DE69814519T2 - Kryogenisches Verfahren mit Doppelsäure und externem Verdämpfer-Kondensator für eine Sauerstoff- und Stickstoffmischung - Google Patents

Kryogenisches Verfahren mit Doppelsäure und externem Verdämpfer-Kondensator für eine Sauerstoff- und Stickstoffmischung Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Luftzerlegung mit den im Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. Anspruch 7 angegebenen Merkmalen. Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung ist aus der US-A-S 469 710 bekannt.
  • Die Zerlegung von Luft durch Rektifikation (bei kryogenen Temperaturen) ist gut bekannt. Dabei erfolgt die Luftzerlegung in der Regel in einer Doppelrektifikationssäule mit einer Hochdruck-Rektifikationssäule, einer Niederdruck-Rektifikationssäule und einem Kondensator-Verdampfer, der die Hochdruck-Rektifikationssäule mit der Niederdruck-Rektifikationssäule in Wärmeaustauschbeziehung bringt. Bei einer derartigen Anordnung kann aus einem Sumpfbereich der Niederdruck-Rektifikationssäule ein Sauerstoffprodukt abgezogen werden. Außerdem wird in der Regel am Kopf der Niederdruck-Rektifikationssäule ein Stickstoffprodukt entnommen.
  • Normalerweise kann man durch Rektifikation der Luft in einer Doppelrektifikationssäule eine verhältnismäßig hohe Sauerstoffausbeute oder -rückgewinnung erzielen. Die Sauerstoffrückgewinnung kann jedoch aufgrund von verschiedenen, an die Zerlegung gestellten Anforderungen fallen. Derartige Anforderungen sind u. a. die Produktion von flüssigen Produkten in einer Menge von mehr als 5% der Gesamtsauerstoffproduktion, wenn die Kälte bei dem Verfahren durch Turboexpansion von Luft in die Niederdruck-Rektifikationssäule bereitgestellt wird, eine Forderung nach einem flüssigen Stickstoffprodukt und eine Forderung nach einem gasförmigen Stickstoffprodukt nicht nur aus der Niederdruck-Rektifikationssäule, sondern auch aus der Hochdruck-Rektifikationssäule. Die an das Zerlegungsverfahren gestellten Anforderungen nehmen zu, wenn durch Abziehen eines Argon enthaltenden Sauerstoff stroms aus der Niederdruck-Rektifikationssäule und Abtrennung von Argon daraus in einer Seitenrektifikationssäule ein Argonprodukt gewonnen wird. Ferner kann sich bei der Gewinnung eines Argonprodukts aus der Hochdruck-Rektifikationssäule die gleichzeitige Gewinnung eines Stickstoffprodukts aus der Hochdruck-Rektifikationssäule oder die gleichzeitige Produktion verhältnismäßig großer Anteile an flüssigen Produkten drastisch auf die Argonrückgewinnung auswirken.
  • Die US-PS 5 469 710 betrifft ein Luftzerlegungsverfahren unter Verwendung einer Doppelrektifikationssäule und einer Seitensäule, in der ein Argonprodukt produziert wird, bei dem man aus dem Sumpf der Hochdruck-Rektifikationssäule mit Sauerstoff angereicherte Flüssigkeit abzieht, durch ein Drosselventil in einen Kondensator leitet, in welchem Argon kondensiert wird, wodurch die mit Sauerstoff angereicherte Flüssigkeit verdampft, und einen Strom des erhaltenen Dampfs unter Leistung äußerer Arbeit entspannt und der Niederdruck-Rektifikationssäule zuführt. Eine derartige Anordnung ist insofern vorteilhaft, als sie einen brauchbaren Weg zur Bereitstellung zusätzlicher Kälte für die Zerlegung darstellt und somit die Flexibilität des Verfahrens hinsichtlich der Fähigkeit, flüssige Produkte ohne unannehmbare Rückgewinnungswerte oder unannehmbaren Energieverbrauch bereitzustellen, erhöht. Das Verfahren wird jedoch dadurch eingeschränkt, daß der Argonkondensator bei einem Druck von weniger als 2 bar betrieben werden muß, damit sich die für die Kondensation von Argon notwendige Temperaturdifferenz ergibt; daher ist die Kältemenge, die durch Entspannung auf den Druck der Niederdruck-Rektifikationssäule erzeugt werden kann, streng begrenzt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, das bzw. die eine Verbesserung der Sauerstoffrückgewinnung und gegebenenfalls der Argonrückgewinnung ermöglicht.