能性。然而，通常，从氩移除单元的上部区域传递出系统的另一气体没有全部或部分地被有意地重新引入到氮/氧精馏塔系统中。显而易见，这没有排除排放到大气的氩分子可再次被空气分离单元的主空气压缩机抽吸。
如本文中提出的，冷凝器蒸发器被构造成至少部分地蒸发冷却剂，从而形成蒸发的气体。作为冷却剂，可使用从高压塔取出的富氧且贫氮的液体。在其他构造中，从低压塔的上塔区域收集的液体可被用作冷却剂。任何其他合适的冷却剂或不同冷却剂的混合物特别是从精馏塔中的任一者取出的低温液体同样可用在本发明的实施方案中。
如本文中进一步提出的，蒸发的气体或其部分是不受控制地即特别地不受阀或其他流动限制装置的限制(而是例如略微受所使用的连接件的直径限制)地，特别地在一个点或供给位置处传递到低压塔中，在该点或供给位置处，低压塔中的流体的组成至少在其氧和氮含量方面对应于蒸发的气体的组成，或者在该点或供给位置处，蒸发的气体的供给是特别有利的。不受控制地传递到低压塔中的蒸发的气体或其部分可特别地经过在供给位置处与低压塔连接的通道或管材，或者可通过让它在低压塔的中间段中上升至上段而将它传递到低压塔中。
与其中此类蒸发的气体经由受控阀传递到低压塔中的系统相比，如刚刚解释地构造的系统可以更简单的设计和更低的成本设置。出乎意料地，如本发明所确认的，即使省略了限制阀，也可特别地使用本发明的实施方案中提出的控制机构来实现对应系统的可靠操作。
根据本发明的实施方案，冷凝器供给气体流可由来自氩移除单元的上部区域的气体形成，并且该冷凝器供给气体流可被部分冷凝，以形成包括液相和气相的双相流。作为回流物传递到氩移除单元的上部区域的冷凝物可特别地是双相流的液相的至少一部分，而从氩移除单元的上部区域传递出系统的另一气体可以是气相的至少一部分。例如，可通过使用虹吸管将该气相与冷凝物分离。然而，在可替代实施方案中，从氩移除单元的上部区域传递出系统的另一气体还可以是不用于形成双相流的来自氩移除单元的上部区域的另一气体。即，在这些可替代实施方案中，可在冷凝器的上游或下游取出旨在传递出系统的气体。
虽然根据本发明的实施方案的基本布置大体上可对应于之前描述的内容，但是本发明的方面特别地涉及控制构思。所提出的控制构思的特征是控制氩移除单元的冷凝器蒸发器的负荷，并且因此控制氩移除单元的蒸气负荷。驱动温度差而不是热传递区域受影响。通过调节从氩移除单元的上部区域传递出系统的气体的量，利用氩移除单元的冷凝器蒸发器中的富氩混合物的露点温度以及蒸发侧的富氧流体的泡点温度的浓度相关性来控制冷凝器蒸发器的负荷，在该冷凝器蒸发器中，特别地从以上指示的上塔区域收集的液体可被蒸发。
根据本发明的实施方案提供的优点包括不需要过度设计氩移除单元的冷凝器蒸发器的芯(如对于具有热传递覆盖物的可替代的控制构思)。此外，在冷凝器侧不需要大的液体阀。废氩或将要用于形成氩产物的氩(“从氩移除单元的上部区域传递出系统的气体”)可在冷凝器的上游或下游被取出。本发明可与常规的氩移除塔一起使用。
特别地，根据本发明的实施方案使用的反馈控制结构可以是级联控制结构，该级联控制结构包括作为主控制器的分析(指示)控制器和作为次级控制器的流量(指示)控制器或手控制器。
作为受控变量的氩移除供给(即，通向氩移除单元的供给)中的氧含量的使用具有若干优点。第一，在氩移除供给中的氧含量与冷凝器负荷存在唯一的对应关系，从而允许可靠地控制氩移除单元的蒸气负荷。第二，因为对于带有氩系统的空气分离单元，氩移除供给中的氧含量的测量是强制性的，所以不需要另外的测量设备。除此之外，该类型的控制也可应用于常规的氩移除塔，如以下说明的。
