DE3146335C2 - Verfahren zum Erzeugen von Sauerstoff-Produktgas - Google Patents

Verfahren zum Erzeugen von Sauerstoff-Produktgas

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Abstract

Verfahren zum Erzeugen von Sauerstoffgas bei größerem als atmosphärischem Druck, bei dem Luft in einer Destillationskolonne in sauerstoffreiche und stickstoffreiche Fraktionen zerlegt wird, der Sauerstoff in flüssigem Zustand abgezogen und auf den Solldruck gepumpt wird und anschließend der gepumpte flüssige Sauerstoff mittels der von einem umgewälzten argonhaltigen Fluid absorbierten Energie verdampft wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Sauerstoff-Produktgas gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, bei dem Sauerstoff bei größerem als atmosphärischem Druck erzeugt wird.
Verbraucher von Sauerstoffga· verlangen oft, daß der Sauerstoff bei einem größeren als atmosphärischen
Druck angeliefert wird. Bisher wurde diese Anforderung dadurch erfüllt, daß das Sauerstoffgas auf den SoIldruck verdichtet wurde, nachdem der Sauerstoff in normaler Weise bei niedrigem Druck in einer Tieftemperatur-Luftzerlegungsanlage erzeugt war. Dieses Vorgehen hat jedoch aufgrund des explosiven Charakters von hochverdichtetem Sauerstoff erhebliche Nachteile. So erfordert die Sauerstoffgasverdichtung spezielle Sorgfalt, unter anderem spezielle Werkstoffe, spezielle Schmierverfahren und eine spezielle Verdichte! auslegung, um einen möglichen Metall/Metall-Kontakt zu minimieren. Es ist allgemein üblich, den Sauerstoffgasverdichter hinter einer Betonbarriere aufzustellen, um das Bedienungspersonal und die Anlage abzuschirmen, falls in dem Verdichter eine Explosion erfolgen sollte. Die Gefahr der Sauerstoffgasverdichtung steigt, wenn der Druck, auf welchem der Sauerstoff verdichtet werden muß, erhöht wird.
Um die vorstehend genannten Schwierigkeiten zu vermeiden, wurde ein anderes Verfahren zum Erzeugen von Sauerstoff bei erhöhtem Druck entwickelt. Bei diesem Verfahren wird Sauerstoff der Luftzerlegungsanlage als Flüssigkeit entnommen, auf den Solldruck gepumpt und dann bei diesem Druck verdampft Aus der US-PS 27 84 572 ist ein solches Verfahren bekannt, bei dem Argon zum Verdampfen des flüssigen Sauerstoffs verwendet wird.
Das Pumpen von flüssigem Sauerstoff hat bisher nicht zu großen wirtschaftlichen Erfolgen geführt, was in erster Linie auf Unzulänglichkeiten des Betriebsverhaltens der Rektifikationskolonne zurückzuführen ist. Weil so der Sauerstoff als Flüssigkeit entnommen wird, machen es thermodynamische Anforderungen notwendig, der Kolonne in ausreichender Menge, das heißt mit äquivalentem Kältebetrag, Flüssigkeit zuzuführen, um ein Energiegleichgewicht aufrechtzuerhalten. Bisher wird diese Flüssigkeit dadurch bereitgestellt, daß ein ausreichender Teil des ankommenden Luftstroms kondensiert wird, um den erforderlichen Kältebedarf der Kolonne zu sichern. Dies führt jedoch zu einem verschlechterten Betriebsverhalten der Kolonne, weil der Teil des Luftstroms der verflüssigt wird, einen Teil der Trennstufen der Kolonne umgeht.
