DE102018009780A1 - Process and plant for the low-temperature separation of air - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft unter Verwendung einer Luftzerlegungsanlage (100) die eine erste Rektifikationskolonne (11), die in einem ersten Druckbereich betrieben wird, und eine zweite Rektifikationskolonne (12), die in einem zweiten Druckbereich unterhalb des ersten Druckbereichs betrieben wird, aufweist, wobei Sumpfflüssigkeit und verflüssigtes Kopfgas aus der ersten Rektifikationskolonne (11) und Flüssigluft in einem Unterkühler (8) abgekühlt und in die zweite Rektifikationskolonne (12) eingespeist werden und wobei Gas aus der zweiten Rektifikationskolonne (12) in dem Unterkühler (8) erwärmt wird, vorgeschlagen. Es ist vorgesehen, dass die in dem Unterkühler (8) abgekühlte Flüssigluft über eine maximale Wärmeaustauschstrecke durch den Unterkühler (8) geführt wird und dass die in dem Unterkühler (8) abgekühlte Sumpfflüssigkeit aus der ersten Rektifikationskolonne (11), das in dem Unterkühler (8) abgekühlte verflüssigte Kopfgas aus der ersten Rektifikationskolonne (11) und die in dem Unterkühler (8) abgekühlte Flüssigluft einerseits und das in dem Unterkühler (8) erwärmte Gas aus der zweiten Rektifikationskolonne (12) andererseits parallel zueinander im Gegenstrom durch den Unterkühler (8) geführt werden. Eine entsprechende Luftzerlegungsanlage (100) ist ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung.The invention relates to a method for the low-temperature separation of air using an air separation plant (100) which has a first rectification column (11) which is operated in a first pressure range and a second rectification column (12) which is operated in a second pressure range below the first pressure range , wherein bottom liquid and liquefied overhead gas from the first rectification column (11) and liquid air are cooled in a subcooler (8) and fed into the second rectification column (12), and gas from the second rectification column (12) in the subcooler (8) is warmed, proposed. It is provided that the liquid air cooled in the subcooler (8) is passed through the subcooler (8) over a maximum heat exchange path and that the bottom liquid cooled in the subcooler (8) from the first rectification column (11), which is in the subcooler ( 8) cooled liquefied overhead gas from the first rectification column (11) and the liquid air cooled in the subcooler (8) on the one hand and the gas from the second rectification column (12) heated in the subcooler (8) on the other hand in countercurrent through the subcooler (8 ) are performed. A corresponding air separation plant (100) is also the subject of the present invention.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Tieftemperaturzerlegung von Luft gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a method and a plant for the low-temperature separation of air according to the preambles of the independent claims.

Stand der TechnikState of the art

Die Herstellung von Luftprodukten in flüssigem oder gasförmigem Zustand durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in Luftzerlegungsanlagen ist bekannt und beispielsweise bei H.-W. Häring (Hrsg.), Industrial Gases Processing, Wiley-VCH, 2006, insbesondere Abschnitt 2.2.5, „Cryogenic Rectification“, beschrieben.The production of air products in liquid or gaseous state by low-temperature separation of air in air separation plants is known and is, for example, by H.-W. Häring (ed.), Industrial Gases Processing, Wiley-VCH, 2006, in particular Section 2.2.5, "Cryogenic Rectification".

Bekannte Luftzerlegungsanlagen weisen Rektifikationskolonnensysteme auf, die beispielsweise als Zweikolonnensysteme, insbesondere als klassische Linde-Doppelkolonnensysteme, aber auch als Drei- oder Mehrkolonnensysteme ausgebildet sein können. Neben den Rektifikationskolonnen zur Gewinnung von Stickstoff und/oder Sauerstoff in flüssigem und/oder gasförmigem Zustand, also Rektifikationskolonnen zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung, können Rektifikationskolonnen zur Gewinnung weiterer Luftkomponenten, insbesondere der Edelgase Krypton, Xenon und/oder Argon, vorgesehen sein. Die Begriffe „Rektifikation“, „Destillation“, „Säule“ und „Kolonne“ sowie hieraus zusammengesetzte Begriffe werden hier synonym verwendet.Known air separation plants have rectification column systems which can be designed, for example, as two-column systems, in particular as classic Linde double-column systems, but also as three- or multi-column systems. In addition to the rectification columns for the production of nitrogen and / or oxygen in the liquid and / or gaseous state, that is to say rectification columns for the nitrogen-oxygen separation, rectification columns for the production of further air components, in particular the noble gases krypton, xenon and / or argon, can be provided. The terms "rectification", "distillation", "column" and "column" as well as terms made up of them are used synonymously here.

Die Rektifikationskolonnen entsprechender Rektifikationskolonnensysteme werden auf unterschiedlichen Druckniveaus betrieben. Bekannte Rektifikationskolonnensysteme weisen dabei eine sogenannte Hochdruckkolonne (auch als Druckkolonne, Mitteldruckkolonne oder untere Kolonne bezeichnet) und eine sogenannte Niederdruckkolonne (auch als obere Kolonne bezeichnet) auf. Die Hochdruckkolonne wird typischerweise auf einem Druckniveau von 4 bis 7 bar, insbesondere auf einem Druckniveau von ca. 5,3 bar, betrieben. Die Niederdruckkolonne wird auf einem Druckniveau von typischerweise 1 bis 2 bar, insbesondere auf einem Druckniveau von ca. 1,4 bar, betrieben. Bei den genannten Drücken handeln es sich um Absolutdrücke, die am Kopf der jeweils angegebenen Rektifikationskolonnen vorliegen.The rectification columns of corresponding rectification column systems are operated at different pressure levels. Known rectification column systems have a so-called high-pressure column (also referred to as a pressure column, medium-pressure column or lower column) and a so-called low-pressure column (also referred to as the upper column). The high-pressure column is typically operated at a pressure level of 4 to 7 bar, in particular at a pressure level of approximately 5.3 bar. The low pressure column is operated at a pressure level of typically 1 to 2 bar, in particular at a pressure level of approximately 1.4 bar. The pressures mentioned are absolute pressures which are present at the top of the rectification columns indicated in each case.

Die Hochdruckkolonne und die Niederdruckkolonne können miteinander verbundene oder voneinander getrennte Kolonnenmäntel bzw. Kolonnenbehälter aufweisen. Auch eine Zweiteilung beispielsweise der Niederdruckkolonne und die Verwendung weiterer Rektifikationskolonnen zusätzlich zu der Hochdruckkolonne und der Niederdruckkolonne kann vorgesehen sein.The high-pressure column and the low-pressure column can have column jackets or column containers which are connected to one another or separated from one another. A division of the low-pressure column, for example, and the use of further rectification columns in addition to the high-pressure column and the low-pressure column can also be provided.