根据本发明的实施方案，级联控制结构的主控制器因此可被构造成控制氩移除供给气体的氧含量，并且次级控制器可被构造成使用次级控制器的流量设定点作为被操纵的值来调节从氩移除单元的上部区域传递出系统的气体的部分的流量。根据此类实施方案，控制单元可适于执行微调控制，该微调控制包括流量设定点的斜坡变化(特别地当使用流量控制器时)或包括阀冲程的斜坡变化(如果使用手控制器)。换句话说，该构造允许进行微调控制(流量设定点的手动斜坡变化以及通过指示控制器在定义的间隔内的分析而调节流量设定点)，并且另外，在实施方案中，也可使用现有技术的自动负荷变化(ALC)。另外，其可被用作自动负荷变化中的常规控制回路。
根据本发明的实施方案，低压塔可包括下塔区域、布置在下塔区域上方的中间塔区域和布置在中间塔区域上方的上塔区域，下塔区域包括氧段并且中间塔区域包括氩移除单元的精馏段。下、中间和上塔区域尽管有特征集成在其中并且它们在塔内通过特征分离，但可以是外塔壳体中的邻接区域。在此类构造中，氩移除单元的下部区域可相对于氧段的上部区域敞口以允许在氧段中上升的气体流的部分作为氩移除供给气体进入的底部或下侧。氩移除单元的精馏段可至少部分地与低压塔的氩段布置在公共空间中，该公共空间包括相对于氧段的上部区域敞口以允许在氧段中上升的气体流的另一部分进入的底部或下侧。
根据本发明的实施方案，冷凝器蒸发器被布置在中间塔区域中的氩移除单元的精馏段上方。这允许有改进的热集成，并且特别地允许在构造上改进的被收集在如以上指示的低压塔的上塔区域中的液体供给。
在本发明的可替代实施方案中，冷凝器蒸发器被布置在氩移除塔上方，以形成布置在低压塔旁边的精馏单元。至于术语“以上”和“旁边”，参考以上的解释。因此，本发明的此类可替代实施方案特别地不涉及其中氩移除塔如刚刚解释地构造的本发明的实施方案。
特别地，在本发明的实施方案中，冷凝器蒸发器可以是强制流动冷凝器蒸发器。它可被构造成至少部分地蒸发作为以上提到的冷却剂的从中间塔区域收集的液体，以特别地形成所提到的蒸发的气体和同样可传递到低压塔的氩段的液体流。至于进一步的解释，参考以上的解释。在其他实施方案中，冷凝器蒸发器可被构造成至少部分地蒸发作为冷却剂的在高压塔的下部区域中收集的液体，特别地其具有以上已经指示的组成的塔釜液体。
在之前已经提到的本发明的实施方案中，氩移除单元和冷凝器蒸发器被设置为与低压塔分离。这允许根据本发明的此类实施方案的氩移除塔在现有设备中以对应的构造进行改装。
一种构造成控制空气精馏系统的控制单元也是本发明的一部分，该空气精馏系统包括高压塔、低压塔和联接到冷凝器蒸发器的氩移除单元，其中氩移除单元被设置为与低压塔分离或集成在其中的精馏塔，其中该系统被构造成使来自低压塔的氧段上方的位置的气体作为氩移除供给气体传递到氩移除单元的下部区域，其中该系统被构造成使来自氩移除单元的上部区域的气体在冷凝器蒸发器中冷凝以形成冷凝物，其中该系统被构造成使来自氩移除单元的上部区域的另一气体流出该系统，并且其中该系统被构造成使冷凝物的至少一部分作为回流物传递到氩移除单元的上部区域。所提出的控制单元被构造成基于使用反馈控制结构在氩移除供给气体中确定的氧含量，使用从氩移除单元的上部区域传递出系统的另一气体的流量作为被操纵的变量来将氩移除供给气体的氧含量作为受控变量来控制。此外，在受控系统中，冷凝器蒸发器被构造成至少部分地蒸发冷却剂从而形成蒸发的气体，并且受控系统被构造成将蒸发的气体或其部分不受控制地传递到低压塔中，特别地如以上指示的。
至于对应控制单元的其他实施方案，参考以上的解释。同样地，适于低温分离供给空气并且根据本发明包括如以上说明的系统的空气分离单元可包括对应的实施方案。
本发明的另一方面是一种用于使用空气精馏系统低温分离供给空气的方法，该空气精馏系统包括高压塔、低压塔和联接到冷凝器蒸发器的氩移除单元，其中来自低压塔的氧段上方位置的气体作为氩移除供给气体传递到氩移除单元的下部区域，其中来自氩移除单元的上部区域的气体在冷凝器蒸发器中冷凝以形成冷凝物，其中来自氩移除单元上部区域的另一气体传递出系统，并且其中冷凝物的至少一部分作为回流传递到氩移除单元的上部区域。
