DE1272322B - Vorrichtung zur Erzeugung von Nebenprodukten, insbesondere fluessigem Rohargon, bei der Tieftemperaturluftzerlegung - Google Patents

Vorrichtung zur Erzeugung von Nebenprodukten, insbesondere fluessigem Rohargon, bei der Tieftemperaturluftzerlegung

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Description

  • Vorrichtung zur Erzeugung von Nebenprodukten, insbesondere flüssigem Rohargon, bei der Tieftemperaturluftzerlegung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Nebenprodukten, insbesondere von flüssigem Rohargon, bei der Tieftemperaturluftzerlegung in einem Doppelrektifikator mittels einer der Niederdrucksäule parallelgeschalteten Nebenkolonne, welche in eine in der Niederdrucksäule nageordnete, die Böden derselben durchdringende Innenzarge von oben her eingesetzt und an ihrem unteren Ende mit der Niederdrucksäule verbunden ist.
  • Zur Gewinnung von Nebenprodukten, insbesondere flüssigem Rohargon, ist es bekannt, Nebensäulen zu verwenden, die neben der Niederdruckkolonne des Doppelrektifikators für die Luftzerlegung angeordnet sind. Infolge der bei Tieftemperaturluftzerlegungsanlagen zwangläufig eintretenden starken Schrumpfdehnungsbewegungen der Kolonnen ist jedoch die Aufhängung einer Nebenkolonne, die durch Rohrleitungen mit der Hauptkolonne in Verbindung steht, ein außerordentlich schwer zu lösendes Problem, das mit großen Aufwendungen verbunden ist.
  • Für zweistufige Gaszerlegungsanlagen, von denen die erste Stufe mit höherem Druck als die zweite betrieben wird, ist es bereits bekannt, die Drucksäule vorzugsweise unterteilt innerhalb der Niederdrucksäule anzuordnen. Hierdurch findet zwischen der Drucksäule und der Niederdrucksäule ein Wärmeübergang statt, der Dämpfekondensation in der Drucksäule und Flüssigkeitsverdampfung in der Niederdrucksäule bewirkt. Der Querschnitt der Niederdrucksäule in dem Ringraum zwischen dem Mantel der Drucksäule und dem Mantel der Niederdrucksäule muß dabei für die erforderliche Durchsatzleistung ebenso groß dimensioniert werden wie der Querschnitt einer separaten Kolonne. Hierdurch ergibt sich naturgemäß eine beachtliche Vergrößerung des Kolonnendurchmessers, ohne daß man dadurch wegen der gegenüber normalen Kolonnen erhöhten Bodenzahl wesentlich an Höhe sparen kann.
  • Es ist auch schon vorgeschlagen worden, eine Nebenkolonne von oben her in die Innenzarge der Niederdrucksäule einzuhängen, wobei das untere Ende der Nebenkolonne mit der Niederdrucksäule verbunden ist (deutsche Auslegeschrift 1239 332). Bei dieser Anordnung wird jedoch der größte Teil der Niederdrucksäule durch die eingebaute Nebenkolonne beengt, so daß man zu einer Vergrößerung ihres Außendurchmessers gezwungen ist.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Schwierigkeiten bei der Aufhängung einer Nebenkolonne zu vermeiden und gleichzeitig innerhalb des Isolierraumes der Tieftemperaturzerlegungsanlage erheblich an Platz zu sparen, ohne daß sich eine wesentliche Vergrößerung der normalen Niederdrucksäule ergibt. Ein Wärmeaustausch zwischen der unter gleichem Druck arbeitenden Nebensäule und Niederdrucksäule ist dabei nicht von Bedeutung.
  • Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß die Innenzarge in einem Zwischenschuß der Niederdrucksäule vorgesehen ist und zwischen der Innenzarge und dem Zwischenschuß zusätzliche, zur Rohnebenproduktgewinnung erforderliche Böden angeordnet sind.
  • Die die Nebenkolonne umfassende Innenzarge der Niederdrucksäule reicht dabei mit Vorteil vom unteren Ende der Nebenkolonne bis zu dem einige Böden unterhalb des Kopfes der Nebenkolonne angeordneten Austrittsrohr für das Nebenprodukt.
  • Erfindungsgemäß ist die Nebenkolonne dabei auf den Zwischenschuß durchsetzenden Traversen aufgestellt. Mit Vorteil ist dabei die Nebenkolonne auf einem an der Innenzarge angebrachten Flanschring aufgesetzt und abgedichtet.
  • Zur Abdeckung des Spaltraumes zwischen der Nebenkolonne und der Innenzarge wird zweckmäßig ein Abschirmblechring vorgesehen.
  • Der Mantel der Nebensäule ist dabei am Oberteil mit Abstandhaltern versehen, die eine zentrierte Führung in der Innenzarge gewährleisten.
