DE10139727A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft

Info

Publication number
DE10139727A1
DE10139727A1 DE10139727A DE10139727A DE10139727A1 DE 10139727 A1 DE10139727 A1 DE 10139727A1 DE 10139727 A DE10139727 A DE 10139727A DE 10139727 A DE10139727 A DE 10139727A DE 10139727 A1 DE10139727 A1 DE 10139727A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
column
product
pressure
pressure column
fraction
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10139727A
Other languages
English (en)
Inventor
Dietrich Rottmann
Christian Kunz
Horst Corduan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
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 Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to DE10139727A priority Critical patent/DE10139727A1/de
Priority to EP01128631A priority patent/EP1284404A1/de
Priority to US10/217,329 priority patent/US6662595B2/en
Publication of DE10139727A1 publication Critical patent/DE10139727A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes 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
    • F25J3/04—Processes 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
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04187—Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
    • F25J3/04218—Parallel arrangement of the main heat exchange line in cores having different functions, e.g. in low pressure and high pressure cores
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes 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
    • F25J3/04—Processes 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
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04078—Providing 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
    • F25J3/04084—Providing 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes 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
    • F25J3/04—Processes 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
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04078—Providing 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
    • F25J3/0409—Providing 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes 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
    • F25J3/04—Processes 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
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04187—Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
    • F25J3/04193—Division of the main heat exchange line in consecutive sections having different functions
    • F25J3/042—Division of the main heat exchange line in consecutive sections having different functions having an intermediate feed connection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes 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
    • F25J3/04—Processes 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
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation 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
    • F25J3/0429—Generation 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
    • F25J3/04303—Lachmann expansion, i.e. expanded into oxygen producing or low pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes 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
    • F25J3/04—Processes 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
    • F25J3/0446—Processes 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 the heat generated by mixing two different phases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes 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
    • F25J3/04—Processes 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
    • F25J3/04642—Recovering noble gases from air
    • F25J3/04648—Recovering noble gases from air argon
    • F25J3/04654—Producing crude argon in a crude argon column
    • F25J3/04666—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system
    • F25J3/04672—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system having a top condenser
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/04—Processes or apparatus using separation by rectification in a dual pressure main column system
    • F25J2200/06—Processes or apparatus using separation by rectification in a dual pressure main column system in a classical double column flow-sheet, i.e. with thermal coupling by a main reboiler-condenser in the bottom of low pressure respectively top of high pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/90—Details relating to column internals, e.g. structured packing, gas or liquid distribution
    • F25J2200/94—Details relating to the withdrawal point
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/50—Oxygen or special cases, e.g. isotope-mixtures or low purity O2
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2235/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams
    • F25J2235/50—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being oxygen

Abstract

Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zur Gewinnung eines Druckprodukts (22; 336) durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Retifiziersystem, das eine Drucksäule (3) und eine Niederdrucksäule (4) aufweist. Ein erster Strom (50) verdichteter und greinigter Einsatzluft (1) wird in einem Hauptwärmetauscher-System (2; 102a, 102b) abgekühlt und in die Drucksäule (3) eingeführt (51, 677). Mindestens eine Fraktion (5) aus der Drucksäule (3) wird entspannt (7) und in die Niederdrucksäule (4) eingespeist. Eine sauerstoffreiche Fraktion (24; 218a) aus der Niederdrucksäule (4) wird flüssig auf Druck gebracht (25; 220) und auf eine Mischsäule (27) aufgegeben (26; 224, 226). Ein Wärmeträger (66) wird in den unteren Bereich der Mischsäule (27) eingeleitet und in Gegenstromkontakt mit der sauerstoffreichen Fraktion (26; 226) gebracht. Aus dem oberen Bereich der Mischsäule (27) wird ein gasförmiges Kopfprodukt (28) entnommen. Ein Produktfraktion (19; 218a; 335) wird aus dem Rektifiziersystem entnommen, flüssig auf Druck gebracht (20; 220; 337), in indirektem Wärmeaustausch (2, 102b) mit dem gasförmigen Kopfprodukt (28) der Mischsäule (27) verdampft und als Druckprodukt (22; 336) abgezogen. Der indirekte Wärmeaustausch zur Verdampfung der flüssig auf Druck gebrachten Produktfraktion (21) wird in dem Hauptwärmetauscher-System (2; 102a, 102b) durchgeführt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung eines Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Rektifiziersystem, das eine Drucksäule und eine Niederdrucksäule aufweist, wobei dieses Verfahren die im Patentanspruch 1 aufgeführten Schritte a bis f umfasst.
  • Das Rektifiziersystem der Erfindung kann als klassisches Doppelsäulensystem ausgebildet sein, aber auch als Drei- oder Mehrsäulensystem. Es kann zusätzlich zu den Kolonnen zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung weitere Vorrichtungen zur Gewinnung anderer Luftkomponenten, insbesondere von Edelgasen aufweisen. Zusätzlich zu dem Rektifiziersystem wird in dem Verfahren eine Mischsäule eingesetzt, in der eine sauerstoffreiche Fraktion aus der Rektifikation in direktem Wärmeaustausch mit einem Wärmeträger verdampft wird. Das Kopfgas der Mischsäule dient zur indirekten Verdampfung einer flüssig auf Druck gebrachten Produktfraktion (so genannte Innenverdichtung).
  • Die sauerstoffreiche Fraktion, die als Einsatz für die Mischsäule verwendet wird, weist eine Sauerstoffkonzentration auf, die höher als diejenige von Luft ist und beispielsweise bei 70 bis 99,5 Mol.-%, vorzugsweise bei 90 bis 98 Mol.-% liegt. Unter Mischsäule wird eine Gegenstromkontaktkolonne verstanden, in der eine leichter flüchtige gasförmige Fraktion einer schwerer flüchtigen Flüssigkeit entgegengeschickt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Gewinnung von gasförmigem Drucksauerstoff und/oder gasförmigem Druckstickstoff, insbesondere zur Erzeugung von gasförmigem unreinen Sauerstoff unter Druck. Als unreiner Sauerstoff wird hier ein Gemisch mit einem Sauerstoffgehalt von 99,5 Mol.-% oder weniger, insbesondere von 70 bis 99,5 Mol.-% verstanden. Die Produktdrücke liegen beispielsweise bei 3 bis 25 bar, vorzugsweise bei 4 bis 16 bar. Selbstverständlich kann das Druckprodukt bei Bedarf in gasförmigem Zustand weiter verdichtet werden.
  • Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus DE 198 03 437 A1 bekannt. Hier wird flüssiger Sauerstoff gepumpt und im Kopfkondensator der Mischsäule verdampft.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren wirtschaftlich günstiger zu gestalten, insbesondere durch apparative Vereinfachung und/oder Energieeinsparung.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der indirekte Wärmeaustausch zur Verdampfung der flüssig auf Druck gebrachten Produktfraktion nicht mehr in einem separaten Kondensator-Verdampfer durchgeführt wird, sondern in dem Hauptwärmetauscher-System, in dem auch die Drucksäulenluft abgekühlt wird. Vorzugsweise wird die Produktfraktion unmittelbar nach der Druckerhöhung (zum Beispiel in einer Pumpe) in das kalte Ende des Hauptwärmetauscher-Systems eingeführt, dort zunächst auf Siedepunkttemperatur angewärmt und anschließend verdampft, beides gegen die kondensierende beziehungsweise kondensierte Kopffraktion der Mischsäule.
  • Hierdurch kann auf den separaten Kondensator-Verdampfer, der bei dem Verfahren von DE 198 03 437 A1 notwendig ist, verzichtet werden, ebenso auf einen separaten Wärmetauscher für die Entfernung der Unterkühlung aus der flüssig auf Druck gebrachten Produktfraktion. Durch die Integration der Verdampfung der flüssigen Produktfraktion und die Abkühlung von Luft kann außerdem der Wärmeaustauschvorgang (Q-T-Diagramm) verbessert werden, sodass besonders geringe Austauschverluste erreicht und damit ein relativ geringer Energieverbrauch erzielt wird.
  • Das Hauptwärmetauscher-System im Sinne der vorliegenden Erfindung kann, muss aber nicht durch einen einzigen Wärmetauscherblock realisiert sein. Es kann auch aus mehreren parallel oder seriell verbundenen Blöcken bestehen. Bei paralleler Verschaltung weisen die Blöcke die gleichen Ein- und Austrittstemperaturen auf. In der Regel findet die Verdampfung und mindestens ein Teil der Anwärmung des flüssig auf Druck gebrachten Produktstroms in demselben Wärmetauscherblock statt.
  • Die Mischsäule wird unter einem Druck betrieben, der ausreicht, um die Produktfraktion unter dem gewünschten Druck gegen das kondensierende Kopfgas der Mischsäule zu verdampfen, beispielsweise unter 5 bis 17 bar, vorzugsweise unter 5 bis 13 bar. Der Druck der Drucksäule liegt bei der Erfindung im Bereich von beispielsweise 5 bis 15 bar, vorzugsweise 5 bis 12 bar, derjenige der Niederdrucksäule bei beispielsweise 1,3 bis 6 bar, vorzugsweise 1,3 bis 4 bar.
  • Vorzugsweise wird das Kopfprodukt der Mischsäule stromabwärts der Kondensation, die im Kondensator-Verdampfer stattfindet, entspannt und in die Niederdrucksäule zurückgeleitet. Es wird dort insbesondere einige theoretische Böden (zum Beispiel ein bis zehn theoretische Böden) oberhalb der Entnahme der sauerstoffreichen Fraktion eingespeist. Zwischen Kondensator-Verdampfer und Entspannung wird sie gegebenenfalls abgekühlt, beispielsweise durch indirekten Wärmeaustausch mit der Produktfraktion und/oder der sauerstoffreichen Fraktion.
  • Vorzugsweise wird ein zweiter Strom gereinigter Einsatzluft auf einen Druck verdichtet, der deutlich höher als der Betriebsdruck der Drucksäule ist, im Hauptwärmetauscher- System abgekühlt und anschließend als Wärmeträger in die Mischsäule eingeleitet. Dieser zweite Luftstrom liefert gleichzeitig mindestens einen Teil der Wärme zur Anwärmung der flüssig auf Druck gebrachten Produktfraktion stromabwärts ihrer Verdampfung. Unter "deutlich höher" wird hier eine Druckdifferenz verstanden, die höher als die Leitungsverluste ist, insbesondere höher als 1 bar. Diese Druckdifferenz kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Gesamtluft auf im wesentlichen Drucksäulendruck verdichtet und anschließend in zwei Luftströme verzweigt wird, wobei der zweite Strom weiter verdichtet wird, beispielsweise durch einen motorisch getriebenen Kompressor. Alternativ können die beiden Luftströme getrennt von Atmosphärendruck auf die jeweils benötigten Drücke verdichtet werden. Der Druck, auf den der zweite Luftstrom verdichtet wird, beträgt im Allgemeinen das 1,1- bis 2,0- Fache des Drucks der flüssigen Produktfraktion bei deren Verdampfung.
  • Es ist ferner günstig, wenn der zweite Strom nach seiner Abkühlung im Hauptwärmetauscher-System und vor seiner Einleitung in die Mischsäule in indirektem Wärmeaustausch mit der flüssig auf Druck gebrachten sauerstoffreichen Fraktion weiter abgekühlt wird. Damit werden die beiden Einsatzfraktionen der Mischsäule auf die für ihre Einspeisung optimale Temperatur gebracht.
  • Für die Optimierung des Q-T-Diagramms des Hauptwärmetauscher-Systems ist es von Vorteil, wenn der zweite Strom bei einer ersten Zwischenstelle unter einer ersten Zwischentemperatur aus dem Hauptwärmetauscher-System entnommen wird, wobei die erste Zwischentemperatur deutlich höher als sein Taupunkt liegt. Das gasförmige Kopfprodukt der Mischsäule wird bei der ersten Zwischenstelle in das Hauptwärmetauscher-System eingeführt, an der der zweite Strom aus dem Hauptwärmetauscher-System entnommen wird. Dadurch kann dieselbe Passage im Hauptwärmetauscher-System sowohl für die Abkühlung des zweiten Luftstroms als auch für die Kondensation des Kopfprodukts der Mischsäule verwendet werden.
  • Falls das Druckprodukt Sauerstoff ist, wird die Produktfraktion aus der Niederdrucksäule entnommen. Die Produktfraktion und die sauerstoffreiche Fraktion für die Mischsäule können dann gemeinsam aus der Niederdrucksäule abgezogen und/oder gemeinsam flüssig auf Druck gebracht werden, was apparativ besonders einfach ist. Alternativ dazu können die Produktfraktion und die sauerstoffreiche Fraktion an verschiedenen Stellen der Niederdrucksäule entnommen werden. Dabei wird die sauerstoffreiche Fraktion vorzugsweise mindestens einen theoretischen oder praktischen Boden oberhalb der Entnahmestelle der Produktfraktion aus der Niederdrucksäule abgezogen.
  • Alternativ oder zusätzlich zum Drucksauerstoff kann Stickstoff als Druckprodukt gewonnen werden. Die (zusätzliche) Produktfraktion wird dann aus der Drucksäule entnommen, falls notwendig beispielsweise im Kopfkondensator der Drucksäule verflüssigt, getrennt von der sauerstoffreichen Fraktion flüssig auf Druck gebracht und im Hauptwärmetauscher-System verdampft und angewärmt.
  • Im unteren Bereich wird der Mischsäule eine flüssige Fraktion, beispielsweise Sumpfflüssigkeit, entnommen, entspannt und in die Drucksäule oder in die Niederdrucksäule eingeleitet. Im Falle der Einleitung in die Niederdrucksäule liegt die Einspeisestelle vorzugsweise oberhalb der Entnahme der sauerstoffreichen Fraktion und der Rückspeisung der Kopffraktion aus der Mischsäule, vorzugsweise ein bis zwanzig theoretische Böden oberhalb der Einführung der Kopffraktion der Mischsäule. Vor der Entspannung wird die flüssige Fraktion aus der Mischsäule gegebenenfalls abgekühlt, beispielsweise durch indirekten Wärmeaustausch mit der Produktfraktion und/oder der sauerstoffreichen Fraktion.
  • Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Gewinnung eines Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft gemäß Patentanspruch 10.
  • Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand, von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen:
  • Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung mit einem Hauptwärmetauscher-System in Form eines einzigen Blocks,
  • Fig. 1A eine Variante von Fig. 1, bei der das Hauptwärmetauscher- System durch zwei parallele Blöcke gebildet wird,
  • Fig. 2 eine weitere Variante von Fig. 1, bei der nur eine Pumpe benötigt wird,
  • Fig. 3 eine vierte Ausführungsform, bei der neben Sauerstoff auch Stickstoff innenverdichtet wird,
  • Fig. 4 ein Verfahren, das Aspekte der Fig. 2 und 3 kombiniert,
  • Fig. 5 bis 8 weitere Ausführungsbeispiele, die insbesondere zur Argongewinnung geeignet sind, und
  • Fig. 9 das Q-T-Diagramm zum Ausführungsbeispiel der Fig. 2.
  • Für übereinstimmende oder einander entsprechende Verfahrensschritte beziehungsweise Apparate werden in allen Zeichnungen dieselben Bezugszeichen oder in den letzten beiden Stellen übereinstimmende Zahlen verwendet.
  • Verdichtete und gereinigte Luft 1 wird bei dem in Fig. 1 skizzierten Prozess stromaufwärts eines Hauptwärmetauschers 2 in drei Teilströme 50, 60, 70 verzweigt. Der Luftdruck an dieser Stelle entspricht dem Betriebsdruck der Drucksäule 4 plus Leitungsverlusten.
  • Ein erster Luftstrom 50 wird im Hauptwärmetauscher 2 gegen Rückströme auf etwa Taupunktstemperatur abgekühlt und über Leitung 51 ohne druckverändemde Maßnahmen in den unteren Bereich einer Drucksäule 3 eingespeist.
  • Rohsauerstoff 5 aus dem Sumpf der Drucksäule 3 wird - gegebenenfalls nach Unterkühlung im Unterkühlungs-Gegenströmer 6 - in eine Niederdrucksäule 4 eingedrosselt (7). Kopfstickstoff 8 der Drucksäule 3 wird über Leitung 9 in einen Hauptkondensator 10 geführt und dort gegen verdampfende Sumpfflüssigkeit der Niederdrucksäule 4 verflüssigt. Das Kondensat 11 wird mindestens zum Teil über Leitung 12 als Rücklauf auf die Drucksäule 3 aufgegeben. Ein anderer Teil kann als flüssiges Stickstoffprodukt 13 gewonnen werden.
  • Ein Teil 35 des Kopfstickstoffs 8 der Drucksäule 3 wird direkt zum Hauptwärmetauscher 2 geführt und als gasförmiges Druckstickstoffprodukt 36 gewonnen.
  • Von einer Zwischenstelle der Drucksäule 3 wird stickstoffreiche Flüssigkeit 14 abgenommen, im Unterkühlungs-Gegenströmer 6 unterkühlt und über Drosselventil 15 der Niederdrucksäule 4 am Kopf als Rücklauf aufgegeben.
  • Am Kopf der Niederdrucksäule 4 wird ein stickstoffreiches Restgas 16 abgezogen und in den Wärmetauschern 6 und 2 auf etwa Umgebungstemperatur angewärmt. Das warme Restgas 17 kann beispielsweise als Regeneriergas in einer nicht dargestellten Reinigungsvorrichtung für die Einsatzluft 1 genutzt werden.
  • Im Sumpf der Niederdrucksäule 4 wird unreiner Sauerstoff mit einem Sauerstoffgehalt von 95 Mol.-% erzeugt. Mindestens ein Teil 19 der Sumpfflüssigkeit 18 der Niederdrucksäule 4 bildet die Produktfraktion im Sinne der Erfindung. Sie wird mittels einer Pumpe 20 auf etwa den Produktdruck von beispielsweise 7,4 bar gebracht und über Leitung 21 zum kalten Ende des Hauptwärmetauschers 2 geleitet. Dort wird sie nacheinander auf Siedetemperatur angewärmt, verdampft und auf etwa Umgebungstemperatur angewärmt. Schließlich wird die Produktfraktion bei 22 als gasförmiges Druckprodukt unter dem Produktdruck von 7,4 bar abgezogen. Ein anderer Teil 23 der Sumpfflüssigkeit 18 der Niederdrucksäule 4 kann als flüssiges Sauerstoffprodukt gewonnen werden.
  • Einige (z. B. drei theoretische) Böden oberhalb des Sumpfs der Niederdrucksäule wird eine sauerstoffreiche Fraktion 24 mit einem Sauerstoffgehalt von Sauerstoff beispielsweise 88 Mol.-% flüssig entnommen, in einer Pumpe 25 auf Druck gebracht und nach Anwärmung in 65 über Leitung 26 auf den Kopf einer Mischsäule 27 aufgegeben. Der Betriebsdruck der Mischsäule beträgt beispielsweise 9,6 bar am Sumpf. Das gasförmige Kopfprodukt 28 der Mischsäule 27 weist einen Sauerstoffgehalt von 83 Mol.-% auf und wird in den kalten Teil des Hauptwärmetauschers 2 eingeleitet. Dort liefert es die Wärme zur Verdampfung des Produktstroms 21 und zu dessen Anwärmung auf Siedetemperatur. Bei dem indirektem Wärmeaustausch im Hauptwärmetauscher 2 wird das Kopfprodukt der Mischsäule kondensiert und unterkühlt. Die Flüssigkeit strömt über Leitung 29 und Drosselventil 30 zurück in die Niederdrucksäule 4. Die Einspeisestelle liegt etwa drei theoretische Böden oberhalb der Stelle, an der die sauerstoffreiche Fraktion 24 entnommen wird.
  • Der Wärmeträger für die Mischsäule 27 wird durch den zweiten Teilstrom 60 der Einsatzluft gebildet. Dieser wird in einem (in dem Beispiel mittels externer Energie angetriebenen) Nachverdichter 61 mit anschließender Nachkühlung 62 auf etwas über Mischsäulendruck gebracht und über Leitung 63 zum warmen Ende des Hauptwärmetauschers 2 geführt. Der zweite Teilstrom der Luft wird bei einer Zwischentemperatur oberhalb des kalten Endes wieder aus dem Hauptwärmetauscher 2 entnommen. Nach weiterer Abkühlung in 65 wird er als Wärmeträger 66 in den Sumpfbereich der Mischsäule eingeführt. Sowohl die Sumpffraktion 31/32 als auch eine Zwischenfraktion 33/34 der Mischsäule 27 werden in 65 unterkühlt und anschließend an den ihrer jeweiligen Zusammensetzung entsprechenden Stellen in die Niederdrucksäule 4 eingedrosselt.
  • Zur Abkühlung des zweiten Luftteilstroms 63 und zur Kondensation und Abkühlung der Kopffraktion 28 im Hauptwärmetauscher werden dieselben Passagen verwendet. Die kalten und die warmen Abschnitte dieser Passagen sind durch undurchlässige horizontale Wände voneinander getrennt (in der Zeichnung durch eine einzige horizontale Linie 67 symbolisiert). Diese Wände (so genannte Sidebars), sind an der Stelle der Zwischentemperatur angeordnet, an der die Kopffraktion 28 und der zweite Luftteil 64 dem Hauptwärmetauscher zugeführt beziehungsweise entnommen werden.
  • Zum Ausgleich der Isolations- und Austauschverluste und gegebenenfalls zur Erzeugung flüssiger Produkte (z. B. über Leitung 13 und/oder Leitung 23) wird Kälte durch arbeitsleistende Entspannung eines oder mehrerer Prozess-Ströme erzeugt. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird zu diesem Zweck ein dritter Teil 70/73 der Einsatzluft bei einer Zwischentemperatur aus dem Hauptwärmetauscher 2 herausgeführt (74) und in einer Turbine 75 arbeitsleistend auf 1,4 bar entspannt. Zur Erhöhung der Kälteleistung beziehungsweise zur Verringerung der Turbinenluftmenge kann die Luft 70 vor der arbeitsleistenden Entspannung auf einen Druck von beispielsweise 8 bar nachverdichtet (71) werden. Der Nachverdichter 71 wird in dem Beispiel durch die in der Turbine 75 erzeugte mechanische Energie angetrieben, vorzugsweise durch direkte mechanische Kopplung von Turbine 75 und Nachverdichter 71. Die Verdichtungswärme wird durch indirekten Wärmeaustausch mit einem Kühlmittel in einem Nachkühler 72 entfernt. Die arbeitsleistend entspannte Luft 76, 77 wird direkt in die Niederdrucksäule 4 eingespeist.
  • In Fig. 1 wird das Hauptwärmetauscher-System im Sinne der Erfindung durch einen einzigen Block 2 gebildet, der oben als Hauptwärmetauscher bezeichnet wurde. Im Unterschied dazu wird bei dem Prozess, der in Fig. 1A dargestellt ist, das Hauptwärmetauscher-System durch zwei separate Blöcke 102a, 102b gebildet. In 102a, dem Hauptwärmetauscher im engeren Sinne, werden die gasförmigen Produktströme 35, 16 gegen den ersten und den dritten Luftstrom 50, 73 angewärmt. In dem Sauerstoffwärmetauscher 102b wird ausschließlich der flüssige Produktstrom angewärmt und verdampft, und zwar in Gegenstrom zur Kopffraktion 28 der Mischsäule 27 und zum zweiten Luftstrom 63.
  • Die Verfahrensweise von Fig. 1A ist apparativ günstiger, weil lediglich der Tauscher Sauerstoffwärmetauscher 102b auf den hohen Druck des zweiten Teilstroms 63 der Luft ausgelegt werden muss. Diese Lösung bietet sich für kleinere Anlagen an. Energetisch günstiger und damit bei großen Anlagen vorteilhafter ist die vollständige Integration der beiden Wärmeaustauschvorgänge gemäß Fig. 1.
  • Das Verfahren von Fig. 2 unterscheidet sich von dem Prozess gemäß Fig. 1 durch die Einsparung einer Pumpe (25 in Fig. 1). Erreicht wird dies, indem die Produktfraktion 21 und die sauerstoffreiche Fraktion 224/226 gemeinsam vom Sumpf der Niederdrucksäule 4 abgezogen (218, 218a) und in einer Pumpe 220 auf Druck gebracht werden. Die Hochdruck-Flüssigkeit 218b wird anschließend auf Produktstrom 21 und Einsatzflüssigkeit 224 für die Mischsäule 27 aufgeteilt. (Die in den Zeichnungen als Einzelpumpen dargestellten Apparate werden aus Redundanzgründen regelmäßig als jeweils ein Pumpenpaar ausgeführt.)
  • Fig. 3 stimmt ebenfalls in weiten Teilen mit Fig. 1 überein. Bei diesem Prozess wird allerdings das gasförmige Druckstickstoffprodukt 336 auf einem höherem Druck gewonnen, der deutlich über dem Betriebsdruck der Drucksäule 3 liegt. Leitung 335 ist mit dem Austritt und nicht dem Eintritt (siehe 35 in Fig. 1) des Hauptkondensators 10 verbunden. Der flüssige Stickstoff 335 wird in einer weiteren Pumpe 337 auf den benötigten Produktdruck (beispielweise 6 bis 25 bar) gebracht und im Hauptwärmetauscher 2 verdampft und angewärmt. Hierzu müssen selbstverständlich die anderen Ströme entsprechend angepasst werden, insbesondere Menge an Hochdruckluft 63 gegenüber Fig. 1 erhöht werden. Somit kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne zusätzlichen Gasverdichter kostengünstig Stickstoff unter hohem Druck produziert werden.
  • Die Druckstickstofferzeugung 335, 337 gemäß Fig. 3 ist in Fig. 4 mit der gemeinsamen Verdichtung 218a, 220 von sauerstoffreicher Fraktion und Produktfraktion kombiniert. In einer Variante des Verfahrens von Fig. 4 wird die Stickstoff-Innenverdichtung 335/337 ohne Sauerstoff-Innenverdichtung durchgeführt, das heißt die Pumpe 220 dient nur zur Aufgabe von Flüssigkeit auf den Kopf der Mischsäule und nicht zur Erzeugung eines gasförmigen Sauerstoff-Produkts.
  • Das Verfahren der Erfindung eignet sich nicht nur für die Gewinnung von unreinem Sauerstoff, sondern lässt auch Produktreinheiten von 98 Mol.-% oder mehr (beispielsweise 98 bis 99,9%, vorzugsweise 98 bis 99,5%) im Sauerstoffprodukt 22 zu. In diesem Fall kann eine Argonproduktion angeschlossen werden, wie Fig. 5 zeigt. Hier ist eine übliche Rohargonsäule 538 mit einer Zwischenstelle der Niederdrucksäule verbunden (539, 540). Der Argon-Übergang 539/540 liegt zwischen den Zuspeisestellen der beiden Flüssigkeiten 30, 34 aus der Mischsäule 27. Der Kopfkondensator 541 der Rohargonsäule kann wie üblich mit Rohsauerstoff 5 stromabwärts der Unterkühlung 6 betrieben werden (nicht dargestellt). Das Rohargonprodukt 542 wird vorzugsweise weiter gereinigt, zum Beispiel in einer ebenfalls nicht dargestellten Reinargonsäule.
  • Zur Erhöhung der Argonausbeute kann auf die Direkteinblasung von Luft in die Niederdrucksäule 4 (77 in Fig. 5) verzichtet werden, indem der dritte Teilstrom 73 der Einsatzluft in der Turbine 75 auf etwa den Betriebsdruck der Drucksäule 3 entspannt wird, wie es Fig. 6 zeigt. Das Turbinenabgas 676 wird dann in die Drucksäule 3 eingeleitet (677), in dem Beispiel gemeinsam mit der Direktluft (erster Teilstrom 51 der Luft).
  • Wenn die in Fig. 6 erzielte Kälteleistung nicht ausreicht, muss das Druckverhältnis an der Turbine 75 erhöht werden. Dies kann - wie in Fig. 7 dargestellt - ohne Einsatz einer zusätzlichen Maschine erreicht werden, indem der extern angetriebene Nachverdichter für die Mischsäulenluft 763 zusätzlich für die Druckerhöhung in der Turbinenluft 770 genutzt wird. Die Turbine 75 entspannt in dem Beispiel auf Niederdrucksäulendruck; damit ist eine besonders hohe Flüssigproduktion möglich.
  • In Fig. 8 wird auch in der Niederdrucksäule 4 reiner Stickstoff 843-844-845 gewonnen. Dazu wird ein Teil 814 des flüssigen Stickstoffs 11 aus dem Hauptkondensator 10 in 6 unterkühlt und über Drosselventil 815 als Rücklauf auf die Niederdrucksäule 4 aufgegeben. (Der in den anderen Ausführungsbeispielen dargestellte Zwischenabzug 14 an der Drucksäule kann hier entfallen.) Unreiner Stickstoff (stickstoffreiches Restgas) 816 wird von einer Zwischenstelle der Niederdrucksäule unterhalb eines Reinstickstoff-Abschnitts 846 abgenommen.
  • Das flüssige Stickstoffprodukt 813 wird in Fig. 8 aus der Niederdrucksäule 4 abgezogen. Außerdem werden die Methoden zur Druckstickstoffgewinnung der Fig. 1 (35-36) und der Fig. 3 (335-337-338-336) gleichzeitig verwirklicht. Damit kann gasförmiger Stickstoff (845, 36, 336) unter insgesamt drei verschiedenen Drücken zur Verfügung gestellt werden, ohne dass dazu ein zusätzlicher Gasverdichter eingesetzt werden müsste.
  • Die speziellen Maßnahmen der Fig. 6 bis 8 können grundsätzlich auch ohne Argongewinnung (Rohargonsäule 538) eingesetzt werden.
  • Die folgenden Zahlenbeispiele in den Tabelle 1 und 2 beziehen sich auf das Ausführungsbeispiel von Fig. 2. Sie betreffen zwei Auslegungsfälle mit unterschiedlicher Reinheit des Sauerstoffprodukts.


  • Fig. 9 zeigt das Wärmeaustauschdiagramm (Q-T-Diagramm) für das Hauptwärmetauscher-System 2 des Verfahrens gemäß Fig. 2 (Tabelle 1).

Claims (10)

1. Verfahren zur Gewinnung eines Druckprodukts (22; 336) durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Rektifiziersystem, das eine Drucksäule (3) und eine Niederdrucksäule (4) aufweist, bei dem
a) ein erster Strom (50) verdichteter und gereinigter Einsatzluft (1) in einem Hauptwärmetauscher-System (2; 102a, 102b) abgekühlt und in die Drucksäule (3) eingeführt (51, 677) wird,
b) mindestens eine Fraktion (5) aus der Drucksäule (3) entspannt (7) und in die Niederdrucksäule (4) eingespeist wird,
c) eine sauerstoffreiche Fraktion (24; 218a) aus der Niederdrucksäule (4) flüssig auf Druck gebracht (25; 220) und auf eine Mischsäule (27) aufgegeben (26; 224, 226) wird,
d) ein Wärmeträger (66) in den unteren Bereich der Mischsäule (27) eingeleitet und in Gegenstromkontakt mit der sauerstoffreichen Fraktion (26; 226) gebracht wird,
e) aus dem oberen Bereich der Mischsäule (27) ein gasförmiges Kopfprodukt (28) entnommen wird und
f) eine Produktfraktion (19; 218a; 335) aus dem Rektifiziersystem entnommen, flüssig auf Druck gebracht (20; 220; 337), in indirektem Wärmeaustausch (2, 102b) mit dem gasförmigen Kopfprodukt (28) der Mischsäule (27) verdampft und als Druckprodukt (22; 336) abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass
g) der indirekte Wärmeaustausch zur Verdampfung der flüssig auf Druck gebrachten Produktfraktion (21) in dem Hauptwärmetauscher-System (2; 102a, 102b) durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Strom (60, 760) gereinigter Einsatzluft (1) auf einen Druck verdichtet (61, 761) wird, der deutlich höher als der Betriebsdruck der Drucksäule (3) ist, im Hauptwärmetauscher-System (2, 102a, 102b) abgekühlt und anschließend als Wärmeträger (64, 66) in die Mischsäule (27) eingeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, der zweite Strom (64) nach seiner Abkühlung im Hauptwärmetauscher-System (2; 102a, 102b) und vor seiner Einleitung in die Mischsäule (27) in indirektem Wärmeaustausch (65) mit der flüssig auf Druck gebrachten sauerstoffreichen Fraktion (24; 224) weiter abgekühlt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Strom (64) bei einer ersten Zwischenstelle (67) unter einer ersten Zwischentemperatur aus dem Hauptwärmetauscher-System (2, 102a, 102b) entnommen wird, wobei die erste Zwischentemperatur deutlich höher als sein Taupunkt liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das gasförmige Kopfprodukt (28) der Mischsäule (27) bei der ersten Zwischenstelle (67) in das Hauptwärmetauscher-System (2; 102a, 102b) eingeführt wird, an der der zweite Strom (64) aus dem Hauptwärmetauscher-System entnommen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktfraktion (19, 21) aus der Niederdrucksäule (4) entnommen (18; 218) wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktfraktion (21) und die sauerstoffreiche Fraktion (224) gemeinsam aus der Niederdrucksäule (4) abgezogen (218, 218a) und insbesondere gemeinsam flüssig auf Druck gebracht (220) werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die sauerstoffreiche Fraktion (24) mindestens einen theoretischen oder praktischen Boden oberhalb der Entnahmestelle der Produktfraktion (18, 19) aus der Niederdrucksäule (4) abgezogen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die oder eine weitere Produktfraktion (335; 35) aus der Drucksäule (4) entnommen wird.
10. Vorrichtung zur Gewinnung eines Druckprodukts (22; 336) durch Tieftemperaturzerlegung von Luft mit einem Rektifiziersystem, das eine Drucksäule (3) und eine Niederdrucksäule (4) aufweist,
a) mit einer ersten Einsatzluftleitung (1, 50, 51, 677) zur Einleitung verdichteter und gereinigter Einsatzluft über ein Hauptwärmetauscher-System (2; 102a, 102b) in die Drucksäule (3),
b) mit einer Flüssigkeitsüberführleitung (5) zur Einspeisung einer Fraktion aus der Drucksäule (3) in die Niederdrucksäule (4), wobei die Flüssigkeitsüberführleitung eine Entspannungseinrichtung (7) aufweist,
c) mit einem Mittel (25; 220) zur Erhöhung des Drucks einer sauerstoffreichen Fraktion (24; 218a) aus der Niederdrucksäule (4), dessen Austritt in Strömungsverbindung (26; 218b, 224, 226) mit einer Mischsäule (27) steht,
d) mit einer Zuführungsleitung (66) zur Einleitung eines Wärmeträgers in den unteren Bereich der Mischsäule (27),
e) mit einer Kopfproduktleitung (28) zur Entnahme eines gasförmigen Kopfprodukts aus dem oberen Bereich der Mischsäule (27) und
f) mit Mitteln (20; 220; 337) zur Erhöhung des Drucks einer flüssigen Produktfraktion (19; 218a; 335) aus dem Rektifiziersystem, deren Austritt in Strömungsverbindung mit einem Produktverdampfer (2, 102b) steht, der auch mit der Kopfproduktleitung (28) sowie mit einer Druckproduktleitung (22; 336) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
g) der Produktverdampfer durch das Hauptwärmetauscher-System (2; 102a, 102b) gebildet wird.
DE10139727A 2001-08-13 2001-08-13 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft Withdrawn DE10139727A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10139727A DE10139727A1 (de) 2001-08-13 2001-08-13 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP01128631A EP1284404A1 (de) 2001-08-13 2001-11-30 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
US10/217,329 US6662595B2 (en) 2001-08-13 2002-08-13 Process and device for obtaining a compressed product by low temperature separation of air

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10139727A DE10139727A1 (de) 2001-08-13 2001-08-13 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10139727A1 true DE10139727A1 (de) 2003-02-27

Family

ID=7695306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10139727A Withdrawn DE10139727A1 (de) 2001-08-13 2001-08-13 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6662595B2 (de)
EP (1) EP1284404A1 (de)
DE (1) DE10139727A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2703757A1 (de) 2012-09-04 2014-03-05 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Anlage zur Erzeugung flüssiger und gasförmiger Sauerstoffprodukte durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102012017488A1 (de) 2012-09-04 2014-03-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Erstellung einer Luftzerlegungsanlage, Luftzerlegungsanlage und zugehöriges Betriebsverfahren
CN116817541A (zh) * 2023-08-31 2023-09-29 齐齐哈尔黎明气体有限公司 医用氧充装过程放空气体回收装置

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2861841B1 (fr) * 2003-11-04 2006-06-30 Air Liquide Procede et appareil de separation d'air par distillation cryogenique
GB0422635D0 (en) * 2004-10-12 2004-11-10 Air Prod & Chem Process for the cryogenic distillation of air
US8806218B2 (en) * 2005-03-18 2014-08-12 Microsoft Corporation Management and security of personal information
DE102007031759A1 (de) 2007-07-07 2009-01-08 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Druckprodukt durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102007031765A1 (de) 2007-07-07 2009-01-08 Linde Ag Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
US8640496B2 (en) * 2008-08-21 2014-02-04 Praxair Technology, Inc. Method and apparatus for separating air
DE102009034979A1 (de) 2009-04-28 2010-11-04 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Drucksauerstoff
EP2312248A1 (de) 2009-10-07 2011-04-20 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung Gewinnung von Drucksauerstoff und Krypton/Xenon
DE102010012920A1 (de) 2010-03-26 2011-09-29 Linde Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
PL2553370T3 (pl) 2010-03-26 2019-11-29 Linde Ag Urządzenie do niskotemperaturowej separacji powietrza
DE102010052544A1 (de) 2010-11-25 2012-05-31 Linde Ag Verfahren zur Gewinnung eines gasförmigen Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102010052545A1 (de) 2010-11-25 2012-05-31 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines gasförmigen Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102011015233A1 (de) 2011-03-25 2012-09-27 Linde Ag Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102011015429A1 (de) 2011-03-29 2012-10-04 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Rebox-Brenners
DE102011015430A1 (de) 2011-03-29 2012-10-04 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Flachgas
EP2520886A1 (de) 2011-05-05 2012-11-07 Linde AG Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines gasförmigen Sauerstoff-Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102011112909A1 (de) 2011-09-08 2013-03-14 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Stahl
EP2600090B1 (de) 2011-12-01 2014-07-16 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Drucksauerstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102011121314A1 (de) 2011-12-16 2013-06-20 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Erzeugung eines gasförmigen Sauerstoff-Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102012021694A1 (de) 2012-11-02 2014-05-08 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft in einer Luftzerlegungsanlage und Luftzerlegungsanlage
DE102013002094A1 (de) 2013-02-05 2014-08-07 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Produktion von Luftprodukten und Luftzerlegungsanlage
WO2014154339A2 (de) 2013-03-26 2014-10-02 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur luftzerlegung und luftzerlegungsanlage
EP2784420A1 (de) 2013-03-26 2014-10-01 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Luftzerlegung und Luftzerlegungsanlage
EP2801777A1 (de) 2013-05-08 2014-11-12 Linde Aktiengesellschaft Luftzerlegungsanlage mit Hauptverdichterantrieb
DE102013017590A1 (de) 2013-10-22 2014-01-02 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Gewinnung eines Krypton und Xenon enthaltenden Fluids und hierfür eingerichtete Luftzerlegungsanlage
US20150168056A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-18 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method For Producing Pressurized Gaseous Oxygen Through The Cryogenic Separation Of Air
PL2963370T3 (pl) 2014-07-05 2018-11-30 Linde Aktiengesellschaft Sposób i urządzenie do kriogenicznego rozdziału powietrza
PL2963369T3 (pl) 2014-07-05 2018-10-31 Linde Aktiengesellschaft Sposób i urządzenie do niskotemperaturowej separacji powietrza
TR201808162T4 (tr) 2014-07-05 2018-07-23 Linde Ag Havanın düşük sıcaklıkta ayrıştırılması vasıtasıyla bir basınçlı gaz ürününün kazanılmasına yönelik yöntem ve cihaz.
EP2963367A1 (de) 2014-07-05 2016-01-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft mit variablem Energieverbrauch
DE102015015684A1 (de) 2015-12-03 2016-07-21 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft und Luftzerlegungsanlage
EP3179186A1 (de) 2015-12-07 2017-06-14 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur gewinnung eines flüssigen und eines gasförmigen, sauerstoffreichen luftprodukts in einer luftzerlegungsanlage und luftzerlegungsanlage
US9964354B2 (en) 2016-01-19 2018-05-08 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method for producing pressurized gaseous oxygen through the cryogenic separation of air

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2680114B1 (fr) 1991-08-07 1994-08-05 Lair Liquide Procede et installation de distillation d'air, et application a l'alimentation en gaz d'une acierie.
FR2685459B1 (fr) * 1991-12-18 1994-02-11 Air Liquide Procede et installation de production d'oxygene impur.
US5341646A (en) * 1993-07-15 1994-08-30 Air Products And Chemicals, Inc. Triple column distillation system for oxygen and pressurized nitrogen production
GB9326168D0 (en) * 1993-12-22 1994-02-23 Bicc Group The Plc Air separation
US5456083A (en) * 1994-05-26 1995-10-10 The Boc Group, Inc. Air separation apparatus and method
US5490391A (en) * 1994-08-25 1996-02-13 The Boc Group, Inc. Method and apparatus for producing oxygen
US5655388A (en) * 1995-07-27 1997-08-12 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system for producing high pressure gaseous oxygen and liquid product
US5628207A (en) * 1996-04-05 1997-05-13 Praxair Technology, Inc. Cryogenic Rectification system for producing lower purity gaseous oxygen and high purity oxygen
DE19803437A1 (de) 1998-01-29 1999-03-18 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
FR2778971A1 (fr) * 1998-05-20 1999-11-26 Air Liquide Installation de production d'un gaz, forme d'un constituant ou d'un melange de constituants de l'air sous une haute pression

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2703757A1 (de) 2012-09-04 2014-03-05 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Anlage zur Erzeugung flüssiger und gasförmiger Sauerstoffprodukte durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102012017484A1 (de) 2012-09-04 2014-03-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Anlage zur Erzeugung flüssiger und gasförmiger Sauerstoffprodukte durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102012017488A1 (de) 2012-09-04 2014-03-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Erstellung einer Luftzerlegungsanlage, Luftzerlegungsanlage und zugehöriges Betriebsverfahren
WO2014037091A2 (de) 2012-09-04 2014-03-13 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und anlage zur erzeugung flüssiger und gasförmiger sauerstoffprodukte durch tieftemperaturzerlegung von luft
CN116817541A (zh) * 2023-08-31 2023-09-29 齐齐哈尔黎明气体有限公司 医用氧充装过程放空气体回收装置
CN116817541B (zh) * 2023-08-31 2023-11-10 齐齐哈尔黎明气体有限公司 医用氧充装过程放空气体回收装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1284404A1 (de) 2003-02-19
US6662595B2 (en) 2003-12-16
US20030051504A1 (en) 2003-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10139727A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP1067345B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP0955509B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von hochreinem Sauerstoff
EP0716280B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE19803437A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE10013073A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP2235460A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur tieftemperatur-luftzerlegung
EP1308680A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Krypton und/oder Xenon durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP0948730B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von druckstickstoff
EP1357342A1 (de) Drei-Säulen-System zur Tieftemperaturzerlegung mit Argongewinnung
DE10018200A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Druckstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE19936816A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Sauerstoff unter überatmosphärischem Druck
EP3290843A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von druckstickstoff und flüssigstickstoff durch tieftemperaturzerlegung von luft
EP0768503B1 (de) Dreifachsäulenverfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE10103968A1 (de) Drei-Säulen-System zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE60007686T2 (de) Tieftemperaturrektifikationsystem zur Luftzerleggung
EP2551619A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Druckstickstoff und Drucksauerstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102007042462A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP1750074A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP1199532B1 (de) Drei-Säulen-System zur Tieftemperatur-Zerlegung von Luft
EP2914913A2 (de) Verfahren zur tieftemperaturzerlegung von luft in einer luftzerlegungsanlage und luftzerlegungsanlage
DE19933558A1 (de) Dreisäulenverfahren und -vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP1189001B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung hoch reinen Stickstoffs durch Tieftemperatur-Luftzerlegung
DE10153919A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung hoch reinen Sauerstoffs aus weniger reinem Sauerstoff
DE19819263C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Druckstickstoff

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee