DE19735154A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Druckstickstoff - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Druckstickstoff

Info

Publication number
DE19735154A1
DE19735154A1 DE19735154A DE19735154A DE19735154A1 DE 19735154 A1 DE19735154 A1 DE 19735154A1 DE 19735154 A DE19735154 A DE 19735154A DE 19735154 A DE19735154 A DE 19735154A DE 19735154 A1 DE19735154 A1 DE 19735154A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure column
low pressure
nitrogen
product
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19735154A
Other languages
English (en)
Inventor
Dietrich Dipl Ing Rottmann
Horst Dipl Ing Corduan
Juergen Dipl Ing Voit
Wolfgang Haag
Christian Dipl Ing Kunz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to DE19735154A priority Critical patent/DE19735154A1/de
Priority to CN97199351A priority patent/CN1235666A/zh
Priority to DK97948844T priority patent/DK0948730T3/da
Priority to JP52006298A priority patent/JP2001509246A/ja
Priority to PT97948844T priority patent/PT948730E/pt
Priority to ES97948844T priority patent/ES2150291T3/es
Priority to PCT/EP1997/006010 priority patent/WO1998019122A1/de
Priority to EP97948844A priority patent/EP0948730B1/de
Priority to US09/297,380 priority patent/US6196023B1/en
Priority to CA002277838A priority patent/CA2277838A1/en
Priority to DE59702301T priority patent/DE59702301D1/de
Priority to KR1019990703851A priority patent/KR20000052974A/ko
Priority to TW086116417A priority patent/TW363121B/zh
Publication of DE19735154A1 publication Critical patent/DE19735154A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04187—Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
    • F25J3/04193—Division of the main heat exchange line in consecutive sections having different functions
    • F25J3/04206—Division of the main heat exchange line in consecutive sections having different functions including a so-called "auxiliary vaporiser" for vaporising and producing a gaseous product
    • F25J3/04212—Division of the main heat exchange line in consecutive sections having different functions including a so-called "auxiliary vaporiser" for vaporising and producing a gaseous product and simultaneously condensing vapor from a column serving as reflux within the or another column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04012—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of warm gaseous streams; details of intake or interstage cooling
    • F25J3/0403—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of warm gaseous streams; details of intake or interstage cooling of nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04078—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression
    • F25J3/04084—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression of nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04078—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression
    • F25J3/0409—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression of oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04078—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression
    • F25J3/04103—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression using solely hydrostatic liquid head
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04187—Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
    • F25J3/04218—Parallel arrangement of the main heat exchange line in cores having different functions, e.g. in low pressure and high pressure cores
    • F25J3/04224—Cores associated with a liquefaction or refrigeration cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04187—Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
    • F25J3/0423—Subcooling of liquid process streams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04187—Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
    • F25J3/04236—Integration of different exchangers in a single core, so-called integrated cores
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/0429—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of feed air, e.g. used as waste or product air or expanded into an auxiliary column
    • F25J3/04303—Lachmann expansion, i.e. expanded into oxygen producing or low pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/04321—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04375—Details relating to the work expansion, e.g. process parameter etc.
    • F25J3/04381—Details relating to the work expansion, e.g. process parameter etc. using work extraction by mechanical coupling of compression and expansion so-called companders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04406—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system
    • F25J3/04412—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system in a classical double column flowsheet, i.e. with thermal coupling by a main reboiler-condenser in the bottom of low pressure respectively top of high pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04406—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system
    • F25J3/04418—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system with thermally overlapping high and low pressure columns
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04406—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system
    • F25J3/04424—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system without thermally coupled high and low pressure columns, i.e. a so-called split columns
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
    • F25J3/04872—Vertical layout of cold equipments within in the cold box, e.g. columns, heat exchangers etc.
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
    • F25J3/04872—Vertical layout of cold equipments within in the cold box, e.g. columns, heat exchangers etc.
    • F25J3/04878—Side by side arrangement of multiple vessels in a main column system, wherein the vessels are normally mounted one upon the other or forming different sections of the same column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
    • F25J3/04872—Vertical layout of cold equipments within in the cold box, e.g. columns, heat exchangers etc.
    • F25J3/04884—Arrangement of reboiler-condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/20—Processes or apparatus using separation by rectification in an elevated pressure multiple column system wherein the lowest pressure column is at a pressure well above the minimum pressure needed to overcome pressure drop to reject the products to atmosphere
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/50—Processes or apparatus using separation by rectification using multiple (re-)boiler-condensers at different heights of the column
    • F25J2200/52—Processes or apparatus using separation by rectification using multiple (re-)boiler-condensers at different heights of the column in the high pressure column of a double pressure main column system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/50—Processes or apparatus using separation by rectification using multiple (re-)boiler-condensers at different heights of the column
    • F25J2200/54—Processes or apparatus using separation by rectification using multiple (re-)boiler-condensers at different heights of the column in the low pressure column of a double pressure main column system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/90—Details relating to column internals, e.g. structured packing, gas or liquid distribution
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/42—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2235/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams
    • F25J2235/02—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams using a pump in general or hydrostatic pressure increase
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2235/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams
    • F25J2235/42—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/42—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/50—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/04—Down-flowing type boiler-condenser, i.e. with evaporation of a falling liquid film
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/10—Boiler-condenser with superposed stages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/20—Boiler-condenser with multiple exchanger cores in parallel or with multiple re-boiling or condensing streams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
    • F25J2250/42—One fluid being nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
    • F25J2250/50—One fluid being oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/30—External or auxiliary boiler-condenser in general, e.g. without a specified fluid or one fluid is not a primary air component or an intermediate fluid
    • F25J2250/52—One fluid being oxygen enriched compared to air, e.g. "crude oxygen"