Bei einem anderen Verfahren zum Erzeugen von Sauerstoffgas bei erhöhtem Druck wird Stickstoff als Kältemittel verwendet, um den flüssigen Sauerstoff zu verdampfen. Dieses Vorgehen ist von Nachteil, weil Stickstoff keine idealen thermodynamischen Eigenschaften besitzt, was zu einem höheren Energiebedarf führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Luftzerlegungsverfahren zu schaffen, mit dem auf wirtschaftliche Weise Sauerstoffgas bei größerem als atmosphärischem Druck erzeugt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgaben dienen die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird das argonhaltige Fluid zusätzlich benutzt, um für eine zusätzliche Kälteerzeugung der Anlage zu sorgen.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens nach der Erfindung wird das argonhaltige Kältemittel zugleich verwendet, um neben der zusätzlichen Kälteerzeugung für eine Temperaturregelung des kalten Endes des Umkehrwärmetauschers zu sorgen.
Die Erfindung ist im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
Fig. ί ein schematisches Fließbild für das Verfahren nach der Erfindung, wobei das argonhaltige Kältemittel den gepumpten flüssigen Sauerstoff im Wärmetauscher 3 verdampft und den gasförmigen Stickstoff im Wärmetauscher 6 kondensiert,
F i g. 2 ein schematisches Fließbild einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung, bei welcher das argonhaltige Kältemittel genutzt wird, um eine zusätzliche Kälteerzeugung zu bewirken; bei dieser Ausführungsform sind keine Umkehrwärmetauscher vorgesehen,
F i g. 3 ein schematisches Fließbild der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung, bei welcher das argonhaltige Fluid neben der zusätzlichen Kälteerzeugung auch für eine Temperaturregelung des kalten Endes eines Umkehrwärmetauschers sorgt, und
Fig.4 eine graphische Darstellung, welche die Vorteile der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung erkennen läßt
Unter gereinigter, gekühlter Luft wird Luft verstanden, die von natürlichen Verunreinigungen, wie Wasserdampf, Kohlendioxid und Kohlenwasserstoffen im wesentlichen befreit ist und die bis dicht zur Sättigungstemperatur gekühlt wurde. Als sauerstoffreiches und stickstoffreiches Kältemittel wird eine Mischung bezeichnet, die zu 50 Mol-% oder mehr Sauerstoff bzw. Stickstoff enthält
Unter Pumpen wird ein Verfahren verstanden, das die Energie eines Fluids erhöht; ein solches Verfahren ist zum Beispiel das Verdichten.
Unter indirektem Wärmeaustausch wird ein Wärmeaustausch ohne physikalischen Kontakt oder gegenseitige Vermischung der teilnehmenden Ströme verstanden. Ein indirekter Wärmeaustausch kann beispielsweise dadurch herbeigeführt werden, daß die betreffenden Ströme durch getrennte Durchlässe eines Wärmetauschers hindurchgeleitet werden.
Der Begriff »Produkt« wird vorliegend für einen Strom benutzt, der aus einer Rektifikationskolonne der Anlage ohne weiteres Rektifizieren ausgetragen wird.
Bei der zugeführten Luft handelt es sich um einen Drucklufc-trom 14, der dadurch erhalten wird, daß atmosphärische Luft gefiltert, verdichtet und wassergekühlt wird. Die Druckenergie des Stroms 14 wird als Zerlegungsenergie genutzt
Um den Luftstrom von Kohlendioxid und Wasserdampf zu befreien, kann er beispielsweise durch eine Molekularsieb-Adsorberbettanordnung oder einen LJmkehrwärmetauscher hindurchgeschickt werden. In dem letztgenannten, in F i g. 1 dargestellten Fall, wird der Luftstrom gekühlt, so daß Kohlendioxid und Wasserdampf kondensieren und auf den Wärmetauscheroberflächen ausfrieren. Die Luft- und Stickstoffströme werden periodisch umgekehrt, und der Stickstoffdampf aus der Kolonne wird durch den Wärmetauscher hindurchgeschickt um diesen von den abgelagerten Kohlendioxid- und Wasserverunreinigungen zu befreien.
Die zugeführte Luft tritt in einen Umkehrwärmetauscher 1 mit Außentemperatur ein. Sie wird dort auf nahe die Sättigungstemperatur am Auslaß 15 heruntergekühlt Kohlendioxid und Wasserdampf werden beim Abkühlen der zugeführten Luft ausgeschieden. Eine Adsörbensfalle 9, die zum Beispie! Silicagel enthält beseitigt möglicherweise in dem Umkehrwärmetauscher nicht ausgeschiedene Verunreinigungen; sie filtert ferner feste Schmutzstoffe aus, die gegebenenfalls von dem Luftstrom mitgeführt werden. Der gekühlte und gereinigte Luftstrom <6 wird dann stromab von der am kalten Ende sitzenden Gelfalle aufgeteilt Ein Teilstrom 18 wirdzu dem Umkehrwärmetauscher 1 zurückgeschickt Ein kleiner Teilstrom 19 wird auf Außentemperatur erwärmt und dient als Instrumentenluftversorgung zur Anlagesteuerung. Ein weiterer Teilstrom 110 wird von dem Wärmetauscher zum Zwecke der Temperaturregelung des kalten Endes abgezogen, in einer Turbine 112 zwecks Kälteerzeugung arbeitsleistend entspannt, und einer Rektifikationskolonne 2 als Niederdrucksinsatduft 111 zugeführt. Der restliche Teilstrom 17 fließt zu der Rektifikationskolonne 2. Ein kleinerer Teilstrom 21 wird benutzt, um einen Teil eines in ein<?m Kältekreislauf umgewälzten Kältemittels aufzuwärmen; der betreffende Strom 22 wird dadurch kondensiert und dann in dis Rektifikationskolonne eingespeist Der verbleibende Luftstrom 20 wird gleichfalls in die Rektifikationskolonne eingeführt.
Für das vorliegende Verfahren kann jede zweckentsprechende Rektifikationskolonne zum Zerlegen von Luft in sauerstoff reiche und s«ickstoffreiche Fraktionen verwendet werden.
In der Kolonne 2 wird die zugeführte Luft in eine flüssige sauerstoffreiche Fraktion 25 und eine abgehende gasförmige stickstoffreiche Fraktion 23 zerlegt Die stickstoffreiche Fraktion 23 geht zu dem Umkehrwärmetauscher 1, wo sie ihre Kälte mit dem Luftstrom 14 tauscht Der Stickstoff wird als auf Umgebungstemperatur befindliches Niederdruck-Abgas 24 abgeführt Die flüssige: scje-'stoffreiche Fraktion 25 wird mittels einer Pumpe 4 auf den Solldruck aufgedrückt. Dabei kann auch ein Druckabfall berücksichtigt werden, der mit dem anschließenden Aufwärmen dieser Fraktion verbunden ist Der aufgedrückte flüssige Sauerstoffstrom JSi wird in einen Hochdruckwärmetauscher 3 eingeleitet, dort verdampft und auf Außentemperatur aufgewärmt. Er verläßt den Wärmetauscher als unter Druck stehender Strom 28. An dem warmen Ende des Wärmetauschers 3 hat also der Produktsauerstoff 28 Außentemperatur und den für die jeweilige Anwendung gewünschten Anlieferdruck.
Das Verdampfen des Produktsauerstoff im Wärmetauscher 3 erfolgt, indem das unter hohem Druck stehende, auf Außentemperatur befindliche Kältemittel 36 des Kältekreislaufs abgekühlt wird. Das Kältemittel wird gegen den verdampfenden Sauerstoff gekühlt, kondensiert und aus dem Wärmetauscher 3 als kondensierter flüssiger Strom 37 abgezogen. Der Strom 37 wird dann in einem Ventil 27 zu einem flüssigen Niederdruckstrom 39 entspannt, der sich für einen Wärmeaustausch mit Stickstoffdampf eignet, der von der Hochdruckstufe der Kolonne 2 kommt. In einem Kondensator 6 wird der Niederdruckstrom 39 gegen eine kondensierende stickstoffreiche Fraktion 29 zu einem Niederdruckgas 40 verdampft. Die flüssige stickstoftreiche Fraktion 30 wird wieder in die Hochdruckstufe eingeleitet. Dieser Wärmeaustausch hat die Aufgabe, Rücklaufflüssigkeit der Hochdruckstufe der Kolonne zu ersetzen, die andernfalls durch Verdampfen von flüssigem Sauerstoff in der Kolonne gebildet würde. Das Niederdruckgas 40 wird in einer Einheit 7 gegen den kondensierenden Luftteilstrom 21 überhitzt. Das überhif tn Kältemitte! 41 wird dem Umkehrwärmetauscher 1 zugeführt und dort angewärmt; es
verläßt den Umkehrwärmetauscher als Strom 31. Der Strom 31 wird in einem Verdichter 12 komprimiert und in einer Einheit 13 wassergekühlt, um die Verdichtungswärme abzuführen. Er wird dann zu dem Kältemittelstrom 16.
Die sauerstoffreiche Faktion wird also als Flüssigkeit abgezogen und dann auf einen Druck gepumpt, der über dem Atmosphärendurck liegt und dem Druck, mit dem das Sauerstoffgas angeliefert werden soll, plus einem zweckentsprechenden Zuschlag zur Berücksichtigung von Druckabfällen entspricht.
Die gasförmige stickstoffreiche Fraktion wird kondensiert und zu der Kolonne in ausreichender Menge zurückgeleitet, um die Rücklaufmenge an flüssigem Stickstoff bereitzustellen, die in der Kolonne nicht kondensiert wurde, weil der Sauerstoff von der Kolonne in flüssiger Form abgezogen wurde.
ίο Als flüssiger, sauerstoffreicher Teil kann jede beliebige Sauerstoffmenge abgezogen werden. Vorzugsweise werden jedoch 50% oder mehr des verfügbaren Sauerstoffprodukts als flüssige, sauerstoffreiche Fraktion entnommen.
Bei der abgewandelten Ausführungsform nach F i g. 2 wird das im Kältekreislauf umgewälzte Kältemittel nicht nur zum Verdampfen des gepumpten flüssigen Sauerstoffs, sondern zusätzlich zur Bereitstellung von zusätzlicher Kälte genutzt, die notwendig ist. um eine Systemwärmezufuhr auszugleichen und die Anlage betriebsfähig zu halten. Im übrigen stimmt die Anordnung mit derjenigen der F i g. 1 überein. Die Systemwärmezufuhr kann Wärme beinhalten, die von der auf Außentemperatur liegenden Umgebung in die Kälteanlage eindringt, ferner eindringende Wärme aufgrund der notwendigen Temperaturdilferenzen für den Wärmeaustausch zwischen den Prozeßströmen, eindringende Wärme beim Verlust einer gewissen Einsatzluft-Wasserdampfmenge als Flüssigkeit während des Umkehrwärmeaustauschs sowie in Verbindung mit der Erzeugung der flüssigen Produkte eindringende Wärme. Außerdem können Unzulänglichkeiten von Anlagenteilen zur Systemwärmezufuhr führen, beispielsweise Unzulänglichkeiten der Flüssigkeitspumpen. Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 wird der in einer Kühlschleife umgewälzte Kältemittelstrom 31 in einem Verdichter 10 verdichtet und in einem Kühler 11 gekühlt, um einen auf einem Zwischendruck liegenden Käiiemittelstrom 34 zu erhalten. Ein Teil dieses umgewälzten Stroms wird als Teilstrom 35 abgezogen, der in den Wärmetauscher 3 eingeleitet und dort teilgekühlt wird. Der teilgekühlte Strom 45 wird dann in einer Turbine 8 arbeitsleistend entspannt. Der dabei gebildete Niederdruck-Niedertemperatur-Gasstrom 42 wird zwecks Anlagenkühiung mit dem umgewälzten Kältemittel 41 vereinigt. Der vereinigte Kältemittelstrom 43 wird in den Umkehrwärmetauscher 1 eingeleitet. Er ersetzt dort Niederdrucksauerstoffprodukt, das normalerweise im Umkehrwärmetauscher erhitzt würde. Eine solche Verfahrensführung hat den Vorteil, einen Strom mit verhältnismäßig niedrigem Druck in einer Umkehrwärmetauschereinheit aufrechtzuerhalten, während die Hochdruckströme gesondert druch den Wärmetauscher 3 geführt werden. Im Umkehrwärmetauscher 1 wird der Strom 43 aufgewärmt; er tritt als Strom 31 aus.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 wird das umgewälzte Kältemittel genutzt, um neben einer Anlagenkühlung und der Verdampfung des gepumpten flüssigen Sauerstoffs zusätzlich für eine Temperatursteuerung des kalten Endes des Umkehrwärmetauschers 1 zu sorgen. Die Anordnung stimmt mit derjenigen der F i g. 2 bis auf die im folgenden erläuterte Umkehrwärmetauschcr-Temperaturregelschicifc übersin. Unter Umkehrwärmetauscher-Temperaturregelung wird verstanden, daß die Temperaturdifferenzen zwischen der sich abkühlenden Luft und dem sich aufwärmenden Stickstoff ausgeregelt werden, um sicherzustellen, daß die von dem Hochdruckluftstrom abgelagerten Verunreinigungen durch den Niederdruckstickstoff beseitigt werden und der Umkehrwärmetauscher selbstreinigend ist. Dabei wird ein Teil des Kältemittelstroms 43 im Umkehrwärmetauscher 1 abgetrennt und als Teilstrom 44 aus dem Umkehrwärmetauscher abgezogen. Der verbleibende Teilstrom 31 wird im Wärmetauscher 1 weiter erwärmt. Die beiden Teilströme 31 und 32 werden dann als Strom 33 zusammengefaßt. Die Steuerung der Teilströme 44 und 31 ist insofern von besonderem Vorteil, als dadurch sowohl die Temperatur am warmen als auch die Temperatur am kalten Ende geregelt werden kann, wie dies für eine wirkungsvolle Beseitigung von Verunreinigungen erforderlich ist Durch Vergrößern des Teilstroms 44 läßt sich die Temperatur am kalten Ende absenken, was erwünscht ist, um eine Selbstreinigung am kalten Ende des Umkehrwärmetauschers 1 zu gewährleisten. Durch Aufrechterhaltung des Teilstroms 31 läßt sich andererseits die Temperatur am warmen Ende regeln. Wenn der Teilstrom 31 vergrößert wird, kann die Temperaturdifferenz am warmen Ende wunschgemäß verkleinert werden, um dadurch eine relativ geringe Wärmezufuhr zu der
so Anlage aufrechtzuerhalten.
Der Kältekreislauf ist im wesentlichen geschlossen und unabhängig von der Anlage. Es versteht sich jedoch, daß dem Kreislauf kleine Zusatzströme zugeführt werden können, um Systemverluste auszugleichen. Der Kältekreislauf sorgt insbesondere für die Wärmezufuhr, die für die Verdampfung des unter Druck stehenden flüssigen Produktsauerstoffs notwendig ist, die arbeitsleistende Entspannung von Kältemittel für die Anlagenkühlung und die Temperaturregelung des warmen und kaltem Endes des Umkehrwärmetauschers. Bei dieser Verfahrensführung können vorteilhaft alle drei genannten Funktionen in im wesentlichen einem gemeinsamen Kreis kombiniert werden, wobei für die jeweilige Funktion leicht steuerbare Kältemittelströme herangezogen werden. Eine solche Anordnung führt zu einer erheblichen Flexibilität im Hinblick auf eine leichte Steuerung und eine anpassungsfähige Arbeitsweise; außerdem wird die Trennleitung der Kolonne 2 zusätzlich verbessert.
Die der Anlagenkühiung und der Wärmetauschertemperaturregelung zugeordneten Funktionen sind in keiner Weise abhängig von der Kolonne, wie dies der Fall wäre, wenn beispielsweise für diese Zwecke Turbinenluftfraktionen benutzt wurden. Die bevorzugte Ausführungsform hat den weiteren Vorteil, daß der Hochdruck- und der Niederdruckwärmeaustausch voneinander getrennt sind, was eine günstige Auslegung und eine einwandfreie Funktionsweise der Anlage fördert.