  • Ist jedoch die Nebenkolonne an ihrem unteren Ende nicht gegenüber der Innenzarge abgedichtet, so kann sie auch nach Einsetzen in die Innenzarge über einen Anschlußring mit dem oberen Ende der Innenzarge verschweißt oder verlötet sein.
  • An der Nebenkolonne ist dabei erfindungsgemäß ein den Zwischenschuß der Niederdrucksäule durchsetzendes flexibles Austrittsrohr für das flüssige Nebenprodukt vorgesehen.
  • Gemäß der Erfindung ist ferner der Kopfkondensator der Nebenkolonne (mittels eines flexiblen Rohres durch den Zwischenschuß der Niederdrucksäule) über ein Entspannungsventil mit dem Sumpf der Drucksäule verbunden, während ein überlaufstutzen des Kopfkondensators mit dem mittleren Teil der Niederdrucksäule in einer Höhe verbunden ist, die der Zusammensetzung des Überlaufs entspricht.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung und Anordnung soll nunmehr an Hand der Figur beispielsweise näher erläutert werden.
  • In den üblichen Mantel 1 einer Niederdrucksäule eines Doppelrektifikators zur Luftzerlegung ist ein Zwischenschuß 2 eingesetzt, in dem auf Traversen 3 mit der Innenzarge 4 und Flanschring 5 eine Nebenkolonne 6 mit Flanschring 7 dichtend aufgesetllt ist. Am oberen Teil des Mantels der Nebenkolonne 6 sind noch am Umfang verteilt einige Abstandhalter 7' vorgesehen, die eine Zentrierung der Nebenkolonne innerhalb der Innenzarge 4 gestatten. Am Nebenkolonnenmantel ist dabei noch ein Abschirmblechring 6" zur Abdeckung des Ringspaltes zwischen Innenzarge 4 und Mantel angebracht, um hierin unerwünschte Flüssigkeitsansammlungen, die unter Umständen explosionsgefährlich sein können, zu vermeiden.
  • Die Nebenkolonne 6 ist mit einem Kopfkondensator 8 ausgerüstet. Der Kondensatormantel besitzt einen Zulaufstutzen 9 für mit Sauerstoff angereicherte Flüssigkeit aus dem Sumpf der Drucksäule. Vorzugsweise wird hier nur ein solcher Teil dieser Flüssigkeit mit Hilfe eines entsprechenden Regelventils eingeführt, daß durch den überlaufstutzen 11 noch eine kleine Flüssigkeitsmenge neben dem im Kopfkondensator entwickelten Gas austritt.
  • Es ist aber unter Umständen auch möglich, die gesamte mit Sauerstoff angereicherte Flüssigkeit aus dem Sumpf der Drucksäule über den Kopfkondensator 8 in die Niederdrucksäule einzuführen.
  • Aus dem Kopfkondensator wird durch Leitung 12 noch eine kleine Gasmenge abgezogen, aus der im Kühler 13 mit Kopfkondensator 14 noch restliche Rohargonmengen auskondensiert werden. Der Kondensator 14 besitzt noch einen Flüssigkeitseintrittsstutzen 15 für flüssigen Stickstoff und einen Austrittsstutzen 16 für mindestens teilweise verdampften Stickstoff, wobei durch die Leitung 17 am Kopf des Kühlers paraktisch nur noch Stickstoff entweicht und durch die Leitung 18 die auskondensierte Rohargonmenge in die Nebenkolonne 6 an der Stelle 19 kurz unterhalb des Kondensators zurückgeführt wird.
  • Unmittelbar oberhalb der Innenzarge 4 der Niederdrucksäule ist an der Säule 6 ein Austrittsrohr 20 vorgesehen, das den Außenmantel der Niederdrucksäule durchsetzt und mit Anschlußstutzen 21 zum Abzug des flüssigen Rohargonproduktes versehen ist.
  • Der Kopfkondensator 8 der Nebenkolonne ist dabei durch das am Zwischenschuß der Niederdrucksäule angebrachte Mannloch 22 zugänglich.
  • Oberhalb etwa zwei Böden des Oberteils der Niederdrucksäule, das auf den Zwischenschuß 2 aufgesetzt ist, ist mit Vorteil ein Anschlußstutzen 23 vorgesehen, um die Hauptmenge der mit Sauerstoff angereicherten Flüssigkeit aus dem Sumpf der Drucksäule über ein Entspannungsventil zuzuführen. Weiter oben ist dann noch ein seitlicher Eintrittsstutzen 24 für Einblaseluft von Entspannungsturbinen angedeutet.
  • Wenn es sich um die Gewinnung verhältnismäßig großer Gasmengen als Nebenprodukte einer Luftzerlegungsanlage handelt, so ist die beschriebene Anordnung besonders günstig, da hierbei die Ausnutzung des Kolonnenraumes optimal ist.
  • Eine in die Niederdrucksäule des Doppelrektifikators eingebaute Nebenkolonne kann im Rahmen der Erfindung auch zur Gewinnung einer Teilmenge besonders reinen Sauerstoffs oder Stickstoffs oder zur Erzeugung anderer Edelgase, insbesondere Krypton, dienen.

Claims (9)

  1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Erzeugung von Nebenprodukten, insbesondere von flüssigem Rohrargon, bei der Tieftemperaturluftzerlegung in einem Doppelrektifikator mittels einer der Niederdrucksäule parallelgeschalteten Nebenkolonne, welche in eine in der Niederdrucksäule angeordnete, die Böden derselben durchdringende Innenzarge von oben her eingesetzt und an ihrem unteren Ende mit der Niederdrucksäule verbunden ist, d adurch gekennzeichnet, daß die Innenzarge (4) in einem Zwischenschuß (2) der Niederdrucksäule vorgesehen ist und zwischen der Innenzarge (4) und dem Zwischenschuß (2) zusätzliche, zur Rohnebenproduktgewinnung erforderliche Böden angeordnet sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenzarge (4) vom unteren Ende der Nebenkolonne (6) bis zu dem einige Böden unterhalb des Kopfes der Nebenkolonne angeordneten Austrittsrohr (20) für das Nebenprodukt reicht.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenkolonne (6) auf den Zwischenschuß (2) durchsetzenden Traversen (3) aufgestellt ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenkolonne (6) auf einem an der Innenzarge (4) angebrachten Flanschring (5) aufgesetzt und abgedichtet ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Nebenkolonne (6) und der Innenzarge (4) ein Abschirmblechring (6'j vorgesehen ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenkolonne (6) am Oberteil mit Abstandhaltern (7@ zur zentrierenden Führung in der Innenzarge (4) versehen ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenkolonne (6) über einen Anschlußring mit dem oberen Ende der Innenzarge (4) verschweißt oder verlötet ist. B.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Nebenkolonne (6) ein den Zwischenschuß (2) durchsetzendes flexibles Austrittsrohr (20) für das flüssige Nebenprodukt vorgesehen ist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfkondensator (8) der Nebenkolonne (6) über ein Entspannungsventil mit dem Sumpf der Drucksäule verbunden ist, während ein überlaufstutzen (11) des Kopfkondensators (8) mit dem mittleren Teil der Niederdrucksäule in einer Höhe verbunden ist, die der Zusammensetzung des überlaufs entspricht. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 366 061; USA.-Patentschrift Nr. 2 934 908.
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