Einem Rektifikationskolonnensystem einer Luftzerlegungsanlage wird verdichtete und abgekühlte Luft typischerweise in Form mehrerer Stoffströme zugeführt. Insbesondere kann auch ein Teil der Luft in verflüssigter Form in das Rektifikationskolonnensystem eingespeist werden. Zur Abkühlung der Luft wird der sogenannte Hauptwärmetauscher verwendet, der sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass in ihm sämtliche Luft, der in das Rektifikationskolonnensystem eingespeist wird, abgekühlt wird, und dass in ihm zumindest der überwiegende Teil der in der Luftzerlegungsanlage gebildeten Luftprodukte im Gegenstrom zu dieser Luft erwärmt wird. Ein Hauptwärmetauscher einer Luftzerlegungsanlage dient also zur Abkühlung von Einsatzluft in indirektem Wärmeaustausch mit Rückströmen aus dem Rektifikationskolonnensystem. Er kann aus einem einzelnen oder mehreren parallel und/oder seriell verbundenen Wärmetauscherabschnitten gebildet sein, beispielsweise aus einem oder mehreren Plattenwärmetauscherblöcken.Compressed and cooled air is typically fed to a rectification column system of an air separation plant in the form of several material flows. In particular, part of the air can also be fed into the rectification column system in liquefied form. The so-called main heat exchanger is used to cool the air, which is characterized in particular by the fact that it cools all the air that is fed into the rectification column system and that at least the majority of the air products formed in the air separation plant countercurrent to it Air is heated. A main heat exchanger of an air separation plant therefore serves to cool the feed air in indirect heat exchange with return flows from the rectification column system. It can be formed from a single or a plurality of heat exchanger sections connected in parallel and / or in series, for example from one or more plate heat exchanger blocks.

Zusätzlich zu dem Hauptwärmetauscher wird in einer Luftzerlegungsanlage typischerweise jedoch ein weiterer Wärmetauscher, nämlich ein Unterkühler (auch als Unterkühlungsgegenströmer bezeichnet), eingesetzt. In diesem können Sumpfflüssigkeit und verflüssigtes Kopfgas aus der Hochdrucksäule sowie verflüssigte Luft abgekühlt werden, bevor diese in die Niederdrucksäule eingespeist werden. Im Gegenstrom zu diesen Fluiden können im Unterkühler Kopfgas und weiteres stickstoffhaltiges Gas aus der Niederdrucksäule erwärmt werden, bevor diese typischerweise im Hauptwärmetauscher weiter erwärmt und aus der Luftzerlegungsanlage ausgeleitet werden. Der Unterkühler kann auch baulich mit dem Hauptwärmetauscher verbunden sein.In addition to the main heat exchanger, however, a further heat exchanger is typically used in an air separation plant, namely a subcooler (also referred to as a subcooling counterflow). In this, bottom liquid and liquefied top gas from the high pressure column and liquefied air can be cooled before they are fed into the low pressure column. In countercurrent to these fluids, top gas and other nitrogenous gas can be heated from the low pressure column in the subcooler before they are typically further heated in the main heat exchanger and discharged from the air separation unit. The subcooler can also be structurally connected to the main heat exchanger.

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen insbesondere energetisch verbesserten Betrieb eines Unterkühlers in einer entsprechenden Luftzerlegungsanlage zu ermöglichen.The object of the present invention is to enable a subcooler to be operated, in particular in terms of energy efficiency, in a corresponding air separation plant.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde überraschend als besonders vorteilhaft erkannt, in einer beliebigen Luftzerlegungsanlage mit einem zuvor erläuterten Unterkühler Flüssigluft, die in die Niederdrucksäule eingespeist und zuvor in dem Unterkühler unterkühlt wird, vollständig, d.h. vom warmen bis zum kalten Ende, durch den Unterkühler zu führen. Dies wird nachfolgend auch mit der Angabe ausgedrückt, dass entsprechende Flüssigluft über eine maximale Wärmeaustauschstrecke durch den Unterkühler geführt wird.In the context of the present invention, it was surprisingly recognized as particularly advantageous to completely, i.e., completely, in any air separation plant with a previously described subcooler, liquid air which is fed into the low pressure column and previously subcooled in the subcooler. from the warm to the cold end, through the subcooler. This is also expressed below by stating that corresponding liquid air is led through the subcooler over a maximum heat exchange path.

Ferner wurde als besonders vorteilhaft erkannt, anstelle eines ebenfalls einsetzbaren Kreuzgegenstromwärmetauschers einen reinen Gegenstromwärmetauscher als Unterkühler einzusetzen, was nachfolgend auch damit ausgedrückt wird, dass in dem Unterkühler abzukühlende und zu erwärmende Stoffströme parallel zueinander und im Gegenstrom durch den Unterkühler geführt werden. Die Begriffe „Unterkühler“ und „Unterkühlungsgegenströmer“ werden hier vollständig synonym verwendet.Furthermore, it was recognized as particularly advantageous to use a pure one instead of a cross-counterflow heat exchanger which can also be used To use countercurrent heat exchanger as a subcooler, which is also expressed below that material flows to be cooled and heated in the subcooler are passed parallel to one another and in countercurrent through the subcooler. The terms "subcooler" and "subcooling counterflow" are used here completely synonymously.

Die vorliegende Erfindung führt aufgrund der Effizienzsteigerung bei der Abkühlung bzw. Erwärmung der nachfolgend erläuterten Stoffströme in Anbetracht des grundsätzlich sehr hohen Energiebedarfs einer Luftzerlegungsanlage zu hohen Betriebskosteneinsparungen. Die Vorteile der vorliegenden Erfindung führen daher zu einer deutlich verbesserten Effizienz in der Luftzerlegung.Due to the increase in efficiency in the cooling or heating of the material flows explained below, the present invention leads to high operating cost savings in view of the fundamentally very high energy requirements of an air separation plant. The advantages of the present invention therefore lead to a significantly improved efficiency in air separation.

Insgesamt schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft unter Verwendung einer Luftzerlegungsanlage vor, welche eine erste Rektifikationskolonne, die in einem ersten Druckbereich betrieben wird, und eine zweite Rektifikationskolonne, die in einem zweiten Druckbereich unterhalb des ersten Druckbereichs betrieben wird, aufweist.Overall, the present invention proposes a method for the low-temperature separation of air using an air separation plant which has a first rectification column which is operated in a first pressure range and a second rectification column which is operated in a second pressure range below the first pressure range.