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Druckstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Rektifiziersystem, das eine Drucksäule und eine Niederdrucksäule aufweist, wobei bei dem Verfahren Einsatzluft in die Drucksäule eingeleitet, eine sauerstoffhaltige flüssige Fraktion aus der Drucksäule entnommen und in die Niederdrucksäule eingespeist wird, gasförmiger Stickstoff aus der Niederdrucksäule in einem Kopfkondensator durch indirekten Wärmeaustausch mit einer verdampfenden Flüssigkeit mindestens teilweise kondensiert wird und Stickstoff aus der Niederdrucksäule als gasförmiges Druckstickstoffprodukt unter einem Druck gewonnen wird, der höher als der Betriebsdruck der Niederdrucksäule ist.
Ein derartiges Verfahren ist aus DE 35 28 374 A1 bekannt. Hier wird ins besondere am Kopf der Niederdrucksäule gewonnener Stickstoff als Druckprodukt abgeführt. Dazu wird der Stickstoff gasförmig aus der Niederdrucksäule entnommen, im Hauptwärmetauscher gegen Einsatzluft angewärmt und anschließend von etwa Niederdrucksäulendruck auf den Produktdruck verdichtet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Druckstickstoff mit relativ geringem Aufwand zu gewinnen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens ein Teil des bei dem indirekten Wärmeaustausch im Kopfkondensator entstandenen flüssigen Stickstoffs in flüssigem Zustand auf einen Druck gebracht wird, der den Druck der Niederdrucksäule übersteigt, in einem Produktverdampfer durch indirekten Wärmeaustausch mit einem Wärmeträger verdampft wird und als Druckstickstoffprodukt gewonnen wird. Der Produktverdampfer kann innerhalb einer der Säulen oder außerhalb der Säulen angeordnet sein.
Die Druckerhöhung im Stickstoffprodukt aus der Niederdrucksäule wird also mindestens teilweise in flüssigem Zustand durchgeführt. Die Druckerhöhung in der Flüssigkeit kann durch jede bekannte Maßnahme durchgeführt werden, beispielsweise mittels einer Pumpe, der Ausnutzung eines hydrostatischen Potentials und/oder der Druckaufbauverdampfung an einem Tank. Sie bedeutet einen geringeren apparativen Aufwand als ein Gasverdichter. Es wird zusätzlich ein indirekter Wärmeaustausch benötigt, in dem der flüssig auf Druck gebrachte Niederdrucksäulen-Stickstoff verdampft wird. Dennoch ergibt sich insgesamt ein wirtschaftlich besonders günstiges Verfahren.
Die Betriebsdrücke der Doppelsäule können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise 6 bis 20, vorzugsweise 7 bis 16 bar in der Drucksäule und beispielsweise 3 bis 8, vorzugsweise 3 bis 6 bar in der Niederdrucksäule betragen. Der Kopfkondensator der Niederdrucksäule wird beispielsweise mit einer Flüssigkeit aus der Niederdrucksäule wie etwa der Niederdrucksäulen-Sumpfflüssigkeit als Kältemittel betrieben. Rücklauf für die Drucksäule wird üblicherweise durch einen Kondensator- Verdampfer erzeugt, über den der Kopf der Drucksäule und der Sumpf der Niederdrucksäule in wärmetauschender Verbindung stehen.
Für die Auswahl des Wärmeträgers für die Verdampfung des flüssig auf Druck gebrachten Niederdrucksäulen-Stickstoffs gibt es zwei bevorzugte Möglichkeiten.
Zum einen kann ein Gas aus der Drucksäule, vorzugsweise eine stickstoffhaltige Fraktion aus einem oberen oder mittleren Bereich der Drucksäule, als Wärmeträger eingesetzt werden. Es kann sich dabei um die Kopffraktion der Drucksäule oder um ein Gas handeln, das an einer Zwischenstelle der Drucksäule abgezogen wird. Diese Zwischenstelle liegt um eine Anzahl von theoretischen Böden unterhalb des Drucksäulenkopfs, die bis zu 5/6 vorzugsweise 1/3 bis 5/6 der Gesamtzahl an theoretischen Böden innerhalb der Drucksäule beträgt. Das bei dem indirekten Wärmeaustausch in dem Produktverdampfer entstandene Kondensat wird mindestens teilweise, vorzugsweise vollständig wieder in die Drucksäule zurückgeführt und dort als Rücklauf verwendet.
Alternativ oder zusätzlich wird ein Gas aus der Niederdrucksäule als Wärmeträger für die Verdampfung des flüssig auf Druck gebrachten Niederdrucksäulen-Stickstoffs verwendet, vorzugsweise eine sauerstoffhaltige Fraktion aus einem unteren oder mittleren Bereich der Niederdrucksäule. Es kann sich dabei um die Sumpffraktion der Niederdrucksäule handeln oder um ein Gas, das von einer Zwischenstelle der Niederdrucksäule stammt. Diese Zwischenstelle liegt um eine Anzahl von theoretischen Böden oberhalb des Niederdrucksäulensumpfs, die bis zu 5/6 vorzugsweise 1/3 bis 5/6 der Gesamtzahl an theoretischen Böden innerhalb der Niederdrucksäule beträgt. Das bei dem indirekten Wärmeaustausch in dem Produktverdampfer entstandene Kondensat wird mindestens teilweise, vorzugsweise vollständig wieder in die Niederdrucksäule zurückgeführt.
