DE19933558A1 - Process to extract nitrogen and oxygen from air by fractionated cryogenic distillation enhances the overall operating efficiency of the process - Google Patents

Process to extract nitrogen and oxygen from air by fractionated cryogenic distillation enhances the overall operating efficiency of the process

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    • F25J2235/52—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being oxygen enriched compared to air ("crude 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
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/02—Recycle of a stream in general, e.g. a by-pass stream
    • 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

Abstract

Oxygen and nitrogen are produced by the fractionated cryogenic distillation of air in a three-column process having a first pressurized column, a secondary column and a low-pressure column. Oxygen and nitrogen are produced by the fractionated cryogenic distillation of air in a three-column process having a first pressurized column (7), a secondary column (8) and a low-pressure column (9). Pressurized nitrogen (55, 56, 57, 266, 267) is drawn from the upper part of the pressurized column (7) and/or from the upper part of the secondary column (8). The nitrogen pressure is used to increase the fluid pressure in subsequent fractions (53, 253, 258, 450). The first is a nitrogen-enriched liquid fraction (50, 266) down-stream from the first condenser-evaporator (11). The second is a nitrogen-enriched liquid fraction (51, 52) down-stream from the second condenser-evaporator (22). The third is an oxygen-enriched liquid fraction (30) down-stream from the first condenser-evaporator (11). The second part (37) of the first oxygen-enriched fraction upstream from the second condenser-evaporator (22).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Dreisäulensystem, das aus einer Drucksäule, einer Zusatzsäule und einer Niederdrucksäule besteht, mit den im Patentanspruch 1 angeführten Schritten (a) bis (h).The invention relates to a method for the low-temperature separation of air in one Three-column system consisting of a pressure column, an additional column and one Low-pressure column exists, with the steps (a) to 1 specified in claim 1 (H).

Ein Dreisäulensystem weist mindestens drei Säulen zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung auf. Der Begriff schließt Anlagen und Verfahren ein, die weitere Säulen zur Stickstoff- Sauerstoff-Trennung und/oder zur Gewinnung von anderen Luftbestandteilen wie Edelgasen aufweisen, beispielsweise eine Rohargonsäule. Ein Dreifachsäulenverfahren der oben genannten Art ist aus EP 768503 A2 bekannt.A three-column system has at least three columns for nitrogen-oxygen separation on. The term includes systems and processes that are additional pillars for nitrogen Oxygen separation and / or for the extraction of other air components such as Have noble gases, for example a raw argon column. On Triple column method of the type mentioned above is known from EP 768503 A2.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art mit besonders hohem Wirkungsgrad anzugeben, bei dem Druckstickstoff erzeugt wird.The invention has for its object a method of the type mentioned to specify with a particularly high efficiency in which pressure nitrogen is generated.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of patent claim 1 solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann Stickstoffprodukt unmittelbar aus einer unter erhöhtem Druck betriebenen Säule, abgezogen werden, vorzugsweise aus derjenigen, die von allen drei Säulen den höchsten Druck aufweist. Gegenüber dem üblichen Produktabzug aus der Niederdrucksäule wird der Aufwand beim Verdichten auf Produktdruck entsprechend geringer oder entfällt gegebenenfalls ganz.In the process according to the invention, nitrogen product can be obtained directly from a column operated under increased pressure, preferably from the one with the highest pressure of all three columns. Compared to the The usual product withdrawal from the low pressure column is the effort involved in compression correspondingly lower on product printing or, if necessary, completely eliminated.

Normalerweise ist dies mit Problemen bei der Erzeugung von flüssigem Rücklauf für die Säulen verbunden. Diese werden im Rahmen der Erfindung vermieden, indem der Druck mindestens einer der Flüssigfraktionen, die aus einem der beiden Kondensator- Verdampfer stammt oder diesem zugeführt werden, in flüssigem Zustand erhöht wird.Usually this is with problems in the generation of liquid reflux for the pillars connected. These are avoided in the context of the invention by the Pressure of at least one of the liquid fractions from one of the two condenser Evaporator comes from or supplied to it, is increased in the liquid state.

Zur dieser Druckerhöhung kann jedes bekannte Mittel eingesetzt werden, vorzugsweise wird eine Flüssigpumpe verwendet. Any known means can be used to increase this pressure, a liquid pump is preferably used.  

Die zusätzlichen Merkmale der Patentansprüche 2 bis 4 betreffen besonders bevorzugte Methoden zur Gewinnung von Verfahrenskälte bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.The additional features of claims 2 to 4 relate in particular preferred methods for obtaining process cold in the method according to the invention.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft gemäß Patentanspruch 5.The invention also relates to a device for the low-temperature separation of air according to claim 5.

Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen:The invention and further details of the invention are described below of embodiments shown schematically in the drawings explained. Here show:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Pumpen der zweiten stickstoffangereicherten Flüssigfraktion stromabwärts des zweiten Kondensator-Verdampfers und Überleitung in die Drucksäule, Fig. 1 shows a first embodiment of the invention with the pump of the second nitrogen enriched liquid fraction downstream of the second condenser-evaporator and transition into the pressure column,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Pumpen der ersten stickstoffangereicherten Flüssigfraktion stromabwärts des ersten Kondensator-Verdampfers und Überleitung in die Zusatzsäule und/oder mit Pumpen der ersten sauerstoffangereicherten Flüssigfraktion stromaufwärts des zweiten Kondensator-Verdampfers, Fig. 2 shows a second embodiment of the invention with the pump of the first nitrogen-enriched liquid fraction downstream of the first condenser-evaporator and transition into the additional column and / or by pumping the first oxygen-enriched liquid fraction upstream of the second condenser-evaporator,

Fig. 3 eine Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels mit Innenverdichtung von Sauerstoff, Fig. 3 shows a modification of the second embodiment with internal compression of oxygen,

Fig. 4 eine weitere Variante der Erfindung mit Pumpen der dritten sauerstoffangereicherten Flüssigfraktion stromaufwärts des ersten Kondensator-Verdampfers, Fig. 4 shows a further variant of the invention with the pump of the third oxygen enriched liquid fraction upstream of the first condenser-evaporator,

Fig. 5 ein Verfahren mit Pumpen der dritten sauerstoffangereicherten Flüssigfraktion stromaufwärts des ersten Kondensator-Verdampfers und Fig. 5 shows a method of pumping the third oxygen enriched liquid fraction upstream of the first condenser-evaporator, and

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform mit Pumpen der zweiten stickstoffangereicherten Flüssigfraktion stromabwärts des zweiten Kondensator-Verdampfers. Fig. 6 shows a further embodiment with pumps of the second nitrogen-enriched liquid fraction downstream of the second condenser-evaporator.

In den Beispielen der Fig. 1, 5 und 6 ist der Betriebsdruck in der Drucksäule höher als in der Zusatzsäule, bei den Fig. 2 und 3 ist es umgekehrt. Fig. 4 zeigt einen Fall, in dem die Betriebsdrücke von Druck- und Zusatzsäule im wesentlichen gleich sind. Einander entsprechende Verfahrensschritte und Apparateteile tragen in den verschiedenen Zeichnungen dieselben Bezugszeichen, für die auch die Erläuterungen aus jeweils zuvor beschriebenen Figuren entsprechend gelten.In the examples of FIGS. 1, 5 and 6, the operating pressure in the pressure column is higher than in the additional column, in FIGS . 2 and 3 the opposite is the case. Fig. 4 shows a case in which the operating pressures of the pressure and auxiliary columns are substantially the same. Corresponding method steps and parts of the apparatus have the same reference numerals in the various drawings, to which the explanations from the previously described figures apply accordingly.

Bei dem Verfahren von Fig. 1 wird Einsatzluft 1 in einem Hauptluftverdichter 2 auf einen ersten Druck verdichtet. Die verdichtete Einsatzluft 3 wird in einen ersten Teilstrom 101, einen zweiten Teilstrom 201 und einen dritten Teilstrom 301 aufgeteilt. In den Verdichtern 5 und 102 werden der erste Teilstrom auf einen zweiten Druck und der zweite Teilstrom auf einen zwischen dem ersten und dem zweiten Druck liegenden dritten Druck gebracht. Dabei werden der erste Teilstrom und der zweite Teilstrom zunächst gemeinsam (4) im Verdichter 5 auf den dritten Druck und anschließend der erste Teilstrom 101 alleine weiter im Verdichter 102 auf den zweiten Druck komprimiert. Alternativ dazu können der erste und der zweite Teilstrom auch unabhängig voneinander verdichtet werden.In the method of Fig. 1, feed air 1 is compressed in a main air compressor 2 to a first pressure. The compressed feed air 3 is divided into a first partial flow 101 , a second partial flow 201 and a third partial flow 301 . In the compressors 5 and 102 , the first partial flow is brought to a second pressure and the second partial flow is brought to a third pressure lying between the first and the second pressure. The first partial flow and the second partial flow are first compressed together ( 4 ) in the compressor 5 to the third pressure and then the first partial flow 101 alone is further compressed in the compressor 102 to the second pressure. Alternatively, the first and the second partial stream can also be compressed independently of one another.

Wenn der Kältebedarf der Anlage und/oder die Produktreinheit relativ hoch sind, kann abweichend von der Darstellung in der Zeichnung der dritte Teilstrom, welcher der Entspannungsmaschine 305 beziehungsweise dem Nachverdichter 302 zugeführt wird, stromabwärts eines der Verdichter 5 oder 102 abgezweigt werden. Durch den damit erreichten höheren Eintrittsdruck beim Entspannen kann die Kälteleistung erhöht und/oder die Menge der direkt in die Niederdrucksäule eingeblasenen Luft verringert werden.If the cooling requirement of the system and / or the product purity are relatively high, in deviation from the illustration in the drawing, the third partial flow, which is fed to the expansion machine 305 or the post-compressor 302 , can be branched off downstream of one of the compressors 5 or 102 . The resulting higher inlet pressure when relaxing allows the cooling capacity to be increased and / or the amount of air blown directly into the low-pressure column to be reduced.

Der unter dem zweiten Druck stehende erste Teilstrom 103 und der unter dem dritten Druck stehende zweite Teilstrom 201 werden in einem Hauptwärmetauscher 6 gegen Produktströme abgekühlt und in die Drucksäule 7 beziehungsweise in die Zusatzsäule 8 eingespeist (104 bzw. 202). Die Drucksäule 7 wird unter einem Druck von 5 bis 12 bar, vorzugsweise 6 bis 9 bar betrieben, die Zusatzsäule 8 steht unter 2 bis 5 bar, vorzugsweise 2,5 bis 3,5 bar (je nach Abgabedruck des Druckstickstoffprodukts). In einem konkreten Beispiel betragen die Drücke 5,5 bar am Kopf der Drucksäule 7 und 3,0 bar am Kopf der Zusatzsäule 8.The first partial flow 103 , which is under the second pressure, and the second partial flow 201 , which is under the third pressure, are cooled in a main heat exchanger 6 against product flows and are fed into the pressure column 7 and into the additional column 8 ( 104 and 202, respectively). The pressure column 7 is operated at a pressure of 5 to 12 bar, preferably 6 to 9 bar, the additional column 8 is under 2 to 5 bar, preferably 2.5 to 3.5 bar (depending on the discharge pressure of the pressure nitrogen product). In a specific example, the pressures are 5.5 bar at the top of the pressure column 7 and 3.0 bar at the top of the additional column 8 .

Der erste Druck (in Leitung 3 hinter dem Hauptluftverdichter 2) ist deutlich niedriger als der Drucksäulendruck; die Differenz beträgt mindestens 2,5 bar, vorzugsweise 3,0 bis 3,2 bar. Der zweite Druck liegt geringfügig über dem Drucksäulendruck (beispielsweise etwa 0,1 bar über dem Druck an der Einspeisestelle in die Drucksäule), um den Druckabfall im Hauptwärmetauscher 6 und in den Leitungen 103 und 104 auszugleichen. Analog dazu liegt der dritte Druck (stromabwärts des Verdichters 5) etwas oberhalb des Drucks der Zusatzsäule, um die Einführung des zweiten Teilstroms 201, 202 in die Zusatzsäule 8 zu gewährleisten.The first pressure (in line 3 behind the main air compressor 2 ) is significantly lower than the pressure column pressure; the difference is at least 2.5 bar, preferably 3.0 to 3.2 bar. The second pressure is slightly above the pressure column pressure (for example about 0.1 bar above the pressure at the feed point into the pressure column) in order to compensate for the pressure drop in the main heat exchanger 6 and in the lines 103 and 104 . Analogously, the third pressure (downstream of the compressor 5 ) is slightly above the pressure of the additional column in order to ensure the introduction of the second partial flow 201 , 202 into the additional column 8 .