Bei der ersten Rektifikationskolonne kann es sich insbesondere um eine zuvor erläuterte Hochdruckkolonne handeln, so dass die erste Rektifikationskolonne auf einem entsprechenden Druckniveau betrieben wird. Der erste Druckbereich liegt daher im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere bei 4 bis 7 bar. Hingegen handelt es sich bei der zweiten Rektifikationskolonne insbesondere um eine zuvor erläuterte Niederdruckkolonne, so diese auf einem Druckniveau in einem entsprechenden zweiten Druckbereich von typischerweise 1 bis 2 bar betrieben wird.The first rectification column can in particular be a high-pressure column explained above, so that the first rectification column is operated at a corresponding pressure level. The first pressure range in the context of the present invention is therefore in particular 4 to 7 bar. In contrast, the second rectification column is in particular a previously explained low-pressure column, so that it is operated at a pressure level in a corresponding second pressure range of typically 1 to 2 bar.

In der ersten Rektifikationskolonne und in der zweiten Rektifikationskolonne werden jeweils ein Kopfgas und eine Sumpfflüssigkeit gebildet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden dabei Sumpfflüssigkeit und verflüssigtes Kopfgas aus der ersten Rektifikationskolonne und Flüssigluft in einem Unterkühler abgekühlt.A top gas and a bottom liquid are each formed in the first rectification column and in the second rectification column. In the context of the present invention, bottom liquid and liquefied overhead gas from the first rectification column and liquid air are cooled in a subcooler.

Ist hier davon die Rede, dass „Sumpfflüssigkeit“ und „verflüssigtes Kopfgas“ in dem Unterkühler abgekühlt werden, versteht sich, dass nicht sämtliche Sumpfflüssigkeit bzw. sämtliches Kopfgas aus der ersten Rektifikationskolonne entsprechend abgekühlt werden muss. Vielmehr können auch weitere Stoffströme unabgekühlt verwendet werden. Es kann auch ein Bypass um einen entsprechenden Unterkühler vorgesehen sein, so dass ein Fluid vor dem Unterkühler aufgeteilt und danach, nachdem ein Teil durch den Unterkühler geführt wurde, wieder vereinigt wird.If it is said here that “bottom liquid” and “liquefied top gas” are cooled in the subcooler, it goes without saying that not all bottom liquid or all top gas from the first rectification column has to be cooled accordingly. Rather, other material flows can also be used uncooled. A bypass can also be provided around a corresponding subcooler, so that a fluid is divided upstream of the subcooler and then recombined after a part has been passed through the subcooler.

Entsprechendes gilt auch für Gas aus der zweiten Rektifikationskolonne, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung in dem Unterkühler erwärmt wird. Wie bereits erwähnt, kann dieses Gas insbesondere nach der Erwärmung in dem Unterkühler in einem Hauptwärmetauscher der Luftzerlegungsanlage weiter erwärmt und auf diese Weise beispielsweise auf Umgebungstemperatur als Produkt ausgeführt bzw. für andere Anlagenkomponenten zur Verfügung gestellt werden.The same applies to gas from the second rectification column, which is heated in the subcooler in the context of the present invention. As already mentioned, this gas can be further heated in a main heat exchanger of the air separation plant, in particular after being heated in the subcooler, and in this way, for example, can be designed as a product at ambient temperature or made available for other plant components.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die in dem Unterkühler abgekühlte Flüssigluft über eine maximale Wärmeaustauschstrecke durch den Unterkühler geführt wird, und dass die in dem Unterkühler abgekühlte Sumpfflüssigkeit aus der ersten Rektifikationskolonne, das in dem Unterkühler abgekühlte verflüssigte Kopfgas aus der ersten Rektifikationskolonne, und die in dem Unterkühler abgekühlte Flüssigluft einerseits und in dem Unterkühler erwärmtes Gas andererseits, das insbesondere aus der zweiten Rektifikationskolonne stammt, parallel zueinander im Gegenstrom durch den Unterkühler geführt werden.In the context of the present invention, it is provided that the liquid air cooled in the subcooler is passed through the subcooler over a maximum heat exchange path, and that the bottom liquid cooled in the subcooler from the first rectification column, the liquefied top gas cooled in the subcooler from the first rectification column, and the liquid air cooled in the subcooler, on the one hand, and gas heated in the subcooler, on the other hand, which originates in particular from the second rectification column, are passed in parallel through the subcooler in countercurrent.

Die in dem Unterkühler abgekühlte Flüssigluft wird damit durch den gesamten Unterkühler geführt und nicht nur, wie nachfolgend insbesondere unter Bezugnahme auf die 1 erläutert, abschnittsweise. Wie bereits erwähnt, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ferner kein Kreuzgegenstromwärmetauscher eingesetzt, sondern ein Unterkühler, in dem die Stoffströme parallel zueinander im Gegenstrom geführt werden. In einem derartigen reinen Gegenstromwärmetauscher lassen sich geringere treibende Temperaturdifferenzen einstellen als bei einem Kreuzgegenstromwärmetauscher der gleichen Größe. Geringere treibende Temperaturdifferenzen führen zu geringerer Entropieproduktion und somit zu einem geringeren Energiebedarf. Der Unterkühler stellt die kälteste Stelle in einem entsprechenden Verfahren dar, weshalb hier Einsparungen an exergetischen Verlusten durch ein günstigeres Temperaturprofil (gleichmäßige geringe Temperaturdifferenz) einen starken Einfluss auf den Energiebedarf haben.The liquid air cooled in the subcooler is thus passed through the entire subcooler and not only, as described below in particular with reference to FIG 1 explained in sections. As already mentioned, no cross-countercurrent heat exchanger is used in the context of the present invention, but rather a subcooler in which the material flows are conducted in countercurrent parallel to one another. In such a pure countercurrent heat exchanger, lower driving temperature differences can be set than in a cross-countercurrent heat exchanger of the same size. Lower driving temperature differences lead to lower entropy production and thus to lower energy requirements. The subcooler represents the coldest point in a corresponding process, which is why savings in exergetic losses due to a more favorable temperature profile (evenly small temperature difference) have a strong influence on the energy requirement.