Bei dem umgewälzten Kältemittel handelt es sich um ein argonhaltiges Gemisch. Das Kältemittel besteht aus 50 bis 90MoI-% Argon und 10 bis 50 MoI-% Sauerstoff, vorzugsweise 70 bis 90 Mol-% Argon und 10 bis 30 Mol-% Sauerstoff. Als besonders günstig erwies sich ein Mischungsverhältnis von etwa 80 Mol-% Argon und etwa 20 Mol-% Sauerstoff. Das argonhaitige Kältemittel kann kleinere Mengen an anderen Stoffen enthalten.
die sich normalerweise in Argon finden, beispielsweise Stickstoff.
Mit dem Verfahren nach der Erfindung wird Sauerstoffgas mit höherem als atmosphärischem Druck erzeugt, und zwar zweckmäßig mit einem Druck von 2070 bis 82 740 kPa und vorzugsweise von etwa 5080 bis 41 370 kPa. In dem bevorzugten Druckbereich ist der kritische Druck von Sauerstoff als der untere Grenzwert aus Gründen zusätzlicher Sicherheit genannt.
Um die betriebsmäßigen Vorteile des vorliegenden Verfahrens zu erfassen, wurde der Zusatzenergiebedarf sowi/f.l für bekannte als auch für erfindungsgemäße Flüssigkeitspumpprozesse im Vergleich zu dem gewöhnlichen Prozeß mit Verdichtung in der Gasphase errechnet. Unter Zusatzenergiebedarf wird dabei der Betrag des über den Bedarf für den normalen Gasverdichtungsprozeß hinausgehenden Energiebedarfs für den Flüssigkeitspumpprozeß im Vergleich zu dem Bedarf für den normalen Gasverdichtungsprozeß verstanden. Die Ergebnisse dieser Berechnung sind in F i g. 4 aufgetragen. Die Kurve A zeigt den relativen Zusatzenergiebedarf im Vergleich zur Gasverdichtung für Verfahrensanlagen, die in bekannter Weise mit Stickstofffluid arbeiten, als Funktion des Sauerstoffproduktdrucks. Dabei wird der Stickstoffwärmepumpenkreis zum Verdampfen des gepumpten flüssigen Sauerstoffs genutzt; sowohl bei der Anlagenkühlung als auch bei der Temperaturregelung des Umkehrwärmetauschers wird jedoch in herkömmlicher Weise vorgegangen. Das heißt, der Luftstrom wird für die Temperaturregelung des kalten Endes des Umkehrwärmetauschers herangezogen, während eine Luftentspannung mittels einer Turbine zur Anlagenkühlung vorgesehen wird. Die Kurven B und C zeigen den gleichen rciaiiven Zusäizenergiebedarf für das vorliegende Verfahren bei Verwendung von Argon bzw. pinen eO^OAArgon/Sauerstoff-Gemischs.
Aus einem Vergleich folgt, daß die bevorzugte Ausführungsform mit dem Argon/Sauerstoff-Gemisch innerhalb des gesamten berechneten Druckbereichs einen niedrigeren Zusatzenergiebedarf hat.
Die vorliegende Energievergleichsberechnung wurde für die Herstellung von hochreinem Sauerstoff (99,5%) in einem Druckbereich von 4137 bis 8274 kPa durchgeführt. Zur Erläuterung sind einige der betreffenden Verfahrensbedingungen für das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 in der Tabelle I für den speziellen Fall der Erzeugung von hochreinem Sauerstoff (99,5%) bei einem Abgabedruck von 6895 kPa zusammengestellt. Es ist zu erkennen, daß die Drücke in der Kolonne und im Umkehrwärmetauscher im wesentlichen normal sind, während die Hochdruck-Fluidströme auf den Wärmetauscher 3 beschränkt sind. Die Druckwerte der Kälteerzeugungsschleife entsprechen nicht dem Druck, der für das Verdampfen der Produktflüssigkeit notwendig ist. Diese Anordnung gewährleistet eine hohe Flexibilität bei der Verfahrensführung.
Tabelle I
Verfahrensbedingungen für das Verfahren mit Pumpen von flüssigem Sauerstoff
Verfahrensstrom 14 Durchflußmenge Temperatur (°K) Druck Zusammensetzung
IS (103InVh) 300 (kPa) (Mol-%)
Luftstrom 19 60,99 102,9 689 21% O2
Luftstrom 24 6039 297 ~ 689 210/0 O2
Luftteilstroni 25 0,28 297 - 689 210/0 O2
Abgehender Stickstoff 26 4732 95 103 <1%O2
Produktsauerstoff 28 12,63 102 159 993% O2
Produktsauerstoff 36 12,63 296 6936 993% O2
Produktsauerstoff 37 12,63 300 6895 993% O2
Kältemittelstrom 39 13,96 103,2 7791 80/20, Ar/O2 %
Kältemittelstrom 35 1336 95,7 7791 80/20, Ar/O2 %
Kältemittelstrom 45 13,96 300 221 80/20, Ar/O2 %
KäUemittelstrom 42 11,81 194 2206 80/20, Ar/O2 %
Kältemittelstrom 44 11,81 100 -2206 80/20, Ar/O2 %
Kältemittelstrom 31 1131 190 ~ 221 80/20, Ar/O2 %
Kältemittelstrom 931 297 - 221 80/20, Ar/O2 %
Kältemittelstrom 16,26 Hierzu 4 Blatt Zeichnungen ~ 221 80/20, Ar/O2 %

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Erzeugen von Sauerstoff-Produktgas bei größerem als atmosphärischem Druck, bei dem gereinigte, gekühlte Luft (17,50) einer Rektifikationskolonne (2) zugeführt und dort zerlegt, aus der Kolonne mindestens teilweise eine flüssige sauerstoffreiche und eine gasförmige stickstoffreiche Fraktion abgezogen, die flüssige Fraktion auf den erforderlichen Abgabedruck gepumpt und ein Sauerstoff-Produktgas (28) bei dem erforderlichen Abgabedruck zurückgewonnen wird,
mit einem im wesentlichen geschlossenen Kältekreislauf, in welchem als Kältemittel Argon verwendet wird, welches nach der Verdichtung vorgekühlt, durch indirekten Wärmeaustausch mit der auf Abgabedruck
ίο befindlichen, flüssigen Fraktion kondensiert, entspannt und durch indirekten Wärmeaustausch mit der zugeführten Luft wieder angewärmt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kältemittel aus einem Gemisch von 50% bis 90% Argon und 10% bis 50% Sauerstoff besteht,
daß ein Teilstrom der gasförmigen, stickstoffreichen Fraktion in indirektem Wärmeaustausch mit dem
t5 entspannten Kältemittel steht, dabei kondensiert und als Stickstoffrücklauf wieder der Kolonne zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom (35) des verdichteten Kältemittels (31, 34, 36, 37, 39, 40, 41, 43) zwecks Anlagenkühlung von dem Hauptstrom gasförmig abgezogen, arbeitslefetsnd entspannt (8) und mit dem Hauptstrom wiedervereinigt wird, nachdem der entspannte Hauptstrom mit dem Teilstrom (29) der gasförmigen, stickstoffreichen Fraktion in Wärmeaustauschkontakt (3,6) gestanden hat
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom (44) des in einem Umkehrwärmetauscher angewärmten Kältemittels (31, 34, 36, 37, 39, 40, 41, 43) zwecks Temperaturregelung des kalten Endes des Umkehrwärmetauschers (1) von dem Hauptstrom vor dem vollständigen Durchlaufen des Umkehrwärmetauschers abgezogen und mit dem Hauptstrom wiedervereinigt wird, nachdem der Hauptstrom den Umkehrwärmetauscher vollständig durchlaufen hat.
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