Der dritte Teilstrom 301 wird gegebenenfalls in einem Nachverdichter 302 auf einen vierten Druck nachverdichtet, der zwischen dem ersten Druck und dem Betriebsdruck der Zusatzsäule liegen kann und beispielsweise 1,5 bis 2,5 bar höher als der erste Druck ist. (Für den Fall, daß der dritte Teilstrom stromabwärts eines der Verdichter 5 oder 102 abgezweigt wird, ist der vierte Druck entsprechend höher, das heißt beispielsweise höher als der Druck der Zusatzsäule oder sogar höher als der Druck der Drucksäule; er kann in diesem Fall bis zu 8 bar oder mehr betragen.) Über Leitung 303 geht es zum Hauptwärmetauscher 6 und von einer Zwischentemperatur oberhalb des kalten Endes aus weiter (304) zur Entspannungsmaschine 305. Die arbeitsleistend entspannte Luft 306 wird auf mittlerer Höhe in die Niederdrucksäule 9 eingeleitet.The third partial stream 301 is optionally post-compressed in a post-compressor 302 to a fourth pressure, which can be between the first pressure and the operating pressure of the additional column and is, for example, 1.5 to 2.5 bar higher than the first pressure. (In the event that the third partial flow is branched off downstream of one of the compressors 5 or 102 , the fourth pressure is correspondingly higher, i.e. for example higher than the pressure of the additional column or even higher than the pressure of the pressure column; in this case it can be up to to 8 bar or more.) Via line 303 it goes to the main heat exchanger 6 and from an intermediate temperature above the cold end further ( 304 ) to the expansion machine 305 . The air 306 which has been relieved of work is introduced into the low-pressure column 9 at a medium height.

Die Luft wird hinter jedem Verdichter 2, 5, 102, 302 in indirektem Wärmeaustausch mit Kühlwasser abgekühlt, wie durch die in der Zeichnung dargestellten Nachkühler angedeutet ist. Bei mehrstufigen Verdichtern wird vorzugsweise zwischen zwei Stufen eine Zwischenkühlung durchgeführt (nicht dargestellt).The air is cooled behind each compressor 2 , 5 , 102 , 302 in indirect heat exchange with cooling water, as indicated by the aftercoolers shown in the drawing. In the case of multi-stage compressors, intermediate cooling is preferably carried out between two stages (not shown).

Bei der Rektifikation in der Drucksäule 7 fallen eine erste stickstoffangereicherte Fraktion als Kopfgas und eine erste sauerstoffangereicherte Flüssigfraktion als Sumpfflüssigkeit an. Kopfgas 10 wird in einem ersten Kondensator-Verdampfer 11 kondensiert. Ein Teil 12 des Kondensats 50, das die erste stickstoffangereicherte Flüssigfraktion bildet, wird auf die Drucksäule aufgegeben, ein anderer Teil 13 wird - gegebenenfalls nach Unterkühlung im Gegenströmer 14 - über Leitung 15 in die Niederdrucksäule 9 eingedrosselt (16), deren Betriebsdruck am Kopf 1,1 bis 1,5 bar, vorzugsweise etwa 1,3 bar beträgt. Ein weiterer Teil 17 der ersten stickstoffangereicherten Flüssigfraktion 50, 13 aus dem ersten Kondensator- Verdampfer 11 wird zum Kopf der Zusatzsäule 8 geführt. Die Sumpfflüssigkeit 18 der Drucksäule wird als erste sauerstoffangereicherte Flüssigfraktion zu einem ersten Teil 19 nach optionaler Unterkühlung (14) in die Niederdrucksäule 9 entspannt (20). Die Einspeisestelle liegt oberhalb derjenigen der arbeitsleistend entspannten Luft 306. Der Rest 37 (10 bis 30%, vorzugsweise 15 bis 20%) der Drucksäulen-Sumpfflüssigkeit 18 wird zur Zusatzsäule 8 geführt. Die Einspeisestelle liegt mindestens einen praktischen oder theoretischen Boden, vorzugsweise zwei bis fünf theoretische Böden oberhalb der Einspeisung des zweiten Luftteils 202.During the rectification in the pressure column 7 , a first nitrogen-enriched fraction is obtained as the top gas and a first oxygen-enriched liquid fraction as the bottom liquid. Top gas 10 is condensed in a first condenser-evaporator 11 . Part 12 of the condensate 50 , which forms the first nitrogen-enriched liquid fraction, is applied to the pressure column, another part 13 is throttled (if necessary after subcooling in countercurrent 14 ) via line 15 into the low pressure column 9 ( 16 ), the operating pressure of which at head 1 , 1 to 1.5 bar, preferably about 1.3 bar. Another part 17 of the first nitrogen-enriched liquid fraction 50 , 13 from the first condenser-evaporator 11 is led to the top of the additional column 8 . The bottom liquid 18 of the pressure column is expanded as a first oxygen-enriched liquid fraction to a first part 19 after optional hypothermia ( 14 ) into the low-pressure column 9 ( 20 ). The feed point lies above that of the air 306 which is relaxed during the work . The rest 37 (10 to 30%, preferably 15 to 20%) of the pressure column bottom liquid 18 is led to the additional column 8 . The feed point is at least one practical or theoretical floor, preferably two to five theoretical floors above the feed of the second air part 202 .

In der Zusatzsäule 8 werden ein zweites stickstoffangereichertes Kopfgas und eine zweite sauerstoffangereicherte Flüssigfraktion gewonnen. Das Kopfgas 21 wird in einem zweiten Kondensator-Verdampfer 22 kondensiert. Das Kondensat 51 bildet die zweite stickstoffangereicherte Flüssigfraktion und wird zu einem ersten Teil 23 in die Zusatzsäule eingeleitet und zu einem zweiten Teil 24 - gegebenenfalls nach Unterkühlung im Gegenströmer 14 - in die Niederdrucksäule 9 eingedrosselt (25). Die zweite sauerstoffangereicherte Flüssigfraktion (26) aus dem Sumpf der Zusatzsäule wird ebenfalls nach optionaler Unterkühlung (14) in den Verdampfungsraum des zweiten Kondensator-Verdampfers 22 entspannt (27). Der verdampfte Strom 28 wird in die Niederdrucksäule 9 eingeführt (29). Die Einspeisestelle liegt beispielsweise auf derselben Höhe wie diejenige der Sumpfflüssigkeit aus der Drucksäule oder etwas darüber.In the additional column 8 , a second nitrogen-enriched overhead gas and a second oxygen-enriched liquid fraction are obtained. The top gas 21 is condensed in a second condenser-evaporator 22 . The condensate 51 forms the second nitrogen-enriched liquid fraction and is introduced into the additional column for a first part 23 and throttled into the low-pressure column 9 for a second part 24 - optionally after subcooling in countercurrent 14 ( 25 ). The second oxygen-enriched liquid fraction (26) from the bottom of additional column is also after optional subcooling (14) laid into the evaporation space of the second condenser-evaporator 22 (27). The vaporized stream 28 is introduced into the low pressure column 9 ( 29 ). The feed point is, for example, at the same level as that of the sump liquid from the pressure column or slightly above it.

Dampf 31 für die Rektifikation in der Niederdrucksäule 9 wird durch Verdampfen von Sumpfflüssigkeit (dritte sauerstoffangereicherte Flüssigfraktion) 30 im ersten Kondensator-Verdampfer 11 erzeugt. Der Kondensator-Verdampfer 11 kann abweichend von der Darstellung im Sumpf der Niederdrucksäule 9 angeordnet sein. Als Kopfprodukt verläßt Stickstoff 32 die Niederdrucksäule 9, wird in den Wärmetauschern 14 und 6 auf etwa Umgebungstemperatur angewärmt und bei 33 abgezogen. Gasförmiger Produktsauerstoff 34, 35 wird ebenfalls im Hauptwärmetauscher 6 erwärmt. Das Sauerstoffprodukt oder ein Teil davon kann bei Bedarf flüssig entnommen werden (Leitung 36). Für die Erzeugung eines Hochdruckprodukts kann der flüssig entnommene Sauerstoff auf Druck gebracht und verdampft werden (Innenverdichtung).Steam 31 for the rectification in the low-pressure column 9 is generated by evaporating bottom liquid (third oxygen-enriched liquid fraction) 30 in the first condenser-evaporator 11 . The condenser-evaporator 11 can be arranged differently from the illustration in the bottom of the low-pressure column 9 . As the top product, nitrogen 32 leaves the low-pressure column 9 , is warmed to approximately ambient temperature in the heat exchangers 14 and 6, and is withdrawn at 33 . Gaseous product oxygen 34 , 35 is also heated in the main heat exchanger 6 . If necessary, the oxygen product or a part thereof can be withdrawn in liquid form (line 36 ). To produce a high-pressure product, the liquid oxygen removed can be pressurized and evaporated (internal compression).

Die Reinigung der Einsatzluft ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Sie kann durch jede der bekannten Methoden erfolgen, beispielsweise in einem umschaltbaren Wärmetauscher (Revex) oder in einer oder mehreren Molekularsiebanlagen. Im letzteren Fall ist es möglich, die gesamte Einsatzluft (Leitung 3) gemeinsam der Reinigung zu unterwerfen, die drei Teilströme 103, 201, 303 in getrennten Anlagen zu behandeln oder auch den ersten und zweiten Teilstrom gemeinsam durch ein unmittelbar stromabwärts des Nachkühlers des Verdichters 5 angeordnetes Molekularsieb zu schicken. Für den Fall, daß abweichend von der Darstellung in der Zeichnung der dritte Teilstrom hinter einem der Verdichter 5 oder 102 abgenommen und dem Nachverdichter 302 zugeleitet wird, können alle drei Teilströme oder zumindest der erste und der dritte Teilstrom gemeinsam gereinigt werden.The cleaning of the feed air is not shown in the drawing. It can be carried out by any of the known methods, for example in a switchable heat exchanger (Revex) or in one or more molecular sieve systems. In the latter case, it is possible to subject the entire feed air (line 3 ) to cleaning together, to treat the three partial streams 103 , 201 , 303 in separate systems, or also to treat the first and second partial streams together by means of an immediately downstream of the aftercooler of the compressor 5 to send arranged molecular sieve. In the event that, contrary to the illustration in the drawing, the third partial flow behind one of the compressors 5 or 102 is taken off and fed to the post-compressor 302 , all three partial flows or at least the first and the third partial flow can be cleaned together.

In dem Beispiel von Fig. 2 wird die Gesamtluft 1 im Hauptluftverdichter 2 auf etwas über Drucksäulendruck verdichtet. Von der verdichteten Gesamtluft wird der erste Luftteilstrom 101 abgezweigt und durch den Hauptwärmetauscher 6 und über Leitung 104 ohne weitere druckverändernde Maßnahmen in die Drucksäule 7 eingespeist.In the example of FIG. 2, the total air 1 is compressed in the main air compressor 2 to a little over-pressure column pressure. The first partial air flow 101 is branched off from the compressed total air and fed through the main heat exchanger 6 and via line 104 into the pressure column 7 without further pressure-changing measures.

Der Rest 259 der Luft wird in einem Nachverdichter 260 auf etwas über Zusatzsäulendruck gebracht. Die Hochdruckluft 261 wird schließlich in den zweiten Teilluftstrom 201 und den dritten Teilluftstrom 301 aufgeteilt, die analog zu Fig. 1 zur Zusatzsäule 8 beziehungsweise zur Entspannungsmaschine 305 geführt werden.The remainder 259 of the air is brought to slightly above additional column pressure in a post-compressor 260 . The high-pressure air 261 is finally divided into the second partial air flow 201 and the third partial air flow 301 , which are routed to the additional column 8 and to the expansion machine 305 analogously to FIG. 1.

Im Unterschied zu Fig. 1 wird jedoch die arbeitsleistend entspannte Luft 262, 263 nicht in die Niederdruck-, sondern in die Drucksäule 7 geführt. Die Niederdrucksäule 9 wird als reine Abtriebssäule betrieben, wobei die erste sauerstoffangereicherte Flüssigfraktion 18 aus der Drucksäule 7 mindestens zu einem Teil 19 auf den Kopf der Niederdrucksäule aufgegeben wird. Als zusätzlicher Einsatz wird ein Teil 264 der zweiten sauerstoffangereicherten Flüssigfraktion 26 aus der Zwischensäule 8 in die Niederdrucksäule 9 eingespeist (über Ventil 265), und zwar unterhalb der Einspeisung 20 der Drucksäulen-Sumpfflüssigkeit und oberhalb der Zuführung 29 von Restdampf 28 aus dem zweiten Kondensator-Verdampfer 22. Das Kopfprodukt 32 der Niederdrucksäule 9 weist in dieser Prozeßvariante einen geringeren Stickstoffgehalt auf.In contrast to FIG. 1, however, the air 262 , 263 which has been relieved of work is guided not into the low-pressure column but into the pressure column 7 . The low pressure column 9 is operated as a pure stripping column, the first oxygen-enriched liquid fraction 18 is given from the pressure column at least 7 to a part 19 on the top of the low pressure column. As an additional insert, a portion 264 of the second oxygen-enriched liquid fraction 26 is fed from the intermediate column 8 into the low-pressure column 9 (via valve 265 ), specifically below the feed 20 of the pressure column bottom liquid and above the feed 29 of residual steam 28 from the second condenser. Evaporator 22 . The top product 32 of the low-pressure column 9 has a lower nitrogen content in this process variant.

Die Leitung 268 entspricht Leitung 54 von Fig. 1, allerdings verläuft die Strömung hier in umgekehrter Richtung: Die Pumpe 253 erhöht den Druck der ersten stickstoffangereicherten Flüssigfraktion aus dem ersten Kondensator-Verdampfer 11 auf etwa Zusatzsäulendruck und fördert die Flüssigkeit als zusätzlichen Rücklauf auf den Kopf der Zusatzsäule 8. Line 268 corresponds to line 54 of FIG. 1, but the flow here runs in the opposite direction: pump 253 increases the pressure of the first nitrogen-enriched liquid fraction from first condenser-evaporator 11 to approximately additional column pressure and conveys the liquid to the head as an additional return the additional column 8 .

Alternativ oder zusätzlich kann ein Teil 37 der ersten sauerstoffangereicherten Flüssigfraktion 18 als zusätzliches Kältemittel in den Verdampfungsraum des zweiten Kondensator Verdampfers 22 gepumpt (258) werden.Alternatively or additionally, a part 37 of the first oxygen-enriched liquid fraction 18 can be pumped ( 258 ) as additional refrigerant into the evaporation space of the second condenser evaporator 22 .

Anstelle des Drosselventils 29 kann auch eine arbeitsleistende Entspannung des Dampfes 28 aus dem zweiten Kondensator-Verdampfer vorgesehen sein, gegebenenfalls nach vorheriger Anwärmung des Dampfes 28.Instead of the throttle valve 29 , a work-relieving expansion of the steam 28 from the second condenser-evaporator can also be provided, if necessary after the steam 28 has been preheated.

Die Betriebsdrücke der Säulen betragen in dem Beispiel 4,6 bar in der Drucksäule 7, 9,1 bar in der Zusatzsäule 8 und 1,2 bar in der Niederdrucksäule 9. Das Druckstickstoffprodukt 57 wird in Fig. 2 nicht aus der Drucksäule 7, sondern aus der unter noch höherem Druck betriebenen Zusatzsäule 8 abgezogen, indem ein Teil 267 des Kopfdampfes 266 der Zusatzsäule 8 zum Hauptwärmetauscher 6 geführt wird.In the example, the operating pressures of the columns are 4.6 bar in the pressure column 7, 9.1 bar in the additional column 8 and 1.2 bar in the low pressure column 9 . The pressure nitrogen product 57 is drawn off in FIG. 2 not from the pressure column 7 but from the additional column 8 operated under even higher pressure, in that a part 267 of the top steam 266 of the additional column 8 is led to the main heat exchanger 6 .

Das Verfahren gemäß Fig. 2 ist insbesondere zur Gewinnung großer Mengen an Druckstickstoff und Sauerstoff geeignet.The method according to FIG. 2 is particularly suitable for obtaining large amounts of pressurized nitrogen and oxygen.

Fig. 3 ähnelt Fig. 2 sehr stark. Allerdings ist hier definitiv keine Überleitung von Sumpfflüssigkeit 18 der Drucksäule in den zweiten Kondensator-Verdampfer 22 vorgesehen (gestrichelte Linie 37 und Pumpe 258 in Fig. 2). Als weitere Abweichung von Fig. 2 wird im Prozeß von Fig. 3 ein Teil 350 des Dampfes 28 aus dem zweiten Kondensator-Verdampfer 22 in den unteren Bereich der Drucksäule eingedrosselt (351). Die Entspannungsmaschine 305 wird nicht durch einen Verdichter gebremst, sondern durch einen Generator 352. Der dritte Teilstrom wird unter dem Austrittsdruck des Hauptluftverdichters 2 abgezweigt und nach seiner arbeitsleistenden Entspannung 305 in die Niederdrucksäule 9 geleitet (306). Fig. 3 is very similar to Fig. 2. However, there is definitely no transfer of sump liquid 18 of the pressure column into the second condenser-evaporator 22 here (dashed line 37 and pump 258 in FIG. 2). As a further deviation from FIG. 2, in the process of FIG. 3, part 350 of the steam 28 from the second condenser-evaporator 22 is throttled ( 351 ) into the lower region of the pressure column. The expansion machine 305 is not braked by a compressor, but by a generator 352 . The third partial flow is branched off under the outlet pressure of the main air compressor 2 and, after it has been relieved of pressure, 305 is led into the low-pressure column 9 ( 306 ).

Außerdem wird bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 das Sauerstoffprodukt vollständig oder teilweise innenverdichtet und als Druckprodukt gewonnen. Hierzu wird flüssiger Sauerstoff 353 vom Sumpf der Niederdrucksäule 9 in einer Pumpe 354 auf den gewünschten Produktdruck gebracht, im Hauptwärmetauscher 6 verdampft und angewärmt und schließlich als Drucksauerstoffprodukt 355 gewonnen.In addition, in the exemplary embodiment according to FIG. 3, the oxygen product is completely or partially internally compressed and obtained as a printed product. For this purpose, liquid oxygen 353 is brought from the bottom of the low-pressure column 9 to the desired product pressure in a pump 354 , evaporated and heated in the main heat exchanger 6 and finally obtained as pressurized oxygen product 355 .

Bei dem Verfahren gemäß Fig. 4 wird sowohl aus der Drucksäule 7 (Leitung 56) als auch aus der Zusatzsäule 8 (Leitung 267) Druckstickstoffprodukt abgezogen. Eine Pumpe 450 bringt die dritte sauerstoffreiche Flüssigfraktion 30, die durch Sumpfflüssigkeit der Niederdrucksäule 9 gebildet wird, in flüssigem Zustand auf Druck, bevor sie in den Verdampfungsraum des ersten Kondensator-Verdampfers 11 eingespeist wird. Der erhöhte Druck im Kondensator-Verdampfer 11 wird zur Gewinnung eines gasförmigen Druckprodukts ausgenutzt, indem ein Teil 451 des bei der Verdampfung der dritten sauerstoffreichen Flüssigfraktion entstandenen Gases 31 im Hauptwärmetauscher 6 angewärmt und als Drucksauerstoffprodukt 452 abgeführt wird. Der Rest 453 wird abgedrosselt (454) und dient als aufsteigender Dampf in der Niederdrucksäule 9. Alternativ zur Drosselentspannung 454 kann auch eine arbeitsleistende Entspannung vorgesehen sein.In the method according to FIG. 4, pressure nitrogen product is drawn off both from the pressure column 7 (line 56 ) and from the additional column 8 (line 267 ). A pump 450 pressurizes the third oxygen-rich liquid fraction 30 , which is formed by the bottom liquid of the low-pressure column 9 , in a liquid state before it is fed into the evaporation space of the first condenser-evaporator 11 . The increased pressure in the condenser-evaporator 11 is used to obtain a gaseous pressure product by heating a part 451 of the gas 31 formed during the evaporation of the third oxygen-rich liquid fraction in the main heat exchanger 6 and discharging it as the pressure oxygen product 452 . The rest 453 is throttled ( 454 ) and serves as rising steam in the low pressure column 9 . As an alternative to throttle relaxation 454 , work-relieving relaxation can also be provided.

Außerdem wird in Fig. 4 die Gesamtluft 3 im Nachverdichter 455 auf einen Druck oberhalb des höchsten Verfahrensdrucks gebracht und anschließend in die drei Teilströme 101, 201, 301 aufgeteilt. Die in 304 arbeitsleistend entspannte Luft 456 wird in Abweichung von Fig. 1 in den Verdampfungsraum des zweiten Kondensator- Verdampfers 22 eingespeist (457).In addition, the total air 3 in the post-compressor 455 is brought to a pressure above the highest process pressure in FIG. 4 and then divided into the three partial streams 101 , 201 , 301 . The air 456 which has been expanded to perform work in 304 is fed, in deviation from FIG. 1, into the evaporation space of the second condenser-evaporator 22 ( 457 ).

Bei dem Prozeß, der in Fig. 5 dargestellt ist, herrscht in der Zusatzsäule 8 ein niedrigerer Druck als in der Drucksäule 7. Hier werden Elemente der Fig. 1, 2 und 4 miteinander kombiniert.In the process shown in FIG. 5, the pressure in the additional column 8 is lower than in the pressure column 7 . Elements of FIGS. 1, 2 and 4 are combined here.

Wie in Fig. 4 wird Drucksauerstoff durch Abzweigen von Sauerstoffgas 451 aus der Dampfleitung 31 vom ersten Kondensator-Verdampfer 11 erzeugt, wobei die dritte sauerstoffangereicherte Flüssigfraktion 30 vor dem Verdampfen durch Pumpen 450 auf Druck gebracht wird. Das gasförmige Druckstickstoffprodukt 56, 57 wird hier jedoch ausschließlich aus der Drucksäule 7 abgezogen. Flüssiger Stickstoff 52, 54 aus der Zusatzsäule 8 wird wie in Fig. 1 zum Kopf der Drucksäule 7 gepumpt (53). Bei Bedarf kann außerdem Stickstoff als Flüssigprodukt 550, 551 vom Kopf der Zusatzsäule 8 und/oder der Drucksäule 7 abgenommen werden.As in FIG. 4, pressurized oxygen is generated by branching off oxygen gas 451 from the steam line 31 from the first condenser-evaporator 11 , the third oxygen-enriched liquid fraction 30 being pressurized by pumps 450 before being evaporated. However, the gaseous pressurized nitrogen product 56 , 57 is drawn off exclusively from the pressure column 7 . Liquid nitrogen 52 , 54 from the additional column 8 is pumped to the top of the pressure column 7 as in FIG. 1 ( 53 ). If necessary, nitrogen can also be taken off as liquid product 550 , 551 from the top of the additional column 8 and / or the pressure column 7 .

Die Verdichtung der drei verschiedenen Luftströme erfolgt ähnlich wie in Fig. 1; allerdings wird die Turbinenluft 301 stromabwärts des Verdichters 102 abgenommen. Damit befindet sie sich bereits stromaufwärts des Nachverdichters (Boosters) 305 auf einem besonders hohen Druck, so daß einerseits bei der arbeitsleistenden Entspannung 305 besonders viel Kälte erzeugt werden kann und andererseits der Austrittsdruck so gewählt werden kann, daß eine Einspeisung der Turbinenabluft 552, 553 in die unter Zwischendruck arbeitende Zusatzsäule 8 möglich ist.The compression of the three different air flows takes place in a manner similar to that in FIG. 1; however, turbine air 301 is taken downstream of compressor 102 . This means that it is already upstream of the booster 305 at a particularly high pressure, so that on the one hand a lot of cold can be generated during work-relieving relaxation 305 and on the other hand the outlet pressure can be selected so that the turbine exhaust air 552 , 553 is fed in the additional column 8 working under intermediate pressure is possible.

Fig. 6 unterscheidet sich von dem in Fig. 4 dargestellten Verfahren insbesondere durch einen erhöhten Verfahrensdruck in der Niederdrucksäule von 2,0 bis 4,0 bar. Hierdurch kann die Pumpe (450 in Fig. 5) für den Niederdrucksauerstoff 30 entfallen. Fig. 6 differs from the process shown in Fig. 4 in particular by an increased process pressure in the low pressure column of 2.0 to 4.0 bar. As a result, the pump ( 450 in FIG. 5) for the low-pressure oxygen 30 can be dispensed with.

Kälte wird in dem Prozeß durch arbeitsleistende Entspannung 453 mindestens eines Teils 451, 452 des Restgases 32 vom Kopf der Niederdrucksäule 9 gewonnen. (Der Rest 454 wird gegebenenfalls über Leitung 33 abgezogen.) Das Restgas 451 wird dazu im Hauptwärmetauscher 6 auf eine Zwischentemperatur angewärmt und über Leitung 452 zum Eintritt einer Generatorturbine 453 geführt. Das entspannte Gas 455 kann nach Anwärmung im Hauptwärmetauscher 6 beispielsweise als Regeneriergas 456 für eine Molekularsiebstation genutzt werden.Cold is obtained in the process by work-relieving expansion 453 of at least part 451 , 452 of the residual gas 32 from the top of the low-pressure column 9 . (The rest 454 is optionally withdrawn via line 33. ) For this purpose, the residual gas 451 is warmed to an intermediate temperature in the main heat exchanger 6 and led via line 452 to the entry of a generator turbine 453 . After heating in the main heat exchanger 6 , the expanded gas 455 can be used, for example, as regeneration gas 456 for a molecular sieve station.

In den Ausführungsbeispielen werden die Stoffaustauschelemente in der Drucksäule und in der Zusatzsäule durch Destillierböden gebildet, diejenigen in der Niederdrucksäule durch geordnete Packung. Grundsätzlich können jedoch bei der Erfindung in jeder der Säulen konventionelle Destillierböden, Füllkörper (ungeordnete Packung) und/oder geordnete Packung eingesetzt werden. Auch Kombinationen verschiedenartiger Elemente in einer Säule sind möglich. Wegen des geringen Druckverlusts werden geordnete Packungen in allen Säulen, insbesondere in der Niederdrucksäule, bevorzugt.In the exemplary embodiments, the mass transfer elements in the pressure column and formed in the additional column by still bottoms, those in the Low pressure column thanks to orderly packing. Basically, however, at Invention in each of the columns of conventional stills, packing (disordered Pack) and / or ordered pack. Combinations too Different types of elements are possible in one column. Because of the small Pressure drops are ordered packings in all columns, especially in the Low pressure column, preferred.

Claims (5)

1. Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Dreisäulensystem, das aus einer Drucksäule (7), einer Zusatzsäule (8) und einer Niederdrucksäule (9) besteht, mit folgenden Schritten:
  • a) Einleiten eines ersten Teils (101, 103, 104) verdichteter Einsatzluft (3, 4) in die Drucksäule (7);
  • b) Einleiten eines zweiten Teils (201, 202) der verdichteten Einsatzluft (3, 4) in die Zusatzsäule (8);
  • c) Abziehen einer ersten sauerstoffangereicherten Fraktion (18) aus der Drucksäule (7);
  • d) Einleiten mindestens eines ersten Teils (19) der ersten sauerstoffangereicherten Fraktion (18) in die Niederdrucksäule (9);
  • e) Erzeugen einer zweiten sauerstoffangereicherten Flüssigfraktion (26) in der Zusatzsäule (8);
  • f) Erzeugen einer dritten sauerstoffangereicherten Flüssigfraktion (30) in der Niederdrucksäule (9);
  • g) Erzeugen einer ersten stickstoffangereicherten Flüssigfraktion (50) durch Kondensation eines ersten stickstoffangereicherten Kopfgases (55, 10) aus der Drucksäule (7) durch indirekten Wärmeaustausch mit der dritten sauerstoffangereicherten Flüssigfraktion (30) in einem ersten Kondensator- Verdampfer (11);
  • h) Erzeugen einer zweiten stickstoffangereicherten Flüssigfraktion (51) durch Kondensation eines zweiten stickstoffangereicherten Kopfgases (21) aus der Zusatzsäule (8) durch indirekten Wärmeaustausch mit der zweiten sauerstoffangereicherten Flüssigfraktion (26) und/oder einem zweiten Teil (37) der ersten sauerstoffangereicherten Fraktion (18) in einem zweiten Kondensator-Verdampfer (22);
dadurch gekennzeichnet, daß aus dem oberen Bereich der Drucksäule (7) und/oder aus dem oberen Bereich der Zusatzsäule (8) ein Druckstickstoffprodukt (55, 56, 57, 266, 267) abgezogen und der Druck mindestens eines Teils mindestens einer der folgenden Flüssigfraktionen im flüssigen Zustand erhöht (53, 253, 258, 450) wird:
  • - erste stickstoffangereicherte Flüssigfraktion (50, 266) stromabwärts des ersten Kondensator-Verdampfers (11);
  • - zweite stickstoffangereicherte Flüssigfraktion (51, 52) stromabwärts des zweiten Kondensator-Verdampfers (22);
  • - dritte sauerstoffangereicherte Flüssigfraktion (30) stromaufwärts des ersten Kondensator-Verdampfers (11);
  • - zweiter Teil (37) der ersten sauerstoffangereicherten Fraktion stromaufwärts des zweiten Kondensator-Verdampfers (22).
1. A method for the low-temperature separation of air in a three-column system consisting of a pressure column ( 7 ), an additional column ( 8 ) and a low-pressure column ( 9 ), with the following steps:
  • a) introducing a first part ( 101 , 103 , 104 ) of compressed feed air ( 3 , 4 ) into the pressure column ( 7 );
  • b) introducing a second part ( 201 , 202 ) of the compressed feed air ( 3 , 4 ) into the additional column ( 8 );
  • c) withdrawing a first oxygen-enriched fraction ( 18 ) from the pressure column ( 7 );
  • d) introducing at least a first part ( 19 ) of the first oxygen-enriched fraction ( 18 ) into the low-pressure column ( 9 );
  • e) generating a second oxygen-enriched liquid fraction ( 26 ) in the additional column ( 8 );
  • f) generating a third oxygen-enriched liquid fraction ( 30 ) in the low pressure column ( 9 );
  • g) generating a first nitrogen-enriched liquid fraction ( 50 ) by condensing a first nitrogen-enriched top gas ( 55 , 10 ) from the pressure column ( 7 ) by indirect heat exchange with the third oxygen-enriched liquid fraction ( 30 ) in a first condenser-evaporator ( 11 );
  • h) generation of a second nitrogen-enriched liquid fraction ( 51 ) by condensation of a second nitrogen-enriched top gas ( 21 ) from the additional column ( 8 ) by indirect heat exchange with the second oxygen-enriched liquid fraction ( 26 ) and / or a second part ( 37 ) of the first oxygen-enriched fraction ( 18 ) in a second condenser-evaporator ( 22 );
characterized in that a pressure nitrogen product ( 55 , 56 , 57 , 266 , 267 ) is drawn off from the upper region of the pressure column ( 7 ) and / or from the upper region of the additional column ( 8 ) and the pressure of at least part of at least one of the following liquid fractions increased in the liquid state ( 53 , 253 , 258 , 450 ):
  • - first nitrogen-enriched liquid fraction ( 50 , 266 ) downstream of the first condenser-evaporator ( 11 );
  • - second nitrogen-enriched liquid fraction ( 51 , 52 ) downstream of the second condenser-evaporator ( 22 );
  • - third oxygen-enriched liquid fraction ( 30 ) upstream of the first condenser-evaporator ( 11 );
  • - Second part ( 37 ) of the first oxygen-enriched fraction upstream of the second condenser-evaporator ( 22 ).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Teilstrom (301, 303) verdichteter Einsatzluft arbeitsleistend entspannt (305) wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a third partial stream ( 301 , 303 ) compressed feed air is expanded to perform work ( 305 ). 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die arbeitsleistend entspannte Luft mindestens teilweise der Drucksäule (7), der Zusatzsäule (8) oder der Niederdrucksäule (9) zugeführt (262, 263; 552, 553; 306) wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the work relaxed air at least partially the pressure column ( 7 ), the additional column ( 8 ) or the low pressure column ( 9 ) is supplied ( 262 , 263 ; 552 , 553 ; 306 ). 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein stickstoffhaltiger Gasstrom (451, 452) aus dem oberen Bereich der Niederdrucksäule (9) arbeitsleistend entspannt (453) wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a nitrogen-containing gas stream ( 451 , 452 ) from the upper region of the low-pressure column ( 9 ) is relaxed during work ( 453 ). 5. Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Dreisäulensystem, das aus einer Drucksäule (7), einer Zusatzsäule (8) und einer Niederdrucksäule (9) besteht, mit
  • a) Mitteln (101, 103, 104) zum Einleiten eines ersten Teils verdichteter Einsatzluft (3, 4) in die Drucksäule (7);
  • b) Mitteln (201, 202) zum Einleiten eines zweiten Teils der verdichteten Einsatzluft (3, 4) in die Zusatzsäule (8);
  • c) Mitteln (18) zum Abziehen einer ersten sauerstoffangereicherten Fraktion aus der Drucksäule (7);
  • d) Mitteln (19, 20) zum Einleiten mindestens eines ersten Teils der ersten sauerstoffangereicherten Fraktion in die Niederdrucksäule (9);
  • e) Mitteln zum Erzeugen einer zweiten sauerstoffangereicherten Flüssigfraktion (26) in der Zusatzsäule (8);
  • f) Mitteln zum Erzeugen einer dritten sauerstoffangereicherten Flüssigfraktion (30) in der Niederdrucksäule (9);
  • g) Mitteln zum Erzeugen einer ersten stickstoffangereicherten Flüssigfraktion (50) durch Kondensation eines ersten stickstoffangereicherten Kopfgases (55, 10) aus der Drucksäule (7) durch indirekten Wärmeaustausch mit der dritten sauerstoffangereicherten Flüssigfraktion (30) in einem ersten Kondensator- Verdampfer (11); und mit
  • h) Mitteln zum Erzeugen einer zweiten stickstoffangereicherten Flüssigfraktion (51) durch Kondensation eines zweiten stickstoffangereicherten Kopfgases (21) aus der Zusatzsäule (8) durch indirekten Wärmeaustausch mit der zweiten sauerstoffangereicherten Flüssigfraktion (26) und oder einem zweiten Teil (37) der ersten sauerstoffangereicherten Fraktion (18) in einem zweiten Kondensator-Verdampfer (22);
gekennzeichnet durch Mittel (55, 56, 57) zum Entnehmen eines Druckstickstoffprodukts aus dem oberen Bereich der Drucksäule (7) und/oder aus dem oberen Bereich der Zusatzsäule (8) und durch Mittel (53) zur Druckerhöhung mindestens einer der folgenden Flüssigfraktionen im flüssigen Zustand:
  • - erste stickstoffangereicherte Flüssigfraktion (50, 266) stromabwärts des ersten Kondensator-Verdampfers (11);
  • - zweite stickstoffangereicherte Flüssigfraktion (51, 52) stromabwärts des zweiten Kondensator-Verdampfers (22);
  • - dritte sauerstoffangereicherte Flüssigfraktion (30) stromaufwärts des ersten Kondensator-Verdampfers (11);
  • - zweiter Teil (37) der ersten sauerstoffangereicherten Fraktion stromaufwärts des zweiten Kondensator-Verdampfers (22).
5. Device for the low-temperature separation of air in a three-column system consisting of a pressure column ( 7 ), an additional column ( 8 ) and a low pressure column ( 9 ) with
  • a) means ( 101 , 103 , 104 ) for introducing a first part of compressed feed air ( 3 , 4 ) into the pressure column ( 7 );
  • b) means ( 201 , 202 ) for introducing a second part of the compressed feed air ( 3 , 4 ) into the additional column ( 8 );
  • c) means ( 18 ) for withdrawing a first oxygen-enriched fraction from the pressure column ( 7 );
  • d) means ( 19 , 20 ) for introducing at least a first part of the first oxygen-enriched fraction into the low-pressure column ( 9 );
  • e) means for generating a second oxygen-enriched liquid fraction ( 26 ) in the additional column ( 8 );
  • f) means for generating a third oxygen-enriched liquid fraction ( 30 ) in the low pressure column ( 9 );
  • g) means for generating a first nitrogen-enriched liquid fraction ( 50 ) by condensing a first nitrogen-enriched top gas ( 55 , 10 ) from the pressure column ( 7 ) by indirect heat exchange with the third oxygen-enriched liquid fraction ( 30 ) in a first condenser-evaporator ( 11 ); and with
  • h) means for generating a second nitrogen-enriched liquid fraction ( 51 ) by condensing a second nitrogen-enriched top gas ( 21 ) from the additional column ( 8 ) by indirect heat exchange with the second oxygen-enriched liquid fraction ( 26 ) and or a second part ( 37 ) of the first oxygen-enriched fraction ( 18 ) in a second condenser-evaporator ( 22 );
characterized by means ( 55 , 56 , 57 ) for removing a pressure nitrogen product from the upper region of the pressure column ( 7 ) and / or from the upper region of the additional column ( 8 ) and by means ( 53 ) for increasing the pressure of at least one of the following liquid fractions in the liquid Status:
  • - First nitrogen-enriched liquid fraction ( 50 , 266 ) downstream of the first condenser-evaporator ( 11 );
  • - second nitrogen-enriched liquid fraction ( 51 , 52 ) downstream of the second condenser-evaporator ( 22 );
  • - third oxygen-enriched liquid fraction ( 30 ) upstream of the first condenser-evaporator ( 11 );
  • - Second part ( 37 ) of the first oxygen-enriched fraction upstream of the second condenser-evaporator ( 22 ).
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