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Zerlegung von Luft in einer Doppelrektifikationssäule mit einer Hochdruck-Rektifikationssäule, einer Niederdruck-Rektifikationssäule und einem Kondensator-Verdampfer, der die Hochdruck-Rektifikationssäule mit der Niederdruck-Rektifikationssäule in Wärmeaustauschbeziehung bringt, bei dem man der Doppelrektifikationssäule mindestens einen Luftstrom zuführt, einen Strom von auf Druck gebrachter, Sauerstoff und Stickstoff enthaltender Flüssigkeit einer Druckminderung unterwirft und teilweise oder vollständig verdampft und aus der Niederdruck-Rektifikationssäule ein Sauerstoffprodukt abzieht, wobei man den Strom von auf Druck gebrachter, Sauerstoff und Stickstoff enthaltender Flüssigkeit der Hochdruck-Rektifikationssäule entnimmt und/oder es sich dabei um einen Strom von Luft, der in indirektem Wärmeaustausch mit einem oder mehreren, der Doppelrektifikationssäule entnommenen Flüssigkeitsströmen verflüssigt oder kondensiert wird, handelt, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Strom des bei der teilweisen oder vollständigen Verdampfung erhaltenen Dampfs bei kryogener Temperatur verdichtet und der Hochdruck-Rektifikationssäule zuführt.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Zerlegung von Luft, enthaltend eine Doppelrektifikationssäule mit einer Hochdruck-Rektifikationssäule, einer Niederdruck-Rektifikationssäule und einem Kondensator-Verdampfer, der die Hochdruck-Rektifikationssäule mit der Niederdruck-Rektifikationssäule in indirekte Wärmeaustauschbeziehung bringt; mindestens einen Einlaß in die Doppelrektifikationssäule für mindestens einen zu zerlegenden Luftstrom; einen Verdampfer-Kondensator mit Verdampfungspassagen, die über eine Druckminderungseinrichtung mit einer Quelle von auf Druck gebrachter, Sauerstoff und Stickstoff enthaltender, teilweise oder vollständig zu verdampfender Flüssigkeit in Verbindung stehen, wobei es sich bei dieser Quelle entweder um die Hochdruck-Rektifikationssäule und/oder einen Strom von Luft, der in indirektem Wärmeaustausch mit einem oder mehreren, der Doppelrektifikationssäule im Betrieb entnommenen Flüssigkeitsströmen verflüssigt oder kondensiert wird, handelt; und einen Auslaß für Sauerstoffprodukt aus der Niederdruck-Rektifikationssäule, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner einen Tieftemperaturverdichter mit einem mit einem Auslafl für verdampfte auf Druck gebrachte Flüssigkeit aus dem Verdampfer-Kondensator in Verbindung stehenden Einlaß und einem mit der Hochdruck-Rektifikationssäule in Verbindung stehenden Auslaß umfaßt.
  • Der Strom von auf Druck gebrachter, Sauerstoff und Stickstoff enthaltender Flüssigkeit wird vorzugsweise bei einem Druck bereitgestellt, der nicht unter dem Betriebsdruck der Hochdruck-Rektifikationssäule liegt; vorzugsweise wird er bei dem Betriebsdruck der Hochdruck-Rektifikationssäule bereitgestellt und kann daraus entnommen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglichen die Verarbeitung von mehr Dampf in der Hochdrcuk-Rektifikationssäule, wodurch mehr Flüssigstickstoff-Rücklauf für die Niederdruck-Rektifikationssäule bereitgestellt und die Sauerstoffrückgewinnung und gegebenenfalls die Argonrückgewinnung erhöht wird und gleichzeitig eine verhältnismäßig große Stickstoffmenge als Produkt der Niederdruck-Rektifikationssäule in dampfförmigem oder flüssigem Zustand entnommen werden kann. Diese Vorteile werden im Vergleich mit einer Anordnung erhalten, in der der auf Druck gebrachte Flüssigkeitsstrom der Hochdruck-Rektifikationssäule zugeführt oder erst gar nicht daraus entnommen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung vermeiden auch den thermodynamischen Verlust von Arbeit, der mit dem für konventionelle Recyclierungsverfahren charakeristischen Wiederanwärmen eines aus den Rektifikationssäulen entnommenen Fluidstroms auf Umgebungstemperatur und Wiederabkühlen dieses Stroms auf eine kryogene Temperatur einhergeht.