控制单元用于基于使用反馈控制结构在氩移除供给气体中确定的氧含量，使用从氩移除单元的上部区域传递出系统的另一气体的流量作为被操纵的变量来将氩移除供给气体的氧含量作为受控变量来控制。
在所提出的方法中，冷却剂在冷凝器蒸发器中被至少部分地蒸发，从而形成蒸发的气体，并且蒸发的气体或其部分不受控制地传递到低压塔中。
在该方法中(其实施方案和优点同样参考以上解释)，可使用根据以上解释的任一实施方案及其组合的空气精馏系统。
附图说明
图1示出了空气分离单元。
图2和图3是空气分离单元的详细视图。
图4是氩移除塔的详细视图。
图5至图12是示出本发明的实施方案的方面的示图。
在附图中，具有相当或相同功能的部件用类似的附图标号指示。仅出于简洁的原因，省略了重复的解释。
具体实施方式
图1以简化的示意性工艺流程图的形式示出了可形成根据本发明的实施方案的基础的空气分离单元。空气分离单元用100指示。
在可包括在空气分离领域中通常已知的主空气压缩器并且可分别包括不同的压缩器单元或带有后冷却器的压缩器级的空气分离单元100的压缩单元1中，经由过滤器从大气抽吸的一定量的供给空气被压缩以形成供给空气流a。供给空气流a在直接接触冷却单元2时被水冷却(这也是在低温空气分离领域中通常已知的)，并且(仍指示为a)被供应到净化单元3，在所说明的实施方案中，该净化单元包括两个吸附器管路，该两个吸附器管路各自包含两个吸附容器。供给空气流a在净化单元3中以平行流被净化，这也是本身已知的。
净化后的供给空气流(仍指示为a)被再划分成分流b、c和d。分流b在没有进一步压缩的情况下从暖端通过主热交换器4传递到冷端，然后进入到精馏塔系统10的高压塔11中，该精馏塔系统包括高压塔11、低压塔12和带有布置在低压塔12中的冷凝器蒸发器13.1的氩移除单元13。更具体地，低压塔12包括下塔区域12.1、布置在下塔区域12.1上方的中间塔区域12.2和布置在中间塔区域12.2上方的上塔区域12.3，下塔区域12.1包括低压塔的氧段12.4并且中间塔区域12.2包括氩移除单元13的精馏段13.2。除了氩移除单元13的精馏段13.2外，在中间塔区域12.2中布置有低压塔的氩段12.5。
分流c在空气分离单元100的增压空气压缩机5中被进一步压缩，此后作为焦耳汤姆逊流(Joule Thomson stream)同样地通过主热交换器4从暖端传递到冷端，然后例如使用包括阀和稠密液体膨胀器的膨胀布置6膨胀进入到高压塔11中。在所示出的示例中，分流d在涡轮增压布置7中自增压，然后膨胀进入到低压塔中，如通过连接d所例示的。
用e例示的来自高压塔的塔釜的富集液体经过过冷却器8，然后膨胀进入到低压塔12中。以本身已知的方式，从高压塔11的顶部取出富氮气体。用f示出的该气体的第一部分在主热交换器4中以气态加热并作为气态氮产物被从空气分离单元100取出。在所示出的示例中，从高压塔11的顶部取出的富氮气体的其余部分大部分在将高压塔11与低压塔12互连的主冷凝器19中冷凝。指示为g的由此形成的冷凝物的部分回流到高压塔11，而被指示为h的另一部分在内部被压缩，并且被指示为i的又一部分在过冷却器8中被过冷却并且作为液氮产物提供。使中间流k经过过冷却器8并膨胀进入到低压塔中，如在流c的供给点处被取出的液体m一样。
通过内部压缩从低压塔12取出的塔釜液体n来生产氧产物。废氮o被从低压塔12的顶部排出，而废氩p被从氩移除单元的冷凝器蒸发器13.1取出，如下面进一步说明的。
图2是空气分离单元(诸如根据图1的空气分离单元100)的详细视图，该空气分离单元包括上塔区域12.3、中间塔区域12.2和下塔区域12.1的下部以及高压塔11的上端。所有元件和流都用与之前类似的附图标号指示，并且参考以上的解释。如所示出的，氩移除单元13的下部区域即其精馏段13.2包括相对于氧段12.4的上部区域敞口以允许在氧段12.4中上升的气体流的部分作为氩移除供给气体进入的底部或下侧，并且氩移除单元13的精馏段13.2与低压塔12的氩段12.5布置在公共空间中，该公共空间包括相对于氧段12.4的上部区域敞口以允许在氧段12.4中上升的气体流的另一部分进入的底部或下侧。