Es ist ferner günstig, wenn der flüssige Stickstoff bei dem indirekten Wärmeaustausch im Produktverdampfer nur teilweise verdampft und der flüssig verbliebene Anteil des Stickstoffs in die Niederdrucksäule zurückgeleitet wird. Der Produktverdampfer wird hierbei vorzugsweise als Fallfilmverdampfer betrieben. Diese Art der Verdampfung ermöglicht eine besonders niedrige Temperaturdifferenz und damit einen entsprechend hohen Verdampfungsdruck, der auch bei der Verwendung reinen Stickstoffs vom Kopf der Drucksäule als Wärmeträger nur geringfügig (etwa 0,3 bis 0,8 bar) unterhalb des Drucksäulendrucks liegt. Als Umwälzpumpe wird die ohnehin zur Druckerhöhung vorhandene Pumpe verwendet; die Niederdrucksäule dient als Flashgasabscheider bei der Rückführung des flüssig verbliebenen Anteils.
Zur Kältegewinnung ist es üblich, eine Prozeßfraktion arbeitsleistend zu entspannen. Im Rahmen der Erfindung ist es von Vorteil, wenn die bei der arbeitsleistenden Entspannung gewonnene Energie zur Weiterverdichtung des Druckstickstoffprodukts stromabwärts des Produktverdampfers verwendet wird. Damit kann das Druckstickstoffprodukt aus der Niederdrucksäule mit geringem Aufwand auf Drucksäulendruck gebracht und mit direkt aus der Drucksäule abgezogenem Stickstoffprodukt vermischt werden. Das Gemisch kann als Produkt verwendet oder auf einen noch höheren Druck verdichtet werden. Bei der arbeitsleistend zu entspannenden Prozeßfraktion kann es sich um einen Teilstrom der Einsatzluft, um verdampftes Kältemittel aus dem Kopfkondensator der Niederdrucksäule oder um ein Gas aus dem unteren Bereich der Niederdrucksäule handeln.
Normalerweise wird die Sumpfflüssigkeit der Niederdrucksäule als Kältemittel zur Kondensation des gasförmigen Stickstoffs aus der Niederdrucksäule im Kopfkondensator der Niederdrucksäule eingesetzt. Soll jedoch im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens neben dem Druckstickstoff auch reiner Sauerstoff (Reinheit höher als 40 mol%, vorzugsweise zwischen 99,5 und 99,999 mol%) gewonnen werden, ist es besonders günstig, wenn eine flüssige Fraktion, deren Sauerstoffgehalt zwischen demjenigen der sauerstoffhaltigen flüssigen Fraktion aus der Drucksäule und demjenigen der Sumpfflüssigkeit der Niederdrucksäule liegt, zur Kondensation des gasförmigen Stickstoffs aus der Niederdrucksäule in dem Kopfkondensator eingesetzt wird. Dabei kann es sich um die sauerstoffhaltige flüssige Fraktion aus der Drucksäule selbst oder um eine nach deren Entspannung auf etwa Niederdrucksäulendruck entstandene Flüssigkeit handeln, oder aber um eine flüssige Fraktion, die der Niederdrucksäule oberhalb des Sumpfes, aber unterhalb der Einspeisung der sauerstoffhaltigen flüssigen Fraktion entnommen wird. Auf diese Weise kann dem unteren Bereich der Niederdrucksäule ein reines Sauerstoffprodukt flüssig und/oder gasförmig entnommen werden, und zwar unter dem gegenüber dem Atmosphärendruck erhöhten Druck der Niederdrucksäule. Das Kältemittel für den Kopfkondensator der Niederdrucksäule weist dennoch einen höheren Stickstoffgehalt als das Sauerstoffprodukt und damit eine relativ niedrige Verdampfungstemperatur auf.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung gemäß den Patentansprüchen 6 bis 10.
Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und einer entsprechenden Vorrichtung mit außerhalb der Säulen angeordnetem und mit Dampf aus der Drucksäule betriebenem Produktverdampfer,
Fig. 2 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel mit Beheizung des Produktverdampfers durch eine Zwischenfraktion der Drucksäule,
Fig. 3 eine weitere Variante des Beispiels von Fig. 1 mit arbeitsleistender Entspannung von Restgas aus dem Kopfkondensator der Niederdrucksäule,
Fig. 4 ein Beispiel mit arbeitsleistender Entspannung eines Gases aus der Niederdrucksäule,
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel mit gleichzeitiger Gewinnung von reinem Sauerstoff in der Niederdrucksäule
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und einer entsprechenden Vorrichtung mit innerhalb der Säulen angeordnetem und mit Dampf aus der Niederdrucksäule betriebenem Produktverdampfer,
Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel mit innerhalb der Säulen angeordnetem und mit Dampf aus der Drucksäule betriebenem Produktverdampfer und
Fig. 8 und 9 Ausführungsbeispiele mit außerhalb der Säulen angeordnetem Produktverdampfer.
Bei dem Verfahren der Fig. 1 wird verdichtete und gereinigte Luft 1 in einem Hauptwärmetauscher 2 abgekühlt und einer Drucksäule 4 unter einem Druck von 14 bar zugeleitet (3). Das Rektifiziersystem weist außerdem eine Niederdrucksäule 5 auf, die mit einem Druck von 5 bar betrieben wird und mit der Drucksäule über einen gemeinsamen Kondensator-Verdampfer (Hauptkondensator) 6 in wärmetauschender Verbindung steht. Ein Teil 8 des am Kopf der Drucksäule entnommenen Stickstoffs wird im Hauptkondensator 6 verflüssigt und über die Leitungen 9 und 10 als Rücklauf auf die Drucksäule aufgegeben. Sumpfflüssigkeit 11 der Drucksäule wird nach Unterkühlung 15 als sauerstoffreiche flüssige Fraktion in die Niederdrucksäule 5 eingedrosselt (12). Die Sumpfflüssigkeit 13 der Niederdrucksäule 5 wird ebenfalls unterkühlt (14) und entspannt (16) und anschließend in den Verdampfungsraum des Kopfkondensators 17 der Niederdrucksäule 5 eingeführt. In dessen Verflüssigungsraum kondensiert gasförmiger Stickstoff 18 vom Kopf der Niederdrucksäule 5; das Kondensat 19 wird zu einem ersten Teil in die Niederdrucksäule zurückgeleitet und dort als Rücklauf verwendet.