Die in dem Unterkühler abgekühlte Flüssigluft wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere von einer Temperatur in einem ersten Temperaturbereich auf eine Temperatur in einem zweiten Temperaturbereich unterhalb des ersten Temperaturbereichs abgekühlt. Hingegen wird die in dem Unterkühler abgekühlte Sumpfflüssigkeit aus der ersten Rektifikationskolonne in dem Unterkühler insbesondere von einer Temperatur in dem ersten Temperaturbereich nur auf eine Temperatur in einem Zwischentemperaturbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Temperaturbereich abgekühlt und das in dem Unterkühler abgekühlte verflüssigte Kopfgas aus der ersten Rektifikationskolonne wird in dem Unterkühler insbesondere nur von einer Temperatur in dem Zwischentemperaturbereich auf eine Temperatur in dem zweiten Temperaturbereich abgekühlt. Während somit die Flüssigluft durch den gesamten Unterkühler geführt wird, werden die erwähnten zu kühlenden Stoffströme vorteilhafterweise nur jeweils abschnittsweise durch den Unterkühler geführt. Auf diese Weise ergeben sich die erwähnten überraschenden Energieeinsparungen.In the context of the present invention, the liquid air cooled in the subcooler is cooled in particular from a temperature in a first temperature range to a temperature in a second temperature range below the first temperature range. In contrast, the bottom liquid cooled in the subcooler from the first rectification column is cooled in the subcooler in particular from a temperature in the first temperature range to only a temperature in an intermediate temperature range between the first and the second temperature range, and the liquefied overhead gas cooled in the subcooler from the first rectification column is in the Subcooler in particular only cooled from a temperature in the intermediate temperature range to a temperature in the second temperature range. Thus, while the liquid air is conducted through the entire subcooler, the material flows to be cooled mentioned are advantageously only passed in sections through the subcooler. This results in the surprising energy savings mentioned.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen der erste Temperaturbereich insbesondere bei 96 bis 104 K, der zweite Temperaturbereich insbesondere 78 K bis 90 K und der Zwischentemperaturbereich insbesondere bei 90 bis 96 K. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt in einem entsprechenden Unterkühler dabei keine Temperatur oberhalb des ersten Temperaturbereichs und keine Temperatur unterhalb des zweiten Temperaturbereichs vor. Mit anderen Worten, wird eine maximale Abkühlung der Flüssigluft in dem Unterkühler erzielt.In the context of the present invention, the first temperature range is in particular 96 to 104 K, the second temperature range in particular 78 K to 90 K and the intermediate temperature range in particular 90 to 96 K. Within the scope of the present invention, there is no temperature above the in a corresponding subcooler first temperature range and no temperature below the second temperature range. In other words, maximum cooling of the liquid air in the subcooler is achieved.

Vorteilhafterweise umfasst das in dem Unterkühler erwärmte Gas aus der zweiten Rektifikationskolonne Kopfgas aus der zweiten Rektifikationskolonne und weiteres Gas aus der zweiten Rektifikationskolonne, das einen geringeren Stickstoffgehalt als das Kopfgas aus der zweiten Rektifikationskolonne aufweist. Vorteilhafterweise werden dabei das Kopfgas und das weitere Gas aus der zweiten Rektifikationskolonne in Form zweiter getrennter Gasströme durch den Unterkühler geführt.The gas heated in the subcooler from the second rectification column advantageously comprises overhead gas from the second rectification column and further gas from the second rectification column, which has a lower nitrogen content than the overhead gas from the second rectification column. Advantageously, the top gas and the further gas from the second rectification column are passed through the subcooler in the form of two separate gas streams.

Wie bereits erwähnt, lassen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere durch den Verzicht auf Kreuzstromwärmetauscher als Unterkühler besonders geringe treibende Temperaturdifferenzen erzielen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise bei nicht mehr als 1,3 K liegen und an jeder Stelle von in dem Unterkühler ausgebildeten Wärmeaustauschstrecken vorliegen.As already mentioned, particularly small driving temperature differences can be achieved in the context of the present invention, in particular by dispensing with cross-flow heat exchangers as subcoolers, which are advantageously not more than 1.3 K in the context of the present invention and are formed at any point in the subcooler There are heat exchange paths.

Zur Luftzerlegung können sogenannte Hauptverdichter/Nachverdichter-(Main Air Compressor/Booster Air Compressor-, MAC-BAC-)Verfahren oder sogenannte Hochluftdruck-(High Air Pressure-, HAP-)Verfahren eingesetzt werden. Bei den Hauptverdichter/Nachverdichter-Verfahren handelt es sich um die eher konventionelleren Verfahren, Hochluftdruck-Verfahren kommen zunehmend in jüngerer Zeit als Alternativen zum Einsatz. Beide Alternativen können im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden.So-called main compressors / post-compressors (Main Air Compressor / Booster Air Compressor, MAC-BAC) processes or so-called high air pressure (HAP) processes can be used for air separation. The main compressor / post-compressor processes are the more conventional processes, high air pressure processes are increasingly being used as alternatives in recent times. Both alternatives can be used in the context of the present invention.

Die vorliegende Erfindung kann bei Luftzerlegungsanlagen mit sogenannter Innenverdichtung (IV, Internal Compression, IC) zum Einsatz kommen. Die Innenverdichtung bietet eine Reihe von technischen Vorteilen gegenüber einer grundsätzlich ebenfalls möglichen externen Verdichtung entsprechender Produkte und ist in der Fachliteratur, beispielsweise bei Häring (s.o.), Abschnitt 2.2.5.2, „Internal Compression“, erläutert. Ein weiteres Produkt, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere bereitgestellt wird, ist gasförmiger Druckstickstoff, der in Form von Kopfgas der ersten Rektifikationskolonne entnommen wird.The present invention can be used in air separation plants with so-called internal compression (IV, Internal Compression, IC). Internal compression offers a number of technical advantages compared to an external compression of corresponding products, which is also possible in principle, and is explained in the specialist literature, for example at Häring (see above), Section 2.2.5.2, "Internal Compression". Another product that is provided in particular within the scope of the present invention is gaseous pressurized nitrogen, which is taken from the first rectification column in the form of overhead gas.

Die vorliegende Erfindung erstreckt sich ferner auf eine Luftzerlegungsanlage mit einer ersten Rektifikationskolonne, die für einen Betrieb in einem ersten Druckbereich eingerichtet ist, einer zweiten Rektifikationskolonne, die für einen Betrieb in einem zweiten Druckbereich unterhalb des ersten Druckbereichs eingerichtet ist, und mit einem Unterkühler. Zu weiteren Merkmalen der erfindungsgemäßen Luftzerlegungsanlage sei auf den entsprechenden unabhängigen Patentanspruch sowie die obigen Erläuterungen verwiesen, die für die erfindungsgemäße Luftzerlegungsanlage grundsätzlich gleicherweise wie für die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrensvarianten gelten.The present invention further extends to an air separation plant with a first rectification column which is set up for operation in a first pressure range, a second rectification column which is set up for operation in a second pressure range below the first pressure range, and with a subcooler. For further features of the air separation plant according to the invention, reference is made to the corresponding independent patent claim and the above explanations, which in principle apply equally to the air separation plant according to the invention as to the method variants proposed according to the invention.

Eine derartige Luftzerlegungsanlage ist insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens eingerichtet, wie es zuvor in mehreren Ausgestaltungen erläutert wurde. Auf die obigen Erläuterungen wird daher auch an dieser Stelle nochmals verwiesen.Such an air separation plant is in particular set up to carry out a method as has been explained above in several configurations. The above explanations are therefore referred to again at this point.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, die bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung gegenüber nicht erfindungsgemäßen Ausführungsformen veranschaulichen.The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, which illustrate preferred embodiments of the present invention over embodiments not according to the invention.

FigurenlisteFigure list

  • 1 veranschaulicht eine Luftzerlegungsanlage gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform. 1 illustrates an air separation plant according to an embodiment not according to the invention.
  • 2 veranschaulicht einen Unterkühler gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2nd illustrates a subcooler according to a preferred embodiment of the present invention.
  • 3 veranschaulicht eine Luftzerlegungsanlage gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. 3rd illustrates an air separation plant according to a particularly preferred embodiment of the invention.
  • 4 veranschaulicht ein Enthalpie-Temperatur-Diagramm zur Veranschaulichung der erfindungsgemäß erzielbaren Vorteile. 4th illustrates an enthalpy-temperature diagram to illustrate the advantages achievable according to the invention.
  • 5 veranschaulicht ein Enthalpie-Temperaturdifferenz-Diagramm zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Vorteile. 5 illustrates an enthalpy-temperature difference diagram to illustrate the advantages according to the invention.

In den Figuren sind einander bauliche und/oder funktionelle entsprechende Elemente mit identischen Bezugszeichen angegeben. In den 1, 2 und 3 sind jeweils flüssige Stoffströme mit schwarzen (ausgefüllten) Flusspfeilen, gasförmige Stoffströme hingegen mit weißen (nicht ausgefüllten) Flusspfeilen veranschaulicht.In the figures, structural and / or functional elements corresponding to one another are given identical reference numerals. In the 1 , 2nd and 3rd are liquid material flows with black (filled) flow arrows, gaseous material flows, however, illustrated with white (unfilled) flow arrows.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

In 1 ist eine Luftzerlegungsanlage gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform veranschaulicht und insgesamt mit 200 bezeichnet. Bei der Darstellung gemäß 1 handelt es sich um eine Teildarstellung; so sind im warmen Teil einer entsprechenden Luftzerlegungsanlage 200 bereitgestellte Komponenten wie ein Hauptluftverdichter und eine Reinigungseinheit teilweise nicht veranschaulicht. Entsprechende Komponenten, die fachüblich ausgebildet sein können, sind umfänglich in der einschlägigen Fachliteratur (siehe oben) diskutiert und erläutert.In 1 an air separation plant according to an embodiment not according to the invention is illustrated and designated by 200 in total. In the presentation according to 1 is a partial representation; So are in the warm part of an appropriate air separation plant 200 provided components such as a main air compressor and a cleaning unit partially not illustrated. Corresponding components, which can be designed in a specialist manner, are extensively discussed and explained in the relevant specialist literature (see above).

In der Luftzerlegungsanlage 200 wird ein Druckluftstrom a (GAP) bereitgestellt und in insgesamt drei Teilströme b, c und d aufgeteilt. Der Teilstrom b wird ohne weitere Verdichtung einem Hauptwärmetauscher 1 der Luftzerlegungsanlage 200 warmseitig zugeführt und kaltseitig entnommen. Nach Vereinigung mit dem wie nachfolgend erläutert behandelten Stoffstrom f wird der Stoffstrom b in eine Hochdruckkolonne 11 eines Doppelkolonnensystems 10, das zudem eine Niederdruckkolonne 12 aufweist, eingespeist. Die Einspeisung erfolgt dabei im gasförmigen Zustand.In the air separation plant 200 a compressed air stream a (GAP) is provided and divided into a total of three partial streams b, c and d. The partial stream b becomes a main heat exchanger without further compression 1 the air separation plant 200 fed on the warm side and removed on the cold side. After being combined with the stream f treated as explained below, the stream b is passed into a high-pressure column 11 a double column system 10th which is also a low pressure column 12 has, fed. The feed takes place in the gaseous state.

Hingegen wird der Teilstrom c ebenfalls dem Hauptwärmetauscher 1 warmseitig zugeführt, jedoch auf einer Zwischentemperatur entnommen und in einer beispielsweise ölgebremsten Expansionsturbine 2 entspannt. Bei der Expansionsturbine 2 handelt es sich um eine aus dem Stand der Technik bekannte, sogenannte Einblase- bzw. Lachmann-Turbine. Der in der Expansionsturbine 2 entspannte Teilstrom c wird in die Niederdruckkolonne 12 eingespeist (eingeblasen).In contrast, the partial flow c also becomes the main heat exchanger 1 supplied on the hot side, but removed at an intermediate temperature and in an oil-braked expansion turbine, for example 2nd relaxed. With the expansion turbine 2nd it is a so-called Einblase- or Lachmann turbine known from the prior art. The one in the expansion turbine 2nd relaxed partial stream c is in the low pressure column 12 injected (injected).

Der Teilstrom d schließlich wird in einem Nachverdichter 3 auf ein höheres Druckniveau gebracht und anschließend in einem Nachkühler 4 abgekühlt, bevor er erneut in zwei Teilströme e und f aufgeteilt wird. Der Teilstrom e wird als sogenannter Drosselstrom ebenfalls dem Hauptwärmetauscher 1 warmseitig zugeführt und kaltseitig entnommen. Der Teilstrom e wird sodann in einer Entspannungsanordnung 5 mit einem Entspannungsventil und/oder einer beispielsweise ölgebremsten Expansionsturbine (Flüssigturbine) entspannt. Durch die Abkühlung und Entspannung verflüssigt sich die Luft des Teilstroms e zumindest zum Teil.The partial stream d is finally in a post-compressor 3rd brought to a higher pressure level and then in an aftercooler 4th cooled before it is divided again into two partial streams e and f. The partial flow e also becomes the main heat exchanger as a so-called choke flow 1 fed on the warm side and removed on the cold side. The partial stream e is then in a relaxation arrangement 5 relaxed with a relief valve and / or, for example, an oil-braked expansion turbine (liquid turbine). As a result of the cooling and expansion, the air of the partial stream e at least partially liquefies.

Die gebildete Flüssigluft wird in Form eines Teilstroms g in einem Unterkühler 81 abgekühlt und dann in die Niederdrucksäule 12 entspannt. Die Abkühlung erfolgt dabei in dem Unterkühler 81 auf eine Temperatur in einem Zwischentemperaturbereich zwischen einem warmseitigen ersten Temperaturbereich und einem kaltseitigen zweiten Temperaturbereich. Ein weiterer Teilstrom der Flüssigluft, hier mit h bezeichnet, wird flüssig in die Hochdrucksäule 11 eingespeist.The liquid air formed is in the form of a partial stream g in a subcooler 81 cooled and then into the low pressure column 12 relaxed. The cooling takes place in the subcooler 81 to a temperature in an intermediate temperature range between a warm-side first temperature range and a cold-side second temperature range. Another partial flow of liquid air, here designated h, flows liquid into the high pressure column 11 fed.

Der Teilstrom f wird schließlich ebenfalls dem Hauptwärmetauscher 1 warmseitig zugeführt, jedoch auf einem weiteren Zwischentemperaturniveau entnommen und in einer weiteren, beispielsweise ölgebremsten, Expansionsturbine 6 entspannt, bevor er, wie erläutert, mit dem Teilstrom b vereinigt wird.The partial flow f finally becomes the main heat exchanger 1 fed on the warm side, but removed at a further intermediate temperature level and in a further, for example oil-braked, expansion turbine 6 relaxed before it, as explained, is combined with the partial stream b.

Der Betrieb des Doppelkolonnensystems 10 erfolgt in bekannter Weise. So werden in der Hochdruckkolonne 11 und der Niederdruckkolonne 12 jeweils ein Kopfgas und Sumpfprodukt gebildet. Das Kopfgas der Hochdruckkolonne wird zu einem Teil in Form eines Stoffstroms i gasförmig ausgeführt und dabei in dem Hauptwärmetauscher 1 zur Bereitstellung eines gasförmigen Druckstickstoffprodukts (PGAN) erwärmt.Operation of the double column system 10th takes place in a known manner. So are in the high pressure column 11 and the low pressure column 12 each formed a top gas and bottom product. The top gas of the high-pressure column is partly carried out in the form of a stream i in gaseous form and in the main heat exchanger 1 heated to provide a gaseous pressurized nitrogen product (PGAN).

Ein nicht entsprechend ausgeführter Anteil wird in einem die Hochdruckkolonne 11 und die Niederdruckkolonne 12 wärmetauschend verbindenden Hauptkondensator 13 verflüssigt und gelangt sodann in einem Anteil in Form eines Stoffstroms k als Rücklauf auf die Hochdruckkolonne 11. Ein weiterer Anteil wird in Form eines Stoffstroms I durch den Unterkühler 81 geführt und sodann auf die Niederdruckkolonne 12 aufgegeben. Die Abkühlung des Stoffstroms I erfolgt von einer Temperatur in dem bereits erwähnten Zwischentemperaturbereich auf eine Temperatur in einem zweiten Temperaturbereich.A portion that is not designed appropriately becomes the high-pressure column 11 and the low pressure column 12 heat-exchanging main condenser 13 liquefied and then reaches a portion in the form of a stream k as reflux to the high pressure column 11 . Another portion is in the form of a stream I through the subcooler 81 led and then on the low pressure column 12 given up. The cooling of the material flow I takes place from a temperature in the intermediate temperature range already mentioned to a temperature in a second temperature range.

Aus der Hochdruckkolonne 11 abgezogene Sumpfflüssigkeit wird in Form eines Stoffstroms m ebenfalls in dem Unterkühler 81 abgekühlt und in die Niederdruckkolonne 12 entspannt. Die Abkühlung erfolgt dabei von einer Temperatur in dem ersten Temperaturbereich auf eine Temperatur in dem Zwischentemperaturbereich.From the high pressure column 11 withdrawn bottom liquid is also in the form of a material flow m in the subcooler 81 cooled and into the low pressure column 12 relaxed. The cooling takes place from a temperature in the first temperature range to a temperature in the intermediate temperature range.

Sumpfflüssigkeit aus der Niederdruckkolonne kann in Form eines Stoffstrom n aus dieser abgezogen, mittels einer Innenverdichtungspumpe 7 flüssig auf Druck gebracht und in dem Hauptwärmetauscher 1 unter Erhalt eines gasförmigen, innenverdichteten Drucksauerstoffprodukts (PGOX) verdampft oder pseudo-verdampft werden. Sumpfflüssigkeit aus der Niederdruckkolonne kann ferner als Flüssigsauerstoffprodukt (LOX) bereitgestellt werden.Bottom liquid from the low-pressure column can be withdrawn from it in the form of a stream n by means of an internal compression pump 7 pressurized liquid and in the main heat exchanger 1 can be vaporized or pseudo-vaporized to obtain a gaseous, internally compressed oxygen product (PGOX). Bottom liquid from the low pressure column can also be provided as a liquid oxygen product (LOX).

Vom Kopf der Niederdruckkolonne 12 abgezogene Flüssigkeit in Form eines Stoffstroms o ausgeführt und als Flüssigstickstoffprodukt (LIN) bereitgestellt werden. Vom Kopf der Niederdruckkolonne 12 wird ein Kopfgasstrom p abgezogen. Der Stoffstrom p wird, ebenso wie ein weiterer Stoffstrom q aus der Niederdruckkolonne 12, der einen geringeren Stickstoffgehalt aufweist als der Stoffstrom p, in dem Unterkühler 81 erwärmt. Die Erwärmung erfolgt dabei von einer Temperatur in dem zweiten Temperaturbereich auf eine Temperatur in dem ersten Temperaturbereich. Beide Stoffströme p und q werden in dem Hauptwärmetauscher 1 erwärmt und als Niederdruck-Stickstoffprodukt (LPGAN) bzw. Unreinstickstoff (UN2) bereitgestellt.From the top of the low pressure column 12 withdrawn liquid executed in the form of a stream o and provided as a liquid nitrogen product (LIN). From the top of the low pressure column 12 a top gas stream p is drawn off. The stream p becomes, like another stream q from the low pressure column 12 , which has a lower nitrogen content than the stream p, in the subcooler 81 warmed up. The heating takes place from a temperature in the second temperature range to a temperature in the first temperature range. Both material flows p and q are in the main heat exchanger 1 heated and provided as a low pressure nitrogen product (LPGAN) or impure nitrogen (UN2).

In 2 ist ein erfindungsgemäß ausgestalteter Unterkühler gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform veranschaulicht und insgesamt mit 8 bezeichnet. Die die zuvor unter Bezugnahme auf 1 erläuterten Stoffströme sind hier mit identischen Bezugszeichen angegeben. Wie aus 2 ersichtlich, wird im Rahmen der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Unterkühlers 8 insbesondere die Flüssigluft in Form des Stoffstroms g vollständig, d.h. vom warmen Ende bis zum kalten Ende, durch den Unterkühler 8 geführt.In 2nd A subcooler designed according to the invention is illustrated in accordance with a particularly preferred embodiment and is designated overall by 8. Which the previously referring to 1 explained material flows are given here with identical reference numerals. How out 2nd can be seen in the context of the embodiment of the subcooler according to the invention 8th in particular the liquid air in the form of the stream g completely, ie from the warm end to the cold end, through the subcooler 8th guided.

In 3 ist eine Luftzerlegungsanlage gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Luftzerlegungsanlage ist insgesamt mit 100 bezeichnet. Sie unterscheidet sich von der Luftzerlegungsanlage 200 gemäß 1 im Wesentlichen durch die Ausgestaltung des Unterkühlers 8. Der Unterkühler 8 ist hier als an den Hauptwärmetauscher 1 angebaut veranschaulicht, was jedoch ein rein optimales Merkmal darstellt und den Gegenstand der vorliegenden Erfindung in keiner Weise einschränkt. Sämtliche übrigen Komponenten sind ebenfalls mit identischen Bezugszeichen wie in 1 angegeben und wurden bereits dort ausführlich erläutert. Entsprechendes gilt auch für die in der Luftzerlegungsanlage 100 geführten Stoffströme a bis q. Wie auch aus 3 ersichtlich, wird insbesondere die Flüssigluft in Form des Stoffstroms g vom warmen Ende bis zum kalten Ende durch den Unterkühler 8 geführt und dabei von der Temperatur in dem ersten Temperaturbereich auf die Temperatur in dem zweiten Temperaturbereich abgekühlt, bevor sie in die Niederdruckkolonne 12 eingespeist wird.In 3rd an air separation plant according to a particularly preferred embodiment of the present invention is illustrated. The air separation plant is designated 100 in total. It differs from the air separation plant 200 according to 1 essentially through the design of the subcooler 8th . The subcooler 8th is here as at the main heat exchanger 1 grown illustrates what is a purely optimal feature and in no way limits the subject of the present invention. All other components are also given the same reference numerals as in 1 indicated and have already been explained in detail there. The same applies to those in the air separation plant 100 led material flows a to q. As from 3rd can be seen, in particular, the liquid air in the form of the stream g from the warm end to the cold end through the subcooler 8th led and cooled from the temperature in the first temperature range to the temperature in the second temperature range before it into the low pressure column 12 is fed.

Es sei betont, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise ein Bypass für Flüssigluft um den Unterkühler vorhanden sein muss. Je angestrengter (forcierter) die Rektifikation in dem Rektifikationskolonnensystem 10 ist, desto mehr Flüssigsauerstoff wird gebypasst.It should be emphasized that in the context of the present invention, a bypass for liquid air must advantageously be present around the subcooler. The more strained the rectification in the rectification column system 10th is, the more liquid oxygen is bypassed.

In 4 ist ein Enthalpie-Temperatur-Diagramm veranschaulicht, das sich jeweils auf Summenströme aus zu erwärmenden und abzukühlenden Fluiden in einem Unterkühler 8, wie er gemäß 2 bzw. 3 ausgebildet sein kann, bezieht. In dem Diagramm ist eine Enthalpiesumme in kW auf der Abszisse gegenüber einer Temperatur in K auf der Ordinate dargestellt. Die abzukühlenden Fluide bzw. deren Summenstrom ist mit 41, die zu erwärmenden Fluide bzw. deren Summenstrom mit 42 veranschaulicht. Wie aus 4 ersichtlich, weichen hierbei die Temperaturdifferenzen um nicht mehr als 1,3 K voneinander ab.In 4th is an enthalpy-temperature diagram is illustrated, which is based on total flows of fluids to be heated and cooled in a subcooler 8th how he according to 2nd or. 3rd can be trained relates. The diagram shows an enthalpy sum in kW on the abscissa versus a temperature in K on the ordinate. The fluids to be cooled or their total flow is illustrated at 41, the fluids to be heated or their total flow at 42. How out 4th As can be seen, the temperature differences do not differ from one another by more than 1.3 K.

In 5 sind entsprechende Temperaturdifferenzen nochmals detaillierter in Form eines Enthalpie-Temperatur-Differenzdiagramms veranschaulicht, in dem wie zuvor eine Enthalpiesumme in kW auf der Abszisse gegenüber einem Temperaturunterschied in K auf der Ordinate aufgetragen ist. Der Temperaturunterschiedsverlauf ist dabei insgesamt mit 51 bezeichnet.In 5 Corresponding temperature differences are illustrated again in greater detail in the form of an enthalpy-temperature difference diagram in which, as before, an enthalpy sum in kW is plotted on the abscissa versus a temperature difference in K on the ordinate. The course of the temperature difference is denoted overall by 51.

Claims (10)

Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft unter Verwendung einer Luftzerlegungsanlage (100) die eine erste Rektifikationskolonne (11), die in einem ersten Druckbereich betrieben wird, und eine zweite Rektifikationskolonne (12), die in einem zweiten Druckbereich unterhalb des ersten Druckbereichs betrieben wird, aufweist, wobei Sumpfflüssigkeit und verflüssigtes Kopfgas aus der ersten Rektifikationskolonne (11) und Flüssigluft in einem Unterkühler (8) abgekühlt und in die zweite Rektifikationskolonne (12) eingespeist werden und wobei Gas aus der zweiten Rektifikationskolonne (12) in dem Unterkühler (8) erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Unterkühler (8) abgekühlte Flüssigluft über eine maximale Wärmeaustauschstrecke durch den Unterkühler (8) geführt wird und dass die in dem Unterkühler (8) abgekühlte Sumpfflüssigkeit aus der ersten Rektifikationskolonne (11), das in dem Unterkühler (8) abgekühlte verflüssigte Kopfgas aus der ersten Rektifikationskolonne (11) und die in dem Unterkühler (8) abgekühlte Flüssigluft einerseits und das in dem Unterkühler (8) erwärmte Gas aus der zweiten Rektifikationskolonne (12) andererseits parallel zueinander im Gegenstrom durch den Unterkühler (8) geführt werden.Method for low-temperature separation of air using an air separation plant (100) which has a first rectification column (11) which is operated in a first pressure range and a second rectification column (12) which is operated in a second pressure range below the first pressure range, the bottom liquid and liquefied overhead gas from the first rectification column (11) and liquid air are cooled in a subcooler (8) and fed into the second rectification column (12), and gas from the second rectification column (12) is heated in the subcooler (8), characterized in that the liquid air cooled in the subcooler (8) is passed through the subcooler (8) over a maximum heat exchange path and in that the bottom liquid cooled in the subcooler (8) from the first rectification column (11), which in the subcooler (8 ) cooled liquefied overhead gas from the first rectification column (11) and the liquid air cooled in the subcooler (8) on the one hand and the gas heated in the subcooler (8) from the second rectification column (12) on the other hand are passed through the subcooler (8) in countercurrent to one another. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die in dem Unterkühler (8) abgekühlte Flüssigluft in dem Unterkühler (8) von einer Temperatur in einem ersten Temperaturbereich auf eine Temperatur in einem zweiten Temperaturbereich unterhalb des ersten Temperaturbereichs abgekühlt wird.Procedure according to Claim 1 , in which the liquid air cooled in the subcooler (8) is cooled in the subcooler (8) from a temperature in a first temperature range to a temperature in a second temperature range below the first temperature range. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die in dem Unterkühler (8) abgekühlte Sumpfflüssigkeit aus der ersten Rektifikationskolonne (11) in dem Unterkühler (8) von einer Temperatur in dem ersten Temperaturbereich nur auf eine Temperatur in einem Zwischentemperaturbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Temperaturbereich abgekühlt wird und bei dem das in dem Unterkühler (8) abgekühlte verflüssigte Kopfgas aus der ersten Rektifikationskolonne (11) in dem Unterkühler (8) nur von einer Temperatur in dem Zwischentemperaturbereich auf eine Temperatur in dem zweiten Temperaturbereich abgekühlt wird.Procedure according to Claim 2 , in which the bottom liquid cooled in the subcooler (8) from the first rectification column (11) in the subcooler (8) is cooled from a temperature in the first temperature range only to a temperature in an intermediate temperature range between the first and the second temperature range and at which is cooled in the subcooler (8) liquefied overhead gas from the first rectification column (11) in the subcooler (8) is only cooled from a temperature in the intermediate temperature range to a temperature in the second temperature range. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das in dem Unterkühler (8) erwärmte Gas aus der zweiten Rektifikationskolonne (12) in dem Unterkühler von einer Temperatur in dem zweiten Temperaturbereich auf eine Temperatur in dem ersten Temperaturbereich erwärmt wird.Procedure according to Claim 3 , in which the gas heated in the subcooler (8) from the second rectification column (12) is heated in the subcooler from a temperature in the second temperature range to a temperature in the first temperature range. Verfahren nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, bei dem der erste Temperaturbereich bei 96 bis104 K, der zweite Temperaturbereich bei 78 bis 90 K und der Zwischentemperaturbereich bei 90 bis 96 K liegt.Procedure according to Claim 3 or Claim 4 , in which the first temperature range is 96 to 104 K, the second temperature range is 78 to 90 K and the intermediate temperature range is 90 to 96 K. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das in dem Unterkühler (8) erwärmte Gas aus der zweiten Rektifikationskolonne (12) Kopfgas aus der zweiten Rektifikationskolonne (12) und weiteres Gas aus der zweiten Rektifikationskolonne (12), das einen geringeren Stickstoffgehalt als das Kopfgas aus der zweiten Rektifikationskolonne (12) aufweist, umfasst.Method according to one of the preceding claims, in which the gas heated in the subcooler (8) from the second rectification column (12) overhead gas from the second rectification column (12) and further gas from the second rectification column (12) having a lower nitrogen content than that Has top gas from the second rectification column (12) comprises. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Kopfgas und das weitere Gas aus der zweiten Rektifikationskolonne (12) in Form zweier getrennter Gasströme durch den Unterkühler (8) geführt werden.Procedure according to Claim 6 , in which the overhead gas and the further gas from the second rectification column (12) in the form of two separate gas streams are passed through the subcooler (8). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem an jeder Stelle von in dem Unterkühler (8) ausgebildeten Wärmeaustauschstrecken treibende Temperaturdifferenzen von nicht mehr als 1,3 K verwendet werden.Method according to one of the preceding claims, in which temperature differences of no more than 1.3 K are used at each point of the heat exchange paths formed in the subcooler (8). Luftzerlegungsanlage (100) mit einer ersten Rektifikationskolonne (11), die für einen Betrieb in einem ersten Druckbereich eingerichtet ist, einer zweiten Rektifikationskolonne (12), die für einen Betrieb in einem zweiten Druckbereich unterhalb des ersten Druckbereichs eingerichtet ist, und einem Unterkühler (8) wobei die Luftzerlegungsanlage (100) dafür eingerichtet sind, Sumpfflüssigkeit und verflüssigtes Kopfgas aus der ersten Rektifikationskolonne (11) und Flüssigluft in dem Unterkühler (8) abzukühlen und in die zweite Rektifikationskolonne (12) einzuspeisen und Gas aus der zweiten Rektifikationskolonne (12) in dem Unterkühler (8) zu erwärmen, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterkühler (8) dafür eingerichtet ist, die in dem Unterkühler (8) abgekühlte Flüssigluft über eine maximale Wärmeaustauschstrecke durch den Unterkühler (8) zu führen und die in dem Unterkühler (8) abgekühlte Sumpfflüssigkeit aus der ersten Rektifikationskolonne (11), das in dem Unterkühler (8) abgekühlte verflüssigte Kopfgas aus der ersten Rektifikationskolonne (11) und die in dem Unterkühler (8) abgekühlte Flüssigluft einerseits und das in dem Unterkühler (8) erwärmte Gas aus der zweiten Rektifikationskolonne (12) andererseits parallel zueinander im Gegenstrom durch den Unterkühler (8) zu führen.Air separation plant (100) with a first rectification column (11), which is set up for operation in a first pressure range, a second rectification column (12), which is set up for operation in a second pressure range below the first pressure range, and a subcooler (8 ) wherein the air separation plant (100) is set up to cool bottom liquid and liquefied overhead gas from the first rectification column (11) and liquid air in the subcooler (8) and feed it into the second rectification column (12) and gas from the second rectification column (12) to heat the subcooler (8), characterized in that the subcooler (8) is set up to lead the liquid air cooled in the subcooler (8) over a maximum heat exchange path through the subcooler (8) and that in the subcooler (8) cooled bottom liquid from the first rectification column (11), the cooled in the subcooler (8) ver to conduct liquid overhead gas from the first rectification column (11) and the liquid air cooled in the subcooler (8) on the one hand and the gas heated in the subcooler (8) from the second rectification column (12) in countercurrent through the subcooler (8) . Luftzerlegungsanlage (100) nach Anspruch 9, die dafür eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.Air separation plant (100) after Claim 9 , which is set up to carry out a procedure according to one of the Claims 1 to 8th perform.
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