  • Vorzugsweise wird ein anderer Strom des erhaltenen Dampfs in einer Turbine entspannt und der Niederdruck-Rektifikationssäule zugeführt. Somit weist die Entspannungsturbine einen mit einem Auslaß für verdampfte auf Druck gebrachte Flüssigkeit aus dem Verdampfer-Kondensator in Verbindung stehenden Einlaß und einen mit der Niederdruck-Rektifikationssäule in Verbindung stehenden Auslafl auf. Mit einer derartigen bevorzugten Anordnung kann man gewünschtenfalls die oben beschriebenen Vorteile ohne zusätzlichen Kältebedarf und somit ohne zusätzlichen Energieverbrauch erzielen. So können beispielsweise der Tieftemperaturverdichter und die Entspannungsturbine auf derselben Welle montiert und so angeordnet sein, daß die durch die Entspannung erzeugte Kälte die über den Verdichter zugeführte Arbeit genau ausgleichen kann. Alternativ dazu können der Verdichter und die Entspannungsturbine separate Wellen aufweisen, oder die Entspannungsturbine kann ferner an eine Wärmeableiteinrichtung, wie eine Bremse, oder einen Motor oder einen Stromgenerator gekoppelt sein. Wenn die Entspannungsturbine mehr Energie erzeugen würde als von dem Verdichter verbraucht wird, ergäbe sich eine Nettokälteproduktion, was die Produktion von mehr Flüssigkeit oder die Bildung von mehr Hochdruck-Stickstoffgasprodukt oder eine Verringerung des Gesamtenergieverbrauchs ermöglichen würde. Wenn der Tieftemperaturverdichter mehr Energie verbrauchen würde als von der Entspannungsturbine erzeugt wird, würde durch Verarbeitung von mehr Dampf in der Hochdruck-Rektifikationssäule mehr Rücklauf für die Niederdruck-Rektifikationssäule produziert, aber auf Kosten eines größeren Kältebedarfs zum Ausgleich der zusätzlichen Energiezufuhr zum Tieftemperaturverdichter, so daß der Gesamtenergieverbrauch zunehmen würde.
  • Es ist daher einzusehen, daß diese bevorzugten Beispiele für das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders flexibel sind, insbesondere wenn man einen Strom von Argon enthaltendem Sauerstoff aus der Niederdruck-Rektifikationssäule entnimmt und in der Seitenrektifikationssäule zerlegt, und einen Tausch zwischen elektrischer Energie, Argon und Stickstoff je nach Bedarf ermöglicht.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine herkömmliche Doppelrektifikationssäule zum Einsatz kommen, d. h. im Kondensator-Verdampfer wird eine in der Niederdruck-Rektifikationssäule abgetrennte Sumpfflüssigkeitsfraktion verdampft, und zwar durch indirekten Wärmeaustausch mit einer Stickstoffdampffraktion, die in der Hochdruck-Rektifikationssäule abgetrennt wird. In derartigen Beispielen wird der bei kryogener Temperatur verdichtete Dampfstrom vorzugsweise der Hochdruck-Rektifikationssäule zugeführt. In diesen Beispielen erfolgt die teilweise oder vollständige Verdampfung des Stroms von auf Druck gebrachter Flüssigkeit vorzugsweise bei einem Druck von mehr als 2 bar in einem Verdampfer-Kondensator, welcher von jeglichem Kondensator, in dem argonreicher Dampf mit mindestens 90 Molprozent Argon kondensiert wird, getrennt ist.
  • Bei dem Strom von auf Druck gebrachter Flüssigkeit handelt es sich vorzugsweise um eine aus einem Sumpfbereich der Hochdruck-Rektifikationssäule abgezogene, mit Sauerstoff angereicherte Flüssigkeit. Bei einem Druck im Sumpf der Niederdruck-Rektifikationssäule in der Größenordnung von 1,4 bar kann die auf Druck gebrachte Flüssigkeit in der Regel bei einem Druck von etwa 2,6 bar teilweise verdampft werden. Einen höheren Verdampfungsdruck kann man erzielen, wenn es sich bei dem Strom von auf Druck gebrachter Flüssigkeit um einen aus einem Stoffaustauschzwischenbereich der Hochdruck-Rektifikationssäule abgezogenen Flüssigkeitsstrom, der in der Regel 20 bis 22 Molprozent Sauerstoff enthält, oder um einen Strom von Luft, der in indirektem Wärmeaustausch mit einem oder mehreren, der Doppelrektifikationssäule entnommenen Flüssigkeitsströmen verflüssigt oder kondensiert wird, handelt. Man kann auch eine auf Druck gebrachte Flüssigkeit verwenden, bei der es sich um ein Gemisch von Flüssigkeiten aus zwei oder mehr der Quellen handelt, beispielsweise ein Gemisch aus einem aus einem Sumpfbereich der Hochdruck-Rektifikationssäule abgezogenen, mit Sauerstoff angereicherten Flüssigkeitsstrom und einem aus einem Stoffaustauschzwischenbereich der Hochdruck-Rektifikationssäule abgezogenen Flüssigkeitsstrom handeln.
  • Wenn das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung keine zusätzliche Abtrennung eines Argonprodukts beinhalten, erfolgt die teilweise oder vollständige Verdampfung vorzugsweise durch indirekten Wärmeaustausch mit einem in der Hochdruck-Rektifikationssäule abgetrennten Stickstoffstrom, der dadurch kondensiert. Der erhaltene flüssige Stickstoff kann als Produkt entnommen oder als Rücklauf in der Doppelrektifikationssäule zur Ersetzung von daraus entnommenem Flüssigstickstoffprodukt oder aus der Hochdruck-Rektifikationssäule entnommenem gasförmigem Stickstoff verwendet werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind auch von Nutzen wenn die Doppelrektifikationssäule mehrere Verdampfer aufweist.
  • In einer derartigen Anordnung wird im Kondensator-Verdampfer eine in der Niederdruck-Rektifikationssäule abgetrennte Zwischenfraktion durch indirekten Wärmeaustausch mit einem in der Hochdruck-Rektifikationssäule abgetrennten Stickstoffstrom verdampft.
  • Eine Sumpfflüssigkeitsfraktion wird von einem zusätzlichen Kondensator-Verdampfer durch indirekten Wärmeaustausch mit einem Strom von dampfförmiger Luft verdampft, wodurch der Strom von dampfförmiger Luft teilweise oder vollständig kondensiert. Gegebenenfalls kann man als Strom von auf Druck gebrachter Flüssigkeit einen Kondensatstrom verwenden. Wenn die Doppelrektifikationssäule mehrere Verdampfer aufweist, kann die teilweise oder vollständige Verdampfung des Stroms von auf Druck gebrachter Flüssigkeit bei einem Druck von weniger als 2 bar durchgeführt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind nichtsdestotrotz besonders gut zur Verwendung geeignet, wenn ein Argonprodukt abzutrennen ist, beispielsweise indem man aus einem Stoffaustauschzwischenbereich der Niederdruck-Rektifikationssäule einen dampfförmigen Sauerstoffstrom, der in der Regel Argon in einer Menge im Bereich von 5 bis 15 Vol.-% enthält, abzieht und in einer Seitenrektifikationssäule zerlegt. In derartigen Beispielen für das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung kann die teilweise oder vollständige Verdampfung durch indirekten Wärmeaustausch mit einem der Hochdruck-Rektifikationssäule entnommenen Stickstoffstrom durchgeführt werden. Vorzugsweise wird die teilweise oder vollständige Verdampfung jedoch durch indirekten Wärmeaustausch des Stroms von auf Druck gebrachter Flüssigkeit mit einem oder mehreren der folgenden Ströme durchgeführt:
    • a) einem aus demselben Bereich der Niederdruck- Rektifikationssäule, aus dem der argonhaltige Sauerstoffdampfstrom zur Zerlegung in der Seitensäule abgezogen wird, abgezogenen Dampfstrom;
    • b) einem aus einem oberhalb des Bereichs, aus dem der argonhaltige Sauerstoffdampfstrom zur Zerlegung in der Seitensäule abgezogen wird, aber unterhalb des Bereichs, in dem der Niederdruck-Rektifikationssäule mit Sauerstoff angereicherter Dampf zur Zerlegung zugeführt wird, liegenden Bereich der Niederdruck-Rektifikationssäule abgezogenen Strom von mit Sauerstoff angereichertem Dampf und
    • c) einem aus der Seitenrektifikationssäule, insbesondere aus einem aus einem Stoffaustauschzwischenbereich davon, abgezogenen Dampfstrom.
  • In jedem der obigen Beispiele a) bis c) wird der Dampfstrom, der dem Wärmeaustausch mit dem verdampfenden auf Druck gebrachten Flüssigkeitsgemisch unterworfen wird, in der Regel dadurch kondensiert. Ein Strom des erhaltenen Kondensats wird vorzugsweise in den Bereich, aus dem der Dampf vor seiner Kondensation entnommen wird, zurückgeführt. Wird der Dampf von auf Druck gebrachter Flüssigkeit teilweise verdampft, so wird vorzugsweise ein Strom von restlicher auf Druck gebrachter Flüssigkeit durch Durchgang durch ein Ventil einer Druckminderung unterworfen, verdampft, vorzugsweise in indirektem Wärmeaustausch mit in der Seitenrektifikationssäule abgetrenntem kondensierendem Argon, und der erhaltene Dampf einem ausgewählten Bereich der Niederdruck-Rektifikationssäule zugeführt, der oberhalb des Bereichs liegt, aus dem der argonhaltige Sauerstoffdampfstrom zur Zerlegung in der Seitenrektifikationssäule entnommen wird. Da durch die teilweise Verdampfung die restliche Flüssigkeit mit Sauerstoff angereichert wird, hat der der Niederdruck-Rektifikationssäule zugeführte verdampfte Restflüssigkeitsstrom einen höheren molaren Sauerstoffanteil als bei vergleichbaren herkömmlichen Verfahren. Infolgedessen kann ein "Pinch" in dem Bereich, in dem der verdampfte Restflüssigkeitsstrom der Niederdruck-Rektifikationssäule zugeführt wird, so arrangiert werden, daß er eine höhere Sauerstoffkonzentration aufweist als der entsprechende Punkt bei einem vergleichbaren herkömmlichen Verfahren. Demgemäß kann man das Flüssigkeit/Dampf-Verhältnis in dem Abschnitt einer Niederdruck-Rektifikationssäule, der sich unmittelbar oberhalb des Bereichs, aus dem der Argon-Sauerstoff enthaltende Sauerstoffdampfstrom zur Zerlegung in der Seitenrektifikationssäule entnommen wird, erstreckt, größer machen als bei dem herkömmlichen Verfahren. Daher kann man die Zufuhrrate zur Seitenrektifikationssäule erhöhen. Somit kann man die Argonkonzentration in der Dampfzufuhr zur Seitenrektifikationssäule verringern (im Vergleich mit einem vergleichbaren herkömmlichen Verfahren), ohne Einbußen bei der Argonrückgewinnung hinnehmen zu müssen. Infolgedessen benötigt die Niederdruck-Rektifikationssäule zur Erzielung einer gegebenen Argonrückgewinnung weniger Verdampfungsanteil. So kann man beispielsweise die Produktionsrate oder die Reinheit eines flüssigen Produkts aus der Niederdruck-Rektifikationssäule oder die Produktionsrate eines gasförmigen Stickstoffprodukts aus der Hochdruck-Rektifikationssäule erhöhen.
  • Zur Erfüllung des Kältebedarfs eines erfindungsgemäßen Verfahrens und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann man zusätzlich zu der Entspannungsturbine jedes beliebige herkömmliche Kältesystem einsetzen. Dieser Kältebedarf wird beispielsweise dem Verhältnis der Summe der Produktionsraten flüssiger Produkte zur Gesamtproduktionsrate von Sauerstoffprodukt entsprechend variieren. Wenn dieses Verhältnis über z. B. 0,15 bis 1 beträgt, enthält das Kältesystem vorzugsweise eine Turbine mit einem mit der Quelle von zu zerlegender Luft in Verbindung stehenden Einlaß und einem mit der Hochdruck-Rektifikationssäule in Verbindung stehenden Auslaß. Wird durch Verdampfen und Anwärmen eines auf Druck gebrachten Flüssigsauerstoffstroms in indirekter Wärmeaustauschbeziehung mit einem oder mehreren Rückführungsströmen aus der Doppelrektifikationssäule ein auf Druck gebrachtes gasförmiges Sauerstoffprodukt gebildet, so muß auch ein Luftstrom bei einem entsprechend hohen Druck produziert werden.
  • In der Regel wird der Hochdruck-Rektifikationssäule dampfförmige Luft zugeführt, die vorzugsweise einer Quelle von durch Abtrennung von Wasserdampf, Kohlendioxid und gegebenenfalls Kohlenwasserstoffen gereinigter und in indirektem Wärmeaustausch mit Produkten der Luftzerlegung abgekühlten Druckluft entnommen wird. In der Regel wird auch der Hochdruck-Rektifikationssäule und/oder der Niederdruck-Rektifikationssäule verflüssigte Luft zugeführt, die vorzugsweise ganz analog gebildet wird.
  • Jede Rektifikationssäule kann eine oder mehrere Destillations- oder Fraktionierungszonen aufweisen, in denen Flüssigkeits- und Dampfphasen im Gegenstrom in Berührung gebracht werden, um eine Zerlegung des Fluidgemischs zu bewirken, wie beispielsweise durch Inberührungbringen der Dampf- und Flüssigkeitsphasen auf Packungselementen oder einer Reihe von vertikal beabstandeten Böden oder Trennstufen, die in der Säule, der Zone oder den Zonen montiert sind. Eine Rektifikationssäule kann mehrere Zonen in separaten Behältern umfassen, damit man nicht mit einem einzigen Behälter mit übermäßiger Höhe arbeiten muß. So ist es beispielsweise bekannt, in einer Argonrektifikationssäule eine Packungshöhe zu verwenden, die 200 theoretischen Trennstufen gleichkommt. Wäre die gesamte Packung in einem einzigen Behälter untergebracht, so hätte dieser Behälter in der Regel eine Höhe von mehr als 50 Meter. Es ist daher wünschenswert, die Argonrektifikationssäule so zu konstruieren, daß man nicht mit einem einzigen, außergewöhnlich hohen Behälter arbeiten muß.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung werden nun anhand der beigefügten Zeichnung, bei der es sich um ein schematisches Fließbild einer Luftzerlegungsanlage handelt, beispielhaft beschrieben.
  • Die Zeichnung ist nicht maßstabsgetreu.
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird ein Luftstrom in einem Hauptluftverdichter 2 verdichtet und im Nachkühler 4 von der Verdichtungswärme befreit. Der erhaltene nachgekühlte, verdichtete Luftstrom wird in Einheit 6 durch Entfernung von Wasserdampf, Kohlendioxid und in der Regel Kohlenwasserstoffen gereinigt. Diese Reinigung kann in der Einheit 6 durch Temperaturwechseladsorption, Druckwechseladsorption oder ein anderes adsorptives Gasreinigungsverfahren erfolgen. Der erhaltene Strom gereinigter Luft wird in zwei Ströme geteilt. Ein Strom durchläuft einen Hauptwärmetauscher 8 von seinem warmen Ende 10 zu seinem kalten Ende 12 und wird dadurch auf eine in der Nähe seines Taupunkts liegende Temperatur abgekühlt, so daß der Strom durch Rektifikation bei kryogener Temperatur zerlegt werden kann. Der so abgekühlte Luftstrom wird in dampfförmigem Zustand durch einen Einlaß 14 einem Sumpfbereich einer Hochdruck-Rektifikationssäule 16 zugeführt. Die Hochdruck-Rektifikationssäule 16 bildet mit einer Niederdruck-Rektifikationssäule 18 und einem Kondensator-Verdampfer 20 eine Doppelrektifikationssäule, die allgemein durch die Bezugszahl 22 bezeichnet wird.
  • Der andere Strom gereinigter Luft wird einem ersten Booster-Verdichter 24 mit den Verdichtungsstufen 26, 28 und 30 zugeführt. Hinter der Stufe 26 wird der andere Strom gereinigter Luft zur Entfernung der Verdichtungswärme in einem Nachkühler 32 abgekühlt. Dieser nachgekühlte Strom verdichteter Luft wird wiederum in zwei Unterströme geteilt. Der erste dieser Unterströme strömt zu einem zweiten Booster-Verdichter 34, in dem er noch weiter verdichtet wird. Der erhaltene, noch weiter verdichtete Unterluftstrom wird zur Entfernung der Verdichtungswärme in einem Nachkühler 36 abgekühlt und durchströmt den Hauptwärmetauscher 8 von seinem warmen Ende 10 zu einem Zwischenbereich davon. Der noch weiter verdichtete erste Unterstrom wird aus dem Hauptwärmetauscher 8 bei einer ersten Zwischentemperatur, die in der Regel in der Größenordnung von 150 K liegt, abgezogen und unter Leistung äußerer Arbeit in einer Entspannungsturbine oder Entspannungsmaschine 38 entspannt. Der so entspannte Luftstrom tritt aus der Entspannungsturbine 38 bei im wesentlichen dem Druck im Sumpf der Hochdruck-Rektifikationssäule 16 und bei einer geringfügig über seinem Taupunkt liegenden Temperatur aus. Dieser Luftstrom wird mit dem durch den Einlaß 14 in die Hochdruck-Rektifikationssäule 16 eintretenden Luftstrom vermischt. Die von der Turbine 38 geleistete äußere Arbeit wird zum Antrieb des zweiten Booster-Verdichters 34 verwendet. Hierzu kann der (nicht gezeigte) Rotor der Entspannungsturbine auf derselben Welle wie der (nicht gezeigte) Rotor des zweiten Booster-Verdichters 34 montiert sein.
  • Der zweite Unterluftstrom aus dem Nachkühler 32 strömt zur Verdichtungsstufe 28 des ersten Booster-Verdichters 24 und wird darin wiederum weiter verdichtet. Die erhaltene Luft tritt aus der zweiten Stufe 28 aus und wird zur Entfernung der Verdichtungswärme in einem Nachkühler 40 abgekühlt. Der Luftstrom aus dem Nachkühler 40 wird erneut in zwei Teile geteilt. Ein Teil durchströmt den Wärmetauscher 8 von seinem warmen Ende 10 zu seinem kalten Ende 12 und gelangt von dort zu einem Drosselventil 42. Dieser Luftstrom tritt aus dem Drosselventil 42 zumindest teilweise in flüssigem Zustand aus und wird über einen Einlaß 44 einem Stoffaustauschzwischenbereich der Hochdruck-Rektifikationssäule 16 zugeführt.
  • Der andere Teil der aus dem Nachkühler 40 austretenden Luft duchströmt die letzte Stufe 30 des ersten Booster-Verdichters 24, in der er auf den höchsten Druck, der beim Betrieb der in der beigefügten Zeichnung gezeigten Vorrichtung erhalten wird, verdichtet wird. Der erhaltene Strom verdichteter Luft wird zur Entfernung der Verdichtungswärme in einem Nachkühler 46 abgekühlt. Die abgekühlte Luft strömt von dem Nachkühler 46 durch den Hauptwärmetauscher 8 von seinem warmen Ende 10 zu seinem kalten Ende 12 und strömt von dort zu einem anderen Drosselventil 48. Der Luftstrom tritt aus dem Drosselventil 48 zumindest teilweise in flüssigem Zustand aus und tritt über einen Einlaß 50, der sich in der Regel auf der gleichen Höhe der Säule 16 wie der Einlaß 44 befindet, in die Hochdruck-Rektifikationssäule 16 ein.
  • Die in die Hochdruck-Rektifikationssäule 16 eintretende Luft wird darin in eine im Sumpf anfallende, mit Sauerstoff angereicherte flüssige Luftfraktion und eine am Kopf anfallende, dampfförmige Stickstofffraktion zerlegt. Ein erster Strom der dampfförmigen Stickstofffraktion gelangt in den Kondensator-Verdampfer 20 und wird darin kondensiert. Ein Teil des erhaltenen Kondensats wird als Rücklauf zum Kopf der Hochdruck-Rektifikationssäule 16 zurückgeführt. Ein anderer Teil des Kondensats durchströmt einen weiteren Wärmetauscher 52, in dem er unterkühlt wird. Zumindest ein Teil des erhaltenen unterkühlten flüssigen Stickstoffkondensats gelangt durch ein Drosselventil 54 in einen Kopfbereich der Niederdruck-Rektifikationssäule und liefert Rücklauf für die Säule 18.
  • Ein Strom der im Sumpf anfallenden, mit Sauerstoff angereicherten flüssigen Luftfraktion wird über einen Auslaß 56 unter Druck aus der Hochdruck-Rektifikationssäule 16 abgezogen, durch Hindurchleiten durch den Wärmetauscher 52 unterkühlt und durch ein Drosselventil 58 geleitet und strömt in einen Verdampfer-Kondensator 60 bei einem Druck von mehr als 2 bar. Der Verdampfer-Kondensator weist einen Behälter 62 auf, in dem sich ein Wärmeaustauschblock 64 befindet. In dem Behälter 62 wird ein so großes Volumen von mit Sauerstoff angereicherter flüssiger Luft aufrechterhalten, daß der Wärmeaustauschblock darin eingetaucht ist. Flüssigkeit strömt dank eines Thermosiphon-Effekts durch (nicht gezeigte) Siedepassagen im Wärmeaustauschblock 64. Infolgedessen wird Flüssigkeit teilweise verdampft. Die erhaltene Dampfphase trennt sich von der restlichen Flüssigkeit. Durch die teilweise Verdampfung wird die Flüssigkeit im Behälter 62 weiter mit Sauerstoff angereichert, während die Dampfphase in bezug auf die in den Behälter 62 eintretende Flüssigkeit an Sauerstoff abgereichert wird. Ein Strom der weiter angereicherten flüssigen Luft strömt aus dem Sumpf des Behälters 62 aus und wird durch Hindurchleiten durch ein Drosselventil 66 einer weiteren Druckminderung unterworfen. Die erhaltene gedrosselte weiter angereicherte Flüssigkeit gelangt in einen Kondensator 68, der mit einer Seitenrektifikationssäule 70 in Wirkverbindung steht und in der Seitenrektifikationssäule 70 abgetrennten Argondampf kondensiert. Infolge dieser Kondensation wird der weiter angereicherte flüssige Strom entweder teilweise oder vollständig verdampft. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, gelangt ein Strom des erhaltenen Dampfs vom Kondensator 68 über einen Einlaß 72 zu einer ausgewählten Zwischenstelle der Niederdruck-Rektifikationssäule 18 und ein Strom von Restflüssigkeit vom Kondensator 68 über einen Einlaß 74 zu derselben Stelle der Niederdruck-Rektifikationssäule 18.
  • Ein erster Gasphasenstrom aus dem Verdampfer-Kondensator 60 gelangt vom Kopf des Behälters 62 in einen Tieftemperaturverdichter 120 und wird darin wieder auf im wesentlichen den Druck im Sumpf der Hochdruck-Rektifikationssäule 16 verdichtet. Der erhaltene wieder verdichtete Dampf wird mit dem vom kalten Ende 12 des Hauptwärmetauschers 8 zum Einlaß 14 der Hochdruck-Rektifikationssäule 16 strömenden Luftstrom vermischt. Der wiederverdichtete Dampfstrom dient somit zur Vergrößerung der in der Hochdruck-