Ein anderer Teil 20 des flüssigen Stickstoffs 19 aus dem Kopfkondensator 17 wird erfindungsgemäß in flüssigem Zustand auf Druck (im Beispiel 14 bar) gebracht (Pumpe 21) und über Leitung 22 durch den Unterkühler 15 zu einem Produktverdampfer 23 geführt. Der unter einem Druck von 13,4 bar verdampfte Stickstoff 24 wird im Hauptwärmetauscher 2 angewärmt und als Druckprodukt 25 abgeführt. Er kann gegebenenfalls in gasförmigem Zustand weiter verdichtet 26 und mit direkt aus der Drucksäule abgezogenem Druckstickstoff 27, 28 vermischt werden (29). In dem Beispiel stammen ca. 50% des gesamten Druckstickstoffprodukts 29 aus der Niederdrucksäule 5.
Auf der Verflüssigungsseite des Produktverdampfers 23 wird ein Teil 35 des gasförmigen Stickstoffs 7 vom Kopf der Drucksäule 4 kondensiert. Die dabei entstehende Flüssigkeit 36 wird als zusätzlicher Rücklauf auf die Drucksäule 4 aufgegeben. Der Produktverdampfer 23 ist in dem Beispiel als Fallfilmverdampfer ausgebildet, in dem eine nur partielle Verdampfung stattfindet. Flüssig verbliebener Stickstoff 45 wird in die Niederdrucksäule 5 zurückgeführt.
Bei Bedarf kann ein Teil des flüssigen Stickstoffs vom Kopf der Niederdrucksäule als Flüssigprodukt 30 gewonnen werden. Der unreine Sauerstoff 31, der durch Verdampfung der Sumpfflüssigkeit 13 der Niederdrucksäule 5 im Kopfkondensator 17 der Niederdrucksäule entsteht, wird nach Anwärmung in den Wärmetauschern 14, 15 und 2 als Nebenprodukt oder Restgas abgeführt. Er kann beispielsweise für die Regenerierung einer Vorrichtung zur Luftreinigung eingesetzt werden.
Kälte wird bei dem Verfahren nach Fig. 1 durch arbeitsleistende Entspannung 33 eines Teilstroms 32 der Luft erzeugt. Die entspannte Luft 34 wird in die Niederdrucksäule 5 eingeleitet. Die in der Entspannungsmaschine 33 gewonnene mechanische Energie kann zur Nachverdichtung 26 des im Produktverdampfer 23 verdampften Druckstickstoffprodukts 24 verwendet werden, vorzugsweise durch direkte mechanische Kopplung von Entspannungsmaschine 33 und Verdichter 26.
Das Verfahren der Fig. 2 unterscheidet sich hiervon hauptsächlich durch die Verwendung eines anderen Wärmeträgers im Produktverdampfer. Anstelle von Kopfgas 7 der Drucksäule 4 wird hier ein Gas 35' von einer Zwischenstelle der Drucksäule in den Verflüssigungsraum des Produktverdampfers 23 geleitet. Die Zwischenstelle liegt etwa 20 theoretische Böden unterhalb des Kopfes der Drucksäule 4, die in dem Beispiel insgesamt 60 theoretische Böden enthält.
Das Gas 35' hat noch einen Sauerstoffgehalt von etwa 2 mol% und damit eine höhere Kondensationstemperatur als der reine Stickstoff vom Kopf der Drucksäule 6 (10 ppb Sauerstoff). Entsprechend höher kann der Druck auf der Verdampfungsseite des Produktverdampfers 23 sein (14 bar anstatt 13,4 bar im Falle der Fig. 1). Bei dem indirekten Wärmeaustausch entstandenes Kondensat 36' wird an einer seiner Zusammensetzung entsprechenden Stelle in die Drucksäule 4 zurückgeleitet, insbesondere an die Stelle der Entnahme (Leitung 35' oder etwas darüber).
Durch den höheren Druck beim Verdampfen 23, der bereits mit Hilfe der Pumpe 21 erzeugt wurde, kann unter Umständen eine Nachverdichtung (26 in Fig. 1) des verdampften Druckstickstoffs 24' auf den Drucksäulendruck entfallen und die beiden Stickstoffprodukte 24', 27' aus Niederdrucksäule und Drucksäule können bereits stromaufwärts des Hauptwärmetauschers 2 vermischt werden (Leitung 29').
Falls die Doppelsäule unter einem ausreichend hohen Druck betrieben wird (beispielsweise 8 bis 15 bar) kann die gesamte Einsatzluft 3' in die Drucksäule 4 geleitet werden. Ein derartiges Verfahren ist in Fig. 3 dargestellt, wobei wiederum nur die Abweichungen von Fig. 1 im einzelnen erläutert werden. Die Betriebsdrücke in Drucksäule 4 und Niederdrucksäule 5 betragen in diesem Beispiel 15 bar beziehungsweise 5 bar. Verfahrenskälte wird hier durch arbeitsleistende Entspannung von Dampf 31, 31' von der Verdampfungsseite des Kopfkondensators 17 der Niederdrucksäule 5 erzeugt. Bei Bedarf kann die Entspannungsmaschine 33' ebenso wie in Fig. 1 an einen Verdichter 26 für Stickstoffprodukt gekoppelt sein.
Auch bei niedrigeren Drücken (Beispiel: Drucksäule 10 bar, Niederdrucksäule 3 bar) ist das Verfahren von Fig. 4 anwendbar. Hier wird die Entspannungsmaschine 33'' mit einem Gas 37/38 betrieben, das aus dem unteren Bereich der Niederdrucksäule 5, insbesondere unmittelbar oberhalb des Sumpfs abgezogen wird. Der Druck dieses Gases (4,5 bar) ist deutlich höher als der Druck auf der Verdampfungsseite des Kopfkondensators 17 (1,25 bar). Das Abgas 39 der Entspannungsmaschine kann in einer eigenen Passage des Hauptwärmetauschers 2 angewärmt und als Nebenprodukt abgezogen werden; die zusätzliche Passage wird eingespart, wenn es stromaufwärts des Hauptwärmetauschers mit einer anderen Fraktion (Dampf 31 aus dem Kopfkondensator 17) vermischt und das Gemisch 40 gemeinsam im Hauptwärmetauscher 2 erwärmt wird, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.
Ein Verfahren gemäß Fig. 5 kommt zum Einsatz, wenn neben Druckstickstoff auch reiner Sauerstoff (Beispiel: 99,5 mol%) gewonnen werden soll. Gegenüber Fig. 1 unterscheidet sich diese Variante dadurch, daß das Kältemittel 13' für den Kopfkondensator 17 der Niederdrucksäule 5 nicht vom Sumpf, sondern von einer Zwischenstelle abgezogen wird, vorzugsweise aus einem Flüssigkeitsreservoir innerhalb der Niederdrucksäule 5, das unmittelbar unterhalb der Zuspeisung der sauerstoffhaltigen flüssigen Fraktion 11 aus der Drucksäule 4 angeordnet ist. Unterhalb befinden sich etwa 50 theoretische Böden, über die die herabfließende Flüssigkeit auf die gewünschte Sauerstoffreinheit angereichert wird. Das Sauerstoffprodukt kann flüssig (42) und/oder gasförmig (43) abgezogen werden. Bei Bedarf kann ein Teil 44 der Flüssigkeit 42 in den Kopfkondensator 17 geführt werden.
Das Verfahren der Fig. 6 unterscheidet sich in mehreren Punkten von demjenigen der Fig. 1. Zum Beispiel zeigt es eine etwas abweichende Unterkühlung der Prozeßströme, indem nur ein Wärmetauscherblock 15 für diesen Zweck dargestellt ist. Ein Teil des Sumpfprodukts 13 der Niederdrucksäule 5 kann als Flüssigprodukt (LOX) gewonnen werden. Der im Hauptkondensator 6 verflüssigte Stickstoff 9 kann zu einem Teil 160 unterkühlt (15) und in die Niederdrucksäule 5 eingedrosselt (161) werden. Die Sumpfflüssigkeit 11 der Drucksäule kann teilweise (162) in den Verdampfungsraum des Kopfkondensators 17 der Niederdrucksäule geleitet (163) werden. In dem Beispiel der Fig. 6 wird das Druckstickstoffprodukt 24 aus dem Produktverdampfer 23 nicht nachverdichtet, sondern unter dem Verdampfungsdruck abgezogen (29). Kälte wird hier durch arbeitsleistende Entspannung von Restgas gewonnen, indem mindestens ein Teil 150 des unreinen Sauerstoffs 31 aus dem Kopfkondensator 17 der Niederdrucksäule 5 in einer Entspannungsmaschine 133 von einer Zwischentemperatur des Wärmetauschers 2 aus arbeitsleistend entspannt wird. Das Turbinenabgas 151 wird wieder im Wärmetauscher 2 angewärmt und als Restgas 152 abgeführt beziehungsweise zur Regenerierung der Reinigungsvorrichtung für die Einsatzluft verwendet. Die in der Entspannungsmaschine 133 gewonnene mechanische Energie kann an einen Generator abgegeben oder zur Verdichtung einer Prozeßfraktion verwendet werden, vorzugsweise durch direkte mechanische Kopplung der Entspannungsmaschine 133 mit einem nicht dargestellten Verdichter.
Der Hauptunterschied gegenüber Fig. 1 liegt im Produktverdampfer 23. Dieser wird verflüssigungsseitig mit Dampf aus der Niederdrucksäule betrieben. Dazu wird auf der Verflüssigungsseite des Produktverdampfers 23 ein Teil des über dem Sumpf der Niederdrucksäule befindlichen Gases kondensiert. Die dabei entstehende Flüssigkeit 136 strömt in die Niederdrucksäule zurück. Der Produktverdampfer 23 ist in dem Beispiel innerhalb der Niederdrucksäule angeordnet. Er kann als Fallfilmverdampfer ausgebildet sein, in dem eine nur partielle Verdampfung stattfindet. Flüssig verbliebener Stickstoff kann in die Niederdrucksäule 5 zurückgeführt werden.
Bei der in Fig. 7 gezeigten Anlage ist der Produktverdampfer 23 ähnlich wie in Fig. 6 in die Doppelsäule eingebaut. Er sitzt hier im oberen Bereich der Drucksäule 4. Die Verflüssigungsseite des Produktverdampfers 23 wird ähnlich wie bei den Fig. 1 bis 5 mit einem Teil 35 des gasförmigen Stickstoffs 7 vom Kopf der Drucksäule 4 beaufschlagt.
In Fig. 8 sind Unterkühler und Produktverdampfer in einem Wärmetauscherblock 223 integriert. In diesem Beispiel kann ein Teil 246 der Sumpfflüssigkeit 11 der Drucksäule zur zusätzlichen Kopfkühlung von Drucksäule (über Ventil 248) oder Niederdrucksäule (über Ventil 247) genutzt werden. Verfahrenskälte wird wie in Fig. 1 durch arbeitsleistende Entspannung 33 eines Teils 32 der Einsatzluft gewonnen.
Wie in Fig. 8 ist der Produktverdampfer 323 von Fig. 9 als Gegenstrom- Wärmetauscher, vorzugsweise als Aluminium-Plattenwärmetauscher, realisiert. Im Unterschied zu Fig. 8 ist er jedoch von dem Unterkühlungswärmetauscher 15 getrennt.
Selbstverständlich können die Merkmale der verschiedenen hier dargestellten Varianten der Erfindung untereinander kombiniert werden.