在该示例中，冷凝器蒸发器13.1被布置在中间塔区域12.2中的氩移除单元13的精馏段13.2上方，并且冷凝器蒸发器13.1被提供为强制流动冷凝器蒸发器13.1，该强制流动冷凝器蒸发器被构造成部分地蒸发从中间塔区域12.2收集到收集器塔板12.9处并且以液体流q的形式被强制传递到冷凝器蒸发器13.1的包含约70％氧的液体。通过所述部分蒸发，提供了待传递到上塔区域12.3的气体流r和待传递到氩段12.5的液体流s。即，冷凝器蒸发器13.1被构造成至少部分地蒸发液体流q的形式的冷却剂从而形成蒸发的气体r，并且通过简单地释放蒸发的气体r，使蒸发的气体r不受控制地传递到低压塔12中。
从氩移除单元13的精馏段13.2上升的气体以流t的形式被收集，并且在冷凝器蒸发器13.1中部分地冷凝以形成双相流。使用例如虹吸管，双相流中包含的气相和液相至少部分地彼此分离，并且在所示出的常见示例中，液相以流u的形式回流到氩移除单元的精馏段13.2。即，从氩移除单元13的精馏段13.2上升的气体的部分以冷凝物的形式回流到氩移除单元的精馏段13.2，如之前用p示出但在图2中未明确示出的，从氩移除单元13的精馏段13.2上升的气体的另一部分可以冷凝器蒸发器13.1下游的双相流的气相的形式，即以在冷凝器蒸发器13.1中没有冷凝并因此没有回流到氩移除单元13的精馏段13.2的部分的形式，传递出系统10和空气分离单元100。例如，参考图1。然而，如所提到的，对应的气体流也可由在冷凝器蒸发器13.1的上游取出的气体形成。
图3是空气分离单元(诸如根据图1的空气分离单元100)的详细视图，其中还部分示出了图2中示出的部件。因此，至于这些部件，参考以上的解释。由于在此将重点放在中间塔区域12.2和其中的部件上，因此仅以简化的细节示出上塔区域12.3和下塔区域12.1。从氧段12.4上升的气体，或更准确地说，该气体传递到氩段12.4和氩移除单元13的精馏段13.2的部分用v1和v2指示。在冷凝器蒸发器13.1的区域中上升的气体被指示为w。如之前提到并在图3中示出的，通过使用冷凝器蒸发器13.1下游的双相流的气相或气相的部分即以在冷凝器蒸发器13.1中没有冷凝并因此没有回流到氩移除单元13的精馏段13.2的部分的形式，可由从氩移除单元13的精馏段13.2上升的气体形成流p。参考以上的解释。
通过使用阀13.3来调节流p的流量。提供控制单元20，该控制单元被构造成基于使用包括如示出的分析(指示)控制器AC的反馈控制结构在通向氩移除单元13.1的供给气体中确定的氧含量，使用流p即从氩移除单元13.1的顶部取出的另一气体的流量作为被操纵的变量来将通向氩移除单元13.1的供给气体(即流v2(和v1))的氧含量作为受控变量控制。
图4是根据本发明的实施方案的氩移除单元的详细视图，该氩移除单元被设置为在低压塔12外部的氩移除塔13.0，该氩移除塔的冷凝器蒸发器13.1被来自高压塔11的塔釜的呈流e’形式的液体冷却，该流e’以与根据图1的流e基本上相同的方式提供。同样，可使用其他冷却剂。流e’的未用于冷却的部分以流e”的形式直接传递到低压塔。
如之前的，在氩移除单元13的精馏段13.2中上升的气体的流被指示为t，冷凝物的回流到氩移除单元13的精馏段13.2的部分被指示为u，并且废氩流被指示为p。从冷凝器蒸发器13.1的蒸发空间取出的气态流和液体流作为流r’和s’传递到低压塔12。如由流r’中的交叉阀(crossed-out valve)指示的，通过使用根据本发明的实施方案的控制策略，可省略此类阀。在流p(和s’)中的阀通常总是可用的，并且优选地作为暖阀设置在冷箱外部。因此，如图4中示出的，冷凝器蒸发器13.1被构造成至少部分地蒸发冷却剂从而形成蒸发的气体，并且整个系统10被构造成将蒸发的气体不受控制地即在没有流量限制装置的限制的情况下传递到低压塔12中。
图5至图12是示出某些方面的示图。在所有示图中，在水平轴上指示以秒为单位的时间，并且在垂直轴上指示下面讨论的其他值。
使用DE 10 2020 000 464 A1中描述的模拟模型，基于Kender等人的“使用压力驱动的模拟方法的柔性空气分离单元的数字孪生的开发(Development of a Digital Twinfor a Flexible Air Separation Unit Using aPressure-Driven SimulationApproach)”，《计算机与化学工程》(Computers&Chemical Engineering)，151，107349，2021年的构思，使用数字孪生进行了两个案例研究。这些研究包括对设备扰动场景的动态模拟以及现有技术的负荷变化过程以评估所提出的控制构思。另外，可用传统构思(热传递区域的覆盖)模拟设备扰动场景，以将结果与所提出的构思进行比较。
作为设备扰动场景，加压的气态氮产物(诸如根据图1的流f(也称为PGAN))的量以每分钟8％的速率改变以影响主冷凝器负荷，如在图5的示图中可见的。模拟是基于每小时20000标准立方米的气态氮(即，PGAN，在来自高压塔的5巴绝对压力下每小时41500至21500标准立方米)。在图5中示出的示图中，在垂直轴上以摩尔/秒为单位示出流量。图中的虚线表示设定点变化的开始时间和结束时间。
作为负荷变化，考虑使用自动负荷变化的100％至70％现有技术下调(turn-down)场景来评估控制构思。详细地，产物以每分钟1％的负荷变化速率如下地变化：每小时4500至3150标准立方米的内部压缩的氮(诸如根据图1的流h)、每小时80000至56000标准立方米的内部压缩的氧(诸如根据图1的流n)以及在5巴绝对压力下从高压塔取出的每小时41500至29050标准立方米的气态氮(诸如根据图1的流f)(即，PGAN)。在图6的示图A(内部压缩的氮)、B(内部压缩的氧)和C(从高压塔取出的加压的氮，PGAN)中，在垂直轴上以摩尔/秒为单位示出流量。
该研究被用作评估所提出的控制构思对设备操作的干扰的行为的示例。从高压塔取出的氮产物的快速减少(PGAN，每分钟8％)造成主冷凝器负荷的快速增加，并且因此造成低压塔中气体负荷的增加。
图7示出了对于刚刚在示图A中描述的部分负荷情况(无量纲)和示图B中的传递出系统的氩(以摩尔/秒为单位)，控制通向氩移除单元的气体中的氧含量的分析控制回路所需的设定点变化。在另外的稳态模拟中预先计算氧含量的值。设定点变化实际上是线性的。示图A中的黑色虚线表示设定点变化，而实线是氧含量的实际曲线图。可使用传递出系统的氩的量来抵消氧含量的快速降低，直到氧含量收敛到其期望的设定点为止。因此，通过相应地调节传递出系统的氩的流量，所提出的控制回路能够以可靠的方式对设备扰动作出反应。
在图8中，示出了设备响应的相关方面。在示图A中，在垂直轴上以摩尔/秒为单元示出了氩移除单元的最上侧理论塔板的流出蒸气(顶部)和液体(底部)流量。示图B示出了在垂直轴上所得的内部压缩的氧产物的氧摩尔分数。
最上侧理论塔板的蒸气和液体流量代表氩移除单元的负荷。在扰动之后大约1小时，在此可观察到稳定的流动状况。这表示所提出的控制构思能够在极短时间内创建新的稳定塔状态。另外，所施加的控制确保了由于设备扰动导致的流量变化保持在小的间隔内。如所提到的，在图8的示图B中示出了内部压缩的氧产物的氧含量。产物纯度的曲线图类似于通向氩移除单元的供给流中的氧含量(参见图7)。与后一流相比较，内部压缩的氧产物中氧含量的变化是可见的，有时间延迟，被氧段的滞留所抑制。因此，所提出的控制构思有益于遵守内部压缩的氧产物的产物纯度约束。
为了使所提出的控制构思的功能可见，在图9中显示了在强制流动冷凝器两侧的温度(示图A)和在强制流动冷凝器处所得的温度差MTD(示图B)。在示图A中，作为相关设备响应，示出了由来自氩移除单元(冷凝器侧)的气体形成的冷凝物的露点温度和强制流动冷凝器的氧(在蒸发侧)的泡点温度，而示图B示出了这两个流的MTD。
MTD的曲线图B与积分的氩移除塔负荷随时间推移的行为相同(参见图8，示图A)。这证实了所提出的构思如上陈述地工作。通过经由驱动温度差MTD操纵强制流动冷凝器负荷明确地控制氩塔负荷。另外，图9的示图A示出了废氩流的调节(参见图7，示图B)和所得的通向氩移除单元的供给流中的氧含量的变化(参见图7，示图A)影响强制流动冷凝器的两个温度。该研究表明，所提出的控制构思允许对设备扰动做出快速反应(如上所述，加压的氮流(PGAN)每分钟8％地减少一半)。在扰动结束之后大约1小时，建立了新的稳定设备状态。此外，通向氩移除单元的供给流的氧含量是内部压缩的氧产物的行为的早期指示。因此，另外，控制该氧含量对于设备操作是有益的。
为将所提出的分析指示控制器构思与传统构思进行比较，在图10中示出了对于这两个构思的氩移除塔的最上侧理论塔板的流出蒸气和液体流量。获得的所提出构思的结果用实线指示，而获得的传统构思的结果用虚线指示。上部的虚线和点线指示蒸气，并且下部的虚线和点线指示液体流，均以摩尔/秒为单元。
最上侧理论塔板的蒸气和液体流量代表氩移除单元的负荷。这两个构思表现出在设备扰动期间塔负荷的类似行为并且以相同的最终值收敛。即，所提出的构思可再现现场证实的构思的行为。然而，所提出的构思具有以上讨论的某些优点。
此外，模拟使用自动负荷变化的现有技术负荷变化过程，从而将设备负荷从100％降低至70％。该研究被用作评估所提出的控制构思对常规设备操作的适用性的示例。所提出的控制构思的输入和输出。
图11示出了对于被表示为摩尔分数的示图A中的部分负荷情况和以摩尔/秒为单元表示的示图B中的废氩流量的所提出的控制回路(通向氩移除单元的供给物中的氧含量)所需的设定点变化。在另外的稳态模拟中预先计算氧含量的部分负荷值。设定点变化实际上是线性的(现有技术的自动负荷变化)。示图A中的黑色虚线表示设定点变化，而实线是氧含量的实际曲线图。所施加的控制能够非常快速地校正由负荷变化引起的氧含量下降。此后，氧含量的曲线图收敛于其期望的部分负荷设定点。在图11的示图B中示出了所提出的控制器的被操纵的值-废氩流量。废氩流量的曲线图确认了这两个量的明确相关性，从而强调了使用所提出的控制构思的可靠可控性。
在图12中，示出了设备响应的相关方面。在示图A中，可见氩移除单元的最上侧理论塔板的流出蒸气(顶部)和液体(底部)流量。示图B描绘了内部压缩的氧产物的氧摩尔分数。
在图12的示图B中示出了内部压缩的氧产物的氧含量。产物纯度的曲线图类似于通向氩移除单元的供给气体中的氧含量(参见图11)。这是由于首先在通向氩移除单元的供给气体中可见氧含量的变化。因此，另外，所提出的控制构思对于遵循内部压缩的氧产物纯度约束是有益的。由于所施加的控制，产物纯度的降低保持非常小。动态模拟研究表明，所提出的控制构思允许使用具有比现有技术的负荷变化率(每分钟1％)更高的自动负荷变化，将设备负荷从100％可靠地降低至70％。在自动负荷变化结束的设定点变化之后的大约1小时，建立了新的稳定设备状态。此外，通向氩移除单元的供给气体流的氧含量是内部压缩的氧产物的行为的早期指示。因此，另外，控制该氧含量对于设备操作是有益的。
总而言之，所提出的案例研究揭示了所提出的控制构思能够可靠地对设备扰动做出反应，并且适用于现有技术的负荷变化过程。在设计特别是关于废氩流的管道和阀的大小确定中应当考虑动态模拟的结果。所提出的控制构思的复杂性降低(一个控制回路，而不是两个)，所需的粗氩冷凝器的体积更小(小10％至15％)并且允许省去大的液体控制阀(液体流量是工艺空气流量的大约25％)。

Claims (15)

1.一种低温空气精馏系统(10)，所述低温空气精馏系统包括高压塔(11)、低压塔(12)和联接到冷凝器蒸发器(13.1)的氩移除单元(13)，其中
-所述系统(10)被构造成使气体作为氩移除供给气体从所述低压塔(12)的氧段(12.4)上方的位置传递到所述氩移除单元(13)的下部区域，
-所述系统(10)被构造成在所述冷凝器蒸发器(13.1)中冷凝来自所述氩移除单元(13)的上部区域的气体，以形成冷凝物，
-所述系统(10)被构造成将来自所述氩移除单元(13)的所述上部区域的另一气体传递出所述系统(10)，
-所述系统(10)被构造成将所述冷凝物的至少一部分作为回流物传递到所述氩移除单元(13)的所述上部区域，
-所述系统(10)包括控制单元(20)，所述控制单元被构造成基于使用反馈控制结构在所述氩移除供给气体中确定的氧含量，使用从所述氩移除单元(13)的所述上部区域传递出所述系统(10)的所述另一气体的流量作为被操纵的变量来将所述氩移除供给气体的氧含量作为受控变量来控制，
-所述冷凝器蒸发器(13.1)被构造成至少部分地蒸发冷却剂，从而形成蒸发的气体，并且
-所述系统(10)被构造成将所述蒸发的气体或其部分不受控制地传递到所述低压塔(12)中。
2.根据权利要求1所述的系统(10)，其中所述反馈控制结构是包括作为主控制器的分析控制器(AC)和作为第二控制器的流量控制器(FC)或手控制器(HC)的级联控制结构。
3.根据权利要求2所述的系统(10)，其中所述主控制器被构造成将所述氩移除供给气体的所述氧含量作为所述受控变量来控制，并且其中所述次级控制器被构造成使用所述次级控制器的流量设定点作为被操纵的值来调节从所述氩移除单元(13)的所述上部区域传递出所述系统(10)的所述另一气体的流量。
4.根据权利要求3所述的系统(10)，其中所述控制单元(20)适于执行包括所述流量控制器的所述流量设定点的斜坡变化或包括所述手控制器的阀冲程的斜坡变化的微调控制。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统(10)，其中所述低压塔(12)包括下塔区域(12.1)、布置在所述下塔区域(12.1)上方的中间塔区域(12.2)和布置在所述中间塔区域(12.2)上方的上塔区域(12.3)，所述下塔区域(12.1)包括所述氧段(12.4)并且所述中间塔区域(12.2)包括所述氩移除单元(13)的精馏段(13.2)。
6.根据权利要求5所述的系统(10)，其中所述氩移除单元(13)的下部区域包括相对于所述氧段(12.4)的上部区域敞口以允许在所述氧段(12.4)中上升的气流的一部分作为所述氩移除供给气体进入的底部。
7.根据权利要求6所述的系统(10)，其中所述氩移除单元(13)的所述精馏段(13.2)至少部分地与所述低压塔(12)的氩段(12.5)布置在公共空间中，所述公共空间包括相对于所述氧段(12.4)的上部区域敞口以允许在所述氧段(12.4)中上升的气体流的另一部分进入的底部。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的系统(10)，其中所述冷凝器蒸发器(13.1)被布置在所述中间塔区域(12.2)中的所述氩移除单元(13)的所述精馏段(13.2)上方，并且/或者所述系统(10)被构造成经由将所述蒸发的气体或其部分释放到所述中间塔区域(12.2)中而将所述蒸发的气体或其部分不受控制地传递到所述低压塔(12)中。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的系统(10)，其中所述冷凝器蒸发器(13.1)被布置在所述氩移除塔(13)上方以形成布置在所述低压塔旁边的精馏单元，并且所述系统(10)被构造成将所述蒸发的气体或其部分不受控制地经由管材传递到所述低压塔(12)中，所述管材在供给位置处终止于所述低压塔(12)中。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统(10)，其中所述冷凝器蒸发器(13.1)是强制流动冷凝器蒸发器(13.1)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的系统(10)，其中所述冷凝器蒸发器(13.1)被构造成至少部分地蒸发作为冷却剂的从所述中间塔区域(12.2)收集的液体，并且/或者其中所述冷凝器蒸发器(13.1)被构造成至少部分地蒸发作为所述冷却剂的在所述高压塔(11)的下部区域中收集的液体。
12.一种控制单元(20)，所述控制单元被构造成控制空气精馏系统(10)，所述空气精馏系统(10)包括高压塔(11)、低压塔(12)和联接到冷凝器蒸发器(13.1)的氩移除单元(13)，其中
-所述系统(10)被构造成使气体作为氩移除供给气体从所述低压塔(12)的氧段(12.4)上方的位置传递到所述氩移除单元(13)的下部区域，
-所述系统(10)被构造成在所述冷凝器蒸发器(13.1)中冷凝来自所述氩移除单元(13)的上部区域的气体，以形成冷凝物，
-所述系统(10)被构造成将来自所述氩移除单元(13)的所述上部区域的另一气体传递出所述系统(10)，
-所述系统(10)被构造成将所述冷凝物的至少一部分作为回流物传递到所述氩移除单元(13)的所述上部区域，
-所述控制单元(20)被构造成基于使用反馈控制结构在所述氩移除供给气体中确定的氧含量，使用从所述氩移除单元(13)的所述上部区域传递出所述系统(10)的所述另一气体的流量作为被操纵的变量来将所述氩移除供给气体的氧含量作为受控变量来控制，
-所述冷凝器蒸发器(13.1)被构造成至少部分地蒸发冷却剂，从而形成蒸发的气体，并且
-所述系统(10)被构造成将所述蒸发的气体或其部分不受控制地传递到所述低压塔(12)中。
13.一种空气分离单元(100)，所述空气分离单元适于低温分离供给空气，其特征在于，所述空气分离单元(100)包括根据权利要求1至11中任一项所述的系统(10)。
14.一种用于使用空气精馏系统(10)低温分离供给空气的方法，所述空气精馏系统包括高压塔(11)、低压塔(12)和联接到冷凝器蒸发器(13.1)的氩移除单元(13)，其中
-使气体作为氩移除供给气体从所述低压塔(12)的氧段(12.4)上方的位置传递到所述氩移除单元(13)的下部区域，
-在所述冷凝器蒸发器(13.1)中冷凝来自所述氩移除单元(13)的上部区域的气体，以形成冷凝物，
-将来自所述氩移除单元(13)的所述上部区域的另一气体传递出所述系统(10)，
-将所述冷凝物的至少一部分作为回流物传递到所述氩移除单元(13)的所述上部区域，
-使用控制单元(20)，所述控制单元基于使用反馈控制结构在所述氩移除供给气体中确定的氧含量，使用从所述氩移除单元(13)的所述上部区域传递出所述系统的所述另一气体的流量作为被操纵的变量来将所述氩移除供给气体的氧含量作为受控变量来控制，
-在所述冷凝器蒸发器(13.1)中至少部分地蒸发冷却剂，从而形成蒸发的气体，以及
-将所述蒸发的气体或其部分不受控制地传递到所述低压塔(12)
中。
15.根据权利要求14所述的方法，其中使用根据权利要求1至13中任一项所述的空气精馏系统(10)。
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