DE102016002115A1 - Distillation column system and method for producing oxygen by cryogenic separation of air - Google Patents
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Abstract
Das Destillationssäulen-System und das Verfahren dienen zur Erzeugung von Sauerstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft. Das Destillationssäulen-System weist eine konventionelle Doppelsäule (2, 3, 4) auf sowie eine Argon-Sauerstoff-Säule (26), die wie eine klassische Rohargonsäule geschaltet ist. Unterhalb der Argon-Sauerstoff-Säule (26) ist eine Sauerstoffsäule (36) in einem gemeinsamen Behälter (20) angeordnet, die einem Abschnitt der Niederdrucksäule 4 der Doppelsäule parallel geschaltet ist.The distillation column system and process are used to produce oxygen by cryogenic separation of air. The distillation column system has a conventional double column (2,3,4) and an argon-oxygen column (26) connected like a classic crude argon column. Below the argon-oxygen column (26) an oxygen column (36) in a common container (20) is arranged, which is connected in parallel to a portion of the low-pressure column 4 of the double column.
Description
Die Erfindung betrifft ein Destillationssäulen-System zur Erzeugung von Sauerstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a distillation column system for the production of oxygen by cryogenic separation of air according to the preamble of
Die Grundlagen der Tieftemperaturzerlegung von Luft im Allgemeinen sowie der Aufbau von Zwei-Säulen-Anlagen im Speziellen sind in der Monografie ”Tieftemperaturtechnik” von
Das Destillationssäulen-System der Erfindung kann grundsätzlich als klassisches Zwei-Säulen-System mit Hochdrucksäule und Niederdrucksäule ausgebildet sein. Es kann zusätzlich zu den beiden Trennsäulen zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung weitere Vorrichtungen zur Gewinnung anderer Luftkomponenten, insbesondere von Edelgasen aufweisen, beispielsweise eine Krypton-Xenon-Gewinnung.The distillation column system of the invention can basically be designed as a classic two-column system with high-pressure column and low-pressure column. In addition to the two separation columns for nitrogen-oxygen separation, it can have other devices for obtaining other air components, in particular noble gases, for example krypton-xenon recovery.
Unter einer ”Argonausschleussäule” wird hier eine Trennsäule zur Argon-Sauerstoff-Trennung bezeichnet, die nicht zur Gewinnung eines reinen Argonprodukts, sondern zur Ausschleusung von Argon aus der in Hochdrucksäule und Niederdrucksäule zu zerlegenden Luft dient. Ihre Schaltung unterscheidet sich nur wenig von der einer klassischen Rohargonsäule, allerdings enthält sie deutlich weniger theoretische Böden, nämlich weniger als 40, insbesondere zwischen 35 und 15. Wie eine Rohargonsäule ist der Sumpfbereich einer Argonausschleussäule mit einer Zwischenstelle der Niederdrucksäule verbunden und die Argonausschleussäule wird durch einen Kopfkondensator gekühlt, auf dessen Verdampfungsseite entspannte Sumpfflüssigkeit aus der Hochdrucksäule eingeleitet wird; eine Argonausschleussäule weist keinen Sumpfverdampfer auf. An "argon discharge column" here refers to a separation column for argon-oxygen separation, which does not serve to obtain a pure argon product but to discharge argon from the air to be separated into the high-pressure column and low-pressure column. Their circuit differs only slightly from that of a classical crude argon column, but it contains significantly less theoretical plates, namely less than 40, especially between 35 and 15. Like a crude argon column, the bottom region of an argon discharge column is connected to an intermediate point of the low pressure column and the argon discharge column is passed through cooled a head condenser, on the evaporation side relaxed bottom liquid is introduced from the high pressure column; an argon discharge column has no bottom evaporator.
Als ”Argon-Sauerstoff-Säule” wird hier eine Trennsäule zur Argon-Sauerstoff-Trennung bezeichnet, die entweder von einer Rohargonsäule mit bis zu 80 theoretischen Böden gebildet wird oder von einer Argonausschleussäule, die im Allgemeinen ein weniger reines Kopfprodukt erzeugt. Eine Argon-Sauerstoff-Säule weist keinen Sumpfverdampfer, aber einen Argon-Sauerstoff-Säulen-Kopfkondensator auf.The term "argon-oxygen column" here refers to an argon-oxygen separation column formed either from a crude argon column having up to 80 theoretical plates or from an argon discharge column which generally produces a less pure overhead product. An argon-oxygen column has no bottom evaporator but an argon-oxygen column top condenser.
Der Hauptkondensator und der Argon-Sauerstoff-Säulen-Kopfkondensator sind bei der Erfindung als Kondensator-Verdampfer ausgebildet. Als ”Kondensator-Verdampfer” wird ein Wärmetauscher bezeichnet, in dem ein erster, kondensierender Fluidstrom in indirekten Wärmeaustausch mit einem zweiten, verdampfenden Fluidstrom tritt. Jeder Kondensator-Verdampfer weist einen Verflüssigungsraum und einen Verdampfungsraum auf, die aus Verflüssigungspassagen beziehungsweise Verdampfungspassagen bestehen. In dem Verflüssigungsraum wird die Kondensation (Verflüssigung) eines ersten Fluidstroms durchgeführt, in dem Verdampfungsraum die Verdampfung eines zweiten Fluidstroms. Verdampfungs- und Verflüssigungsraum werden durch Gruppen von Passagen gebildet, die untereinander in Wärmeaustauschbeziehung stehen.The main condenser and the argon-oxygen column top condenser are formed in the invention as a condenser-evaporator. The term "condenser-evaporator" refers to a heat exchanger in which a first condensing fluid stream undergoes indirect heat exchange with a second evaporating fluid stream. Each condenser-evaporator has a liquefaction space and an evaporation space, which consist of liquefaction passages or evaporation passages. In the liquefaction space, the condensation (liquefaction) of a first fluid flow is performed, in the evaporation space the evaporation of a second fluid flow. Evaporation and liquefaction space are formed by groups of passages that are in heat exchange relationship with each other.
Dabei kann der Hauptkondensator – und ebenso der Argon-Sauerstoff-Säulen-Kopfkondensator – als ein- oder mehrstöckiger Badverdampfer, insbesondere als Kaskadenverdampfer (beispielsweise wie in
Das Destillationssäulen-System einer Luftzerlegungsanlage ist in einer oder mehreren Coldboxen angeordnet. Unter einer ”Coldbox” wird hier eine isolierende Umhüllung verstanden, die einen wärmeisolierten Innenraum vollständig mit Außenwänden umfasst; in dem Innenraum sind zu isolierenden Anlagenteile angeordnet, zum Beispiel ein oder mehrere Trennsäulen und/oder Wärmetauscher. Die isolierende Wirkung kann durch entsprechende Ausgestaltung der Außenwände und/oder durch die Füllung des Zwischenraums zwischen Anlagenteilen und Außenwänden mit einem Isoliermaterial bewirkt werden. Bei der letzteren Variante wird vorzugsweise ein pulverförmiges Material wie zum Beispiel Perlite verwendet. Sowohl das Destilliersäulen-System zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung einer Tieftemperatur-Luftzerlegungsanlage als auch der Hauptwärmetauscher und weitere kalte Anlagenteile müssen von einer oder mehreren Coldboxen umschlossen sein. Die Außenmaße der Coldbox bestimmen üblicherweise die Transportmaße bei vorgefertigten Anlagen.The distillation column system of an air separation plant is arranged in one or more cold boxes. A "cold box" is here understood to mean an insulating casing which comprises a heat-insulated interior completely with outer walls; in the interior are arranged to be isolated plant parts, for example, one or more separation columns and / or heat exchangers. The insulating effect can be effected by appropriate design of the outer walls and / or by the filling of the gap between system parts and outer walls with an insulating material. In the latter variant, a powdery material such as perlite is preferably used. Both the distillation column system for nitrogen-oxygen separation of a cryogenic air separation plant and the main heat exchanger and other cold plant parts must be enclosed by one or more cold boxes. The outer dimensions of the coldbox usually determine the transport dimensions of prefabricated systems.
Ein ”Hauptwärmetauscher” dient zur Abkühlung von Einsatzluft in indirektem Wärmeaustausch mit Rückströmen aus dem Destillationssäulen-System. Er kann aus einem einzelnen oder mehreren parallel und/oder seriell verbundenen Wärmetauscherabschnitten gebildet sein, zum Beispiel aus einem oder mehreren Plattenwärmetauscher-Blöcken. Separate Wärmetauscher, die speziell der Verdampfung oder Pseudo-Verdampfung eines einzigen flüssigen oder überkritischen Fluids dienen, ohne Anwärmung und/oder Verdampfung eines weiteren Fluids, gehören nicht zum Hauptwärmetauscher.A "main heat exchanger" serves to cool feed air in indirect heat exchange with recycle streams from the distillation column system. It may be formed from a single or multiple parallel and / or serially connected heat exchanger sections, for example one or more plate heat exchanger blocks. Separate heat exchangers which specifically serve to vaporize or pseudo-evaporate a single liquid or supercritical fluid without heating and / or vaporization of another fluid, do not belong to the main heat exchanger.
Die relativen räumlichen Begriffe ”oben”, ”unten”, ”über”, ”unter”, ”oberhalb”, ”unterhalb”, ”nebeneinander”, ”vertikal”, ”horizontal” etc. beziehen sich hier auf die räumliche Ausrichtung der Trennsäulen im Normalbetrieb. Unter einer Anordnung zweier Säulen oder Apparateteile ”übereinander” wird hier verstanden, dass das sich obere Ende des unteren der beiden Apparateteile sich auf niedrigerer oder gleicher geodätischer Höhe befindet wie das untere Ende der oberen der beiden Apparateteile und sich die Projektionen der beiden Apparateteile in eine horizontale Ebene überschneiden. Insbesondere sind die beiden Apparateteile genau übereinander angeordnet, das heißt die Achsen der beiden Säulen verlaufen auf derselben vertikalen Geraden. The relative spatial terms "top", "bottom", "above", "below", "above", "below", "next to each other", "vertically", "horizontally" etc. refer here to the spatial orientation of the separation columns in normal operation. An arrangement of two columns or parts of apparatus "one above the other" is understood here to mean that the upper end of the lower of the two apparatus parts is at a lower or the same geodetic height as the lower end of the upper of the two apparatus parts and the projections of the two apparatus parts into one overlap horizontal plane. In particular, the two parts of the apparatus are arranged exactly one above the other, that is, the axes of the two columns extend on the same vertical line.
Ein Destillationssäulen-System der eingangs genannten Art ist aus
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Destillationssäulen-System der eingangs genannten Art möglichst kompakt zu gestalten und insbesondere seine Bauhöhe bei gleich bleibender Kapazität zu verringern, insbesondere bei besonders großen Luftzerlegungsanlagen für eine Luftmenge von mehr als 300.000 Nm3/h, vorzugsweise mehr als 360.000 Nm3/h.The invention has for its object to make a distillation column system of the type mentioned as compact as possible and in particular to reduce its height while maintaining capacity, especially for very large air separation plants for an air volume of more than 300,000 Nm 3 / h, preferably more than 360,000 Nm 3 / h.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of
Die Argon-Sauerstoff-Säule wird dabei nach unten verlängert durch einen weiteren Stoffaustauschbereich, der als Sauerstoffsäule genutzt wird. Dieser kann – wie die übrigen Abschnitte in Hochdrucksäule, Niederdrucksäule und Argon-Sauerstoff-Säule – durch konventionelle Rektifizierböden wie zum Beispiel Siebböden, Füllkörper (ungeordnete Packung) oder geordnete (strukturierte) Packung gebildet werden. Vorzugsweise wird in der Niederdrucksäule und in der Argon-Sauerstoff-Säule geordnete Packung eingesetzt.The argon-oxygen column is extended downwards by a further mass transfer area, which is used as an oxygen column. This can - like the other sections in high-pressure column, low-pressure column and argon-oxygen column - by conventional rectification soils such as sieve trays, random packing (disordered packing) or ordered (structured) pack are formed. Preferably, ordered packing is used in the low-pressure column and in the argon-oxygen column.
Um einen Stoffaustausch zu bewirken, muss unterhalb des weiteren Stoffaustauschbereichs ein aufsteigendes Gas eingeleitet werden. Dies geschieht durch ”Mittel zum Einleiten eines sauerstoffreichen Gases” im Sumpf der Sauerstoffsäule. Das ”sauerstoffreiche Gas” kann entweder von außen in die Sauerstoffsäule eingeleitet werden oder aus einem im Sumpf der Sauerstoffsäule angeordneten Sumpfverdampfer stammen. Bei Einleitung von außen wird das ”sauerstoffreiche Gas” an einem beliebigen Punkt der Niederdrucksäule unterhalb des Gasabzugs, der zur Gaseinspeisung in die Argon-Sauerstoff-Säule dient, abgezogen und unterhalb der Gaseinspeisung zur Argon-Sauerstoff-Säule in den Behälter eingeleitet. Dieser Strom hat damit einen höheren Sauerstoffgehalt als der Gasabzug in die Argon-Sauerstoff-Säule. Dieser Sauerstoffgehalt beträgt mindestens 80%, vorzugsweise mehr als 90%, insbesondere mehr als 97%. Idealerweise entspricht dieser Sauerstoffgehalt der Konzentration des sauerstoffreichen Gases im Sumpf der Niederdrucksäule und wird über dem Hauptkondensator abgezogen. Der Rücklauf der im Sumpf der Sauerstoffsäule ankommt, wird in die Niederdrucksäule zurückgespeist, idealerweise an der gleichen Stelle, an der das Gas für die Einspeisung in die Sauerstoffsäule aus der Niederdrucksäule abgezogen wird. Alternativ kann im Sumpf der Sauerstoffsäule ein Sumpfverdampfer angebracht werden. Grundsätzlich kann man den Kapazitätsausgleich zwischen der Sauerstoffsäule und der Niederdrucksäule auch mit Flüssigkeit statt Gas aus der Niederdrucksäule vornehmen, dann würde Gas von der Sauerstoffsäule zurück in die Niederdrucksäule fließen.In order to effect a mass transfer, an ascending gas must be introduced below the further mass transfer area. This is done by "means for introducing an oxygen-rich gas" in the bottom of the column of oxygen. The "oxygen-rich gas" can either be introduced from the outside into the oxygen column or originate from a bottom evaporator arranged in the bottom of the oxygen column. When introduced from the outside, the "oxygen-rich gas" is withdrawn at any point of the low-pressure column below the gas outlet, which serves to feed gas into the argon-oxygen column and introduced into the container below the gas feed to the argon-oxygen column. This stream thus has a higher oxygen content than the gas outlet into the argon-oxygen column. This oxygen content is at least 80%, preferably more than 90%, in particular more than 97%. Ideally, this oxygen content corresponds to the concentration of the oxygen-rich gas in the bottom of the low-pressure column and is drawn off above the main condenser. The return, which arrives at the bottom of the column of oxygen, is fed back to the low-pressure column, ideally at the same point where the gas for feeding into the column of oxygen is withdrawn from the low-pressure column. Alternatively, a bottom evaporator can be installed in the bottom of the oxygen column. Basically, you can make the capacity equalization between the oxygen column and the low pressure column with liquid instead of gas from the low pressure column, then gas would flow from the oxygen column back into the low pressure column.
Bei der Erfindung wird der Behälter der Argon-Sauerstoff-Säule nicht nur wie üblich zur Argonanreicherung des Argon-Sauerstoff-Gemischs aus der Niederdrucksäule genutzt, sondern auch zur Abreicherung der herabfließenden Flüssigkeit an Argon und damit zur Anreicherung an Sauerstoff. Der untere Teil des Behälters, die Sauerstoffsäule, wirkt also ähnlich wie ein entsprechender Teil des Sauerstoffabschnitts der Niederdrucksäule und ist diesem praktisch parallel geschaltet. Damit wird der entsprechende Teil des Sauerstoffabschnitts entlastet, indem dort im Betrieb der Anlage weniger Gas und Flüssigkeit fließen. Beispielsweise beträgt das Verhältnis zwischen der dort und in der Sauerstoffsäule aufsteigenden Gasmenge von 20 zu 80 bis 50 zu 50.In the invention, the container of the argon-oxygen column is not only used as usual for argon enrichment of the argon-oxygen mixture from the low-pressure column, but also for depletion of the down-flowing liquid to argon and thus for the accumulation of oxygen. The lower part of the container, the oxygen column, thus acts much like a corresponding part of the oxygen portion of the low-pressure column and is connected to this practically in parallel. Thus, the corresponding part of the oxygen section is relieved, since there flow less gas and liquid during operation of the system. For example, the ratio between the gas quantity rising there and in the oxygen column is from 20:80 to 50:50.
Der betreffende Teil des Sauerstoffabschnitts kann daher mit einer verringerten Kapazität ausgestattet werden, beispielsweise durch Verwendung einer dichteren Packung. Dadurch steigt aber die Wirksamkeit des Abschnitts und der Abschnitt kann niedriger gebaut werden. Auf diese Weise verringert sich die Bauhöhe der Niederdrucksäule beziehungsweise der gesamten Doppelsäule. Vorfertigung, Transport und Aufbau der Doppelsäule erfordern entsprechend weniger Aufwand.The relevant part of the oxygen section can therefore be equipped with a reduced capacity, for example by use a denser pack. However, this increases the effectiveness of the section and the section can be built lower. In this way, the overall height of the low-pressure column or the entire double column is reduced. Prefabrication, transport and construction of the double column require correspondingly less effort.
Die Sauerstoffsäule wird vorzugsweise so ausgebildet, dass die Sauerstoffkonzentration in ihrem Sumpf gleich derjenigen im Sumpf der Niederdrucksäule ist. Der oben beschriebene ”Teil des Sauerstoffabschnitts” wird dabei durch den gesamten Sauerstoffabschnitt zwischen Sumpf der Niederdrucksäule und Gasleitung zur Argon-Sauerstoff-Säule gebildet.The oxygen column is preferably formed so that the oxygen concentration in its sump is equal to that in the bottom of the low-pressure column. The "part of the oxygen section" described above is formed by the entire oxygen section between the bottom of the low-pressure column and the gas line to the argon-oxygen column.
In einer ersten Variante der Erfindung werden die Mittel zum Einleiten eines sauerstoffreichen Gases durch eine Sauerstoffgasleitung zur Einleitung von sauerstoffreichem Gas aus der Niederdrucksäule in den Sumpfbereich der Sauerstoffsäule gebildet. Grundsätzlich kann die Sauerstoffsäule auch in dieser Variante zusätzlich einen Sumpfverdampfer aufweisen; im Allgemeinen wird sie aber in der ersten Variante ohne Sumpfheizung ausgeführt. Die Lastverteilung kann über eine zusätzliche Flüssigleitung, die vorzugsweise an der gleichen Stelle der Niederdrucksäule abgezogen wird wie die Gasleitung, verschoben werden. In diesem Falle würde man Gas aus der Sauerstoffsäule in die Niederdrucksäule zurückführen, um die Argon-Sauerstoff-Säule nicht unnötig zu belasten.In a first variant of the invention, the means for introducing an oxygen-rich gas through an oxygen gas line for the introduction of oxygen-rich gas from the low-pressure column are formed in the bottom region of the oxygen column. In principle, the oxygen column can also have a bottom evaporator in this variant; In general, however, it is carried out in the first variant without sump heating. The load distribution can be shifted via an additional liquid line, which is preferably drawn off at the same point of the low-pressure column as the gas line. In this case, one would return gas from the oxygen column in the low-pressure column in order not to unnecessarily burden the argon-oxygen column.
In einer zweiten Variante weist die Sauerstoffsäule eine Sauerstoffsäulen-Sumpfheizung auf, die als Kondensator-Verdampfer ausgebildet ist, wobei der Verdampfungsraum der Sauerstoffsäulen-Sumpfheizung insbesondere in Strömungsverbindung mit dem Sumpfbereich der Sauerstoffsäule steht. Idealerweise ist die Sauerstoffsäulen-Sumpfheizung so angeordnet, dass die Sumpfflüssigkeit der Sauerstoffsäule kraft des hydrostatischen Druckgefälles in die Niederdrucksäule fließen kann.In a second variant, the oxygen column has an oxygen column bottom heating, which is designed as a condenser-evaporator, wherein the evaporation space of the oxygen column bottom heating is in particular in flow connection with the bottom region of the oxygen column. Ideally, the oxygen column bottom heater is arranged so that the bottoms liquid of the oxygen column can flow into the low pressure column by virtue of the hydrostatic pressure gradient.
Bei der zweiten Variante kann das Destillationssäulen-System außerdem eine zweite Hochdrucksäule aufweisen, die unterhalb des Behälters der Argon-Sauerstoff-Säule angeordnet ist und deren Kopfbereich mit dem Verflüssigungsraum der Sauerstoffsäulen-Sumpfheizung in Strömungsverbindung steht; in der Sauerstoffsäulen-Sumpfheizung wird also Kopfgas der zweiten Hochdrucksäule verflüssigt. Die Kombination aus Argon-Sauerstoff-Säule und Sauerstoffsäule (oben) und zweiter Hochdrucksäule (unten) bilden also eine Art Doppelsäule mit der Sauerstoffsäulen-Sumpfheizung als ”Hauptkondensator”.In the second variant, the distillation column system may further comprise a second high-pressure column which is disposed below the container of the argon-oxygen column and whose head portion is in fluid communication with the liquefaction space of the oxygen column sump heater; in the oxygen column bottom heating, top gas of the second high-pressure column is thus liquefied. The combination of argon-oxygen column and oxygen column (top) and second high-pressure column (bottom) thus form a kind of double column with the oxygen column bottom heater as a "main capacitor".
Auf diese Weise kann nicht nur der Sauerstoffabschnitt der Niederdrucksäule, sondern auch ein Teil der ersten Hochdrucksäule oder die gesamte erste Hochdrucksäule auf die oben beschriebene Weise entlastet und damit niedriger gebaut werden. Die Kapazitätsaufteilung zwischen erster und zweiter Hochdrucksäule beträgt beispielsweise etwa 60 zu 40. In Einzelfällen könnte man die Last zwischen den beiden parallel arbeitenden Systemen so aufteilen, dass eine Hochdrucksäule am Kopf das gasförmige Druckstickstoffprodukt produziert und die andere, parallele Hochdrucksäule kein gasförmiges Druckstickstoffprodukt erzeugt. Damit kann man in der letzteren Hochdrucksäule den Abschnitt zur Druckstickstoffproduktion einsparen.In this way, not only the oxygen portion of the low-pressure column, but also a part of the first high-pressure column or the entire first high pressure column can be relieved in the manner described above and thus built lower. The capacity distribution between the first and second high-pressure column is for example about 60 to 40. In individual cases, one could split the load between the two parallel systems so that a high-pressure column at the head produces the gaseous pressure nitrogen product and the other, parallel high-pressure column produces no gaseous pressure nitrogen product. This can be saved in the latter high-pressure column section for pressurized nitrogen production.
Grundsätzlich kann die zweite Hochdrucksäule der kompletten ersten Hochdrucksäule parallel geschaltet sein. In vielen Fällen ist es jedoch günstiger, wenn der Sumpfbereich der zweiten Hochdrucksäule über eine Stickstoffgaszuleitung und eine Flüssigstickstoffrückleitung mit einer Zwischenstelle der ersten Hochdrucksäule verbunden ist. Damit wirkt die Entlastung gezielt für den Bereich der ersten Hochdrucksäule oberhalb der Verbindung mit der Stickstoffgaszuleitung. Dabei wird Stickstoffgas von einer Zwischenstelle der ersten Hochdrucksäule in die zweite Hochdrucksäule eingeleitet, und flüssiger Stickstoff aus dem Sumpf der zweiten Hochdrucksäule wird zu der Zwischenstelle der ersten Hochdrucksäule zurückgeleitet.In principle, the second high pressure column of the complete first high pressure column can be connected in parallel. In many cases, however, it is more favorable if the bottom region of the second high-pressure column is connected via a nitrogen gas feed line and a liquid nitrogen return line to an intermediate point of the first high-pressure column. Thus, the discharge acts specifically for the area of the first high-pressure column above the connection with the nitrogen gas supply line. Nitrogen gas is introduced from an intermediate point of the first high-pressure column into the second high-pressure column, and liquid nitrogen from the bottom of the second high-pressure column is returned to the intermediate point of the first high-pressure column.
Der Argon-Sauerstoff-Säulen-Kopfkondensator kann im Sumpf einer Seitenkolonne angeordnet sein, und eine, mehrere oder alle der folgenden Flüssigfraktionen können in die Seitenkolonne eingeleitet werden:
- – ein Teil der Sumpfflüssigkeit der ersten Hochdrucksäule,
- – ein Teil einer flüssigen Einsatzluftfraktion beziehungsweise einer entsprechenden aus der ersten Hochdrucksäule entnommenen Fraktion,
- – ein Teil einer flüssigen Stickstofffraktion von einer Zwischenstelle der ersten Hochdrucksäule,
- – ein Teil eines arbeitsleistend entspannten Luftstroms.
- A part of the bottom liquid of the first high-pressure column,
- A part of a liquid feed air fraction or of a corresponding fraction taken from the first high-pressure column,
- A part of a liquid nitrogen fraction from an intermediate point of the first high-pressure column,
- - Part of a work-relaxing air flow.
Außerdem können die Argon-Sauerstoff-Säule durch eine Argonausschleussäule und der Argon-Sauerstoff-Säulen-Kopfkondensator durch einen Argonausschleussäulen-Kopfkondensator gebildet werden.In addition, the argon-oxygen column can be formed through an argon discharge column and the argon-oxygen column top condenser through an argon discharge column top condenser.
Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen:The invention and further details of the invention are explained below with reference to embodiments schematically illustrated in the drawings. Hereby show:
In allen Ausführungsbeispielen sind der warme Teil der Luftzerlegungsanlage sowie der Hauptwärmetauscher auf fachübliche Weise ausgeführt und daher in den Zeichnungen nicht dargestellt. Bei allen Ausführungsbeispielen werden die Argon-Sauerstoff-Säule durch eine Argonausschleussäule und der Argon-Sauerstoff-Säulen-Kopfkondensator durch einen Argonausschleussäulen-Kopfkondensator gebildet. Die Ausführungsformen sind aber grundsätzlich ebenso für den Fall geeignet, dass die Argon-Sauerstoff-Säule durch eine Rohargonsäule gebildet wird, also mehr theoretische Böden als eine Argonausschleussäule aufweist.In all embodiments, the warm part of the air separation plant and the main heat exchanger are executed in a usual way and therefore not shown in the drawings. In all embodiments, the argon-oxygen column is formed by an argon discharge column and the argon-oxygen column top condenser through an argon discharge column top condenser. However, the embodiments are basically also suitable for the case that the argon-oxygen column is formed by a crude argon column, that is, has more theoretical plates than an argon discharge column.
Bei dem Ausführungsbeispiel der
Der gasförmige Kopfstickstoff
Aus der Niederdrucksäule
Eine andere Flüssigsauerstofffraktion
Eine Argonausschleussäule
Die Argonausschleussäule weist einen Argonausschleussäulen-Kopfkondensator
Über Leitungen
Über die Gasleitung
Insoweit entspricht die Argonausschleussäule
Innerhalb der Sauerstoffsäule
In umgekehrter Richtung wird gasförmiger Sauerstoff
In einem der untersten Packungsabschnitte
Die übrigen Packungslagen der untersten Packungsabschnitte
Bei dem Ausführungsbeispiel strömen 60% des im Hauptkondensator
- – eine Sauerstoffsäulen-
Sumpfheizung 203 und - – eine zweite Hochdrucksäule
202
- - an oxygen
column sump heater 203 and - - a second
high pressure column 202
Im Verflüssigungsraum der Sauerstoffsäulen-Sumpfheizung
Wie in
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden der Hauptkondensator
In
Außerdem wird nur ein erster Teil
Alternativ können die beiden Stickstoffströme
Selbstverständlich kann die Seitenkolonne
Zum Beispiel zeigt
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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