Claims (10)

1. Verfahren zur Gewinnung von Druckstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Rektifiziersystem, das eine Drucksäule (4) und eine Niederdrucksäule (5) aufweist, wobei bei dem Verfahren Einsatzluft (1, 3; 1, 3') in die Drucksäule (4) eingeleitet, eine sauerstoffhaltige flüssige Fraktion (11) aus der Drucksäule (4) entnommen und in die Niederdrucksäule (5) eingespeist wird, gasförmiger Stickstoff (18) aus der Niederdrucksäule (5) in einem Kopfkondensator (17) durch indirekten Wärmeaustausch mit einer verdampfenden Flüssigkeit (13; 13', 44) mindestens teilweise kondensiert wird und Stickstoff aus der Niederdrucksäule als gasförmiges Druckstickstoffprodukt (24, 24', 25, 29) unter einem Druck gewonnen wird, der höher als der Betriebsdruck der Niederdrucksäule (5) ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil (20) des bei dem indirekten Wärmeaustausch im Kopfkondensator (17) entstandenen flüssigen Stickstoffs in flüssigem Zustand auf einen Druck gebracht (21) wird, der den Druck der Niederdrucksäule (5) übersteigt, in einem Produktverdampfer (23) durch indirekten Wärmeaustausch mit einem Wärmeträger (35; 35') verdampft wird und als Druckstickstoffprodukt (24, 24', 25, 29) gewonnen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeträger ein Gas aus der Drucksäule (4), vorzugsweise eine stickstoffhaltige Fraktion (35; 35') aus einem oberen oder mittleren Bereich der Drucksäule (4), und/oder ein Gas aus der Niederdrucksäule (5), vorzugsweise eine sauerstoffhaltige Fraktion aus einem unteren oder mittleren Bereich der Niederdrucksäule (5), eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Stickstoff (22) bei dem indirekten Wärmeaustausch im Produktverdampfer (23) nur teilweise verdampft und der flüssig verbliebene Anteil (45) des Stickstoffs in die Niederdrucksäule (5) zurückgeleitet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Prozeßfraktion (32, 31', 38) arbeitsleistend entspannt (33, 33', 33'') und die bei der arbeitsleistenden Entspannung (33, 33', 33'') gewonnene Energie zur Weiterverdichtung (26) des Druckstickstoffprodukts (24) stromabwärts des Produktverdampfers (23) verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine flüssige Fraktion (13'), deren Sauerstoffgehalt zwischen demjenigen der sauerstoffhaltigen flüssigen Fraktion (11) aus der Drucksäule (4) und demjenigen der Sumpfflüssigkeit (42) der Niederdrucksäule (5) liegt, zur Kondensation des gasförmigen Stickstoffs (18) aus der Niederdrucksäule (5) in dem Kopfkondensator (17) eingesetzt wird.
6. Vorrichtung zur Gewinnung von Druckstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Rektifiziersystem, das eine Drucksäule (4) und eine Niederdrucksäule (5) aufweist, mit einer Einsatzluftleitung (1, 3; 1, 3'), die in die Drucksäule (4) führt, mit einer Leitung (11) für eine sauerstoffhaltige flüssige Fraktion, die von der Drucksäule (4) in die Niederdrucksäule (5) führt, mit einem Kopfkondensator (17), dessen Verflüssigungsseite mit einem oberen Bereich der Niederdrucksäule (5) verbunden (18) ist, und mit einer Druckproduktleitung (24, 24', 25, 29) zur Entnahme von Stickstoff aus der Niederdrucksäule (5) als gasförmiges Druckprodukt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verflüssigungsseite des Kopfkondensators (17) der Niederdrucksäule (5) über eine Flüssigstickstoffleitung (20, 22) mit Mitteln (21) zur Druckerhöhung einer Flüssigkeit und mit einem Produktverdampfer (23) in Strömungsverbindung steht, wobei der Produktverdampfer (23) seinerseits mit der Druckproduktleitung (24, 24', 25, 29) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verflüssigungsseite des Produktverdampfers (23) mit einem oberen oder mittleren Bereich der Drucksäule und/oder mit einem unteren oder mittleren Bereich der Niederdrucksäule verbunden (7, 8; 35') ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine Flüssigkeitsrückleitung (45), die vom Produktverdampfer (23) in die Niederdrucksäule (5) führt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine Entspannungsmaschine (33, 33', 33'') zur arbeitsleistenden Entspannung einer Prozeßfraktion (32, 31', 38), die mit einem Verdichter (26) zur Weiterverdichtung des Druckstickstoffprodukts (24) stromabwärts des Produktverdampfers (23) gekoppelt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch eine Flüssigkeitsleitung (13) für Kältemittel, die einerseits mit einem mittleren Bereich der Niederdrucksäule (5) oder mit einem unteren Bereich der Drucksäule und andererseits mit der Verdampfungsseite des Kopfkondensators (17) der Niederdrucksäule (5) verbunden ist.
DE19735154A 1996-10-30 1997-08-13 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Druckstickstoff Withdrawn DE19735154A1 (de)

Priority Applications (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19735154A DE19735154A1 (de) 1996-10-30 1997-08-13 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Druckstickstoff
CN97199351A CN1235666A (zh) 1996-10-30 1997-10-30 生产加压氮气的方法和设备
DK97948844T DK0948730T3 (da) 1996-10-30 1997-10-30 Fremgangsmåde og anordning til udvinding af komprimeret nitrogen
JP52006298A JP2001509246A (ja) 1996-10-30 1997-10-30 高圧窒素製造方法及び装置
PT97948844T PT948730E (pt) 1996-10-30 1997-10-30 Metodo e dispositivo para obtencao de azoto sujeito a pressao
ES97948844T ES2150291T3 (es) 1996-10-30 1997-10-30 Proceso y dispositivo para la produccion de nitrogeno comprimido.
PCT/EP1997/006010 WO1998019122A1 (de) 1996-10-30 1997-10-30 Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von druckstickstoff
EP97948844A EP0948730B1 (de) 1996-10-30 1997-10-30 Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von druckstickstoff
US09/297,380 US6196023B1 (en) 1996-10-30 1997-10-30 Method and device for producing compressed nitrogen
CA002277838A CA2277838A1 (en) 1996-10-30 1997-10-30 Method and device for producing compressed nitrogen
DE59702301T DE59702301D1 (de) 1996-10-30 1997-10-30 Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von druckstickstoff
KR1019990703851A KR20000052974A (ko) 1996-10-30 1997-10-30 압축 질소를 생성시키는 방법 및 장치
TW086116417A TW363121B (en) 1996-10-30 1997-11-13 Process and apparatus for producing pressurized nitrogen

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19643916 1996-10-30
EP97102533 1997-02-17
DE19717124 1997-04-23
DE19735154A DE19735154A1 (de) 1996-10-30 1997-08-13 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Druckstickstoff

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19735154A1 true DE19735154A1 (de) 1998-05-07

Family

ID=27438467

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19735154A Withdrawn DE19735154A1 (de) 1996-10-30 1997-08-13 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Druckstickstoff
DE59702301T Expired - Fee Related DE59702301D1 (de) 1996-10-30 1997-10-30 Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von druckstickstoff

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE59702301T Expired - Fee Related DE59702301D1 (de) 1996-10-30 1997-10-30 Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von druckstickstoff

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6196023B1 (de)
EP (1) EP0948730B1 (de)
JP (1) JP2001509246A (de)
KR (1) KR20000052974A (de)
CN (1) CN1235666A (de)
CA (1) CA2277838A1 (de)
DE (2) DE19735154A1 (de)
DK (1) DK0948730T3 (de)
ES (1) ES2150291T3 (de)
PT (1) PT948730E (de)
WO (1) WO1998019122A1 (de)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0955509B1 (de) 1998-04-30 2004-12-22 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von hochreinem Sauerstoff
DE19819263C2 (de) * 1998-04-30 2003-08-21 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Druckstickstoff
DE10018200A1 (de) * 2000-04-12 2001-10-18 Linde Gas Ag Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Druckstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE10058332A1 (de) * 2000-11-24 2002-05-29 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Sauerstoff und Stickstoff
US6397631B1 (en) 2001-06-12 2002-06-04 Air Products And Chemicals, Inc. Air separation process
EP1300640A1 (de) 2001-10-04 2003-04-09 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von hoch reinem Stickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
US6499312B1 (en) 2001-12-04 2002-12-31 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system for producing high purity nitrogen
US6494060B1 (en) 2001-12-04 2002-12-17 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system for producing high purity nitrogen using high pressure turboexpansion
GB0422635D0 (en) * 2004-10-12 2004-11-10 Air Prod & Chem Process for the cryogenic distillation of air
CN102003865A (zh) * 2010-11-09 2011-04-06 苏州制氧机有限责任公司 一种制氮装置及其制氮方法
US8991209B2 (en) 2010-12-13 2015-03-31 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process and installation for producing high-pressure nitrogen
EP2662654A1 (de) * 2012-05-07 2013-11-13 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung von Luft durch kryogene Destillation
WO2015014485A2 (de) * 2013-08-02 2015-02-05 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von druckstickstoff
CN103776239B (zh) * 2014-01-13 2016-03-30 浙江海天气体有限公司 多功能制氮装置
US9366476B2 (en) 2014-01-29 2016-06-14 Praxair Technology, Inc. Condenser-reboiler system and method with perforated vent tubes
US9488408B2 (en) * 2014-01-29 2016-11-08 Praxair Technology, Inc. Condenser-reboiler system and method
EP3059536A1 (de) * 2015-02-19 2016-08-24 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines Druckstickstoffprodukts
EP3290843A3 (de) * 2016-07-12 2018-06-13 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von druckstickstoff und flüssigstickstoff durch tieftemperaturzerlegung von luft
WO2021242309A1 (en) * 2020-05-26 2021-12-02 Praxair Technology, Inc. Enhancements to a dual column nitrogen producing cryogenic air separation unit
WO2021242307A1 (en) * 2020-05-28 2021-12-02 Praxair Technology, Inc. Enhancements to a dual column nitrogen producing cryogenic air separation unit

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2578532B1 (fr) * 1985-03-11 1990-05-04 Air Liquide Procede et installation de production d'azote
DE3528374A1 (de) 1985-08-07 1987-02-12 Linde Ag Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von stickstoff mit ueberatmosphaerischem druck
US5098457A (en) 1991-01-22 1992-03-24 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Method and apparatus for producing elevated pressure nitrogen
US5303556A (en) * 1993-01-21 1994-04-19 Praxair Technology, Inc. Single column cryogenic rectification system for producing nitrogen gas at elevated pressure and high purity
US5402647A (en) * 1994-03-25 1995-04-04 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system for producing elevated pressure nitrogen

Also Published As

Publication number Publication date
US6196023B1 (en) 2001-03-06
PT948730E (pt) 2000-12-29
ES2150291T3 (es) 2000-11-16
DE59702301D1 (de) 2000-10-05
CN1235666A (zh) 1999-11-17
WO1998019122A1 (de) 1998-05-07
EP0948730A1 (de) 1999-10-13
EP0948730B1 (de) 2000-08-30
JP2001509246A (ja) 2001-07-10
KR20000052974A (ko) 2000-08-25
DK0948730T3 (da) 2000-10-16
CA2277838A1 (en) 1998-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0955509B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von hochreinem Sauerstoff
EP0948730B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von druckstickstoff
EP1357342B1 (de) Drei-Säulen-System zur Tieftemperaturzerlegung mit Argongewinnung
EP0716280B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE19803437A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP1284404A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP0527501A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Luftzerlegung durch Rektifikation
WO2009095188A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur tieftemperatur-luftzerlegung
EP1074805B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Sauerstoff unter überatmosphärischem Druck
EP0384213A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Luftzerlegung durch Rektifikation
EP1146301A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Drückstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE19609490A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE69719418T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Stickstoff unter Verwendung einer Doppelkolonne und einer Niederdruckabtrennungszone
DE60007686T2 (de) Tieftemperaturrektifikationsystem zur Luftzerleggung
DE19933558C5 (de) Dreisäulenverfahren und -vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP1189001B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung hoch reinen Stickstoffs durch Tieftemperatur-Luftzerlegung
EP1300640A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von hoch reinem Stickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE60019198T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Luftzerlegung durch Tieftemperaturrektifikation
EP1189002A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines gasförmigen Produkts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE19819338A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von hochreinem Druckstickstoff
EP1209431B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Sauerstoff und Stickstoff
DE19819263C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Druckstickstoff
DE10009977A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE19933557A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Druckstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE10339217A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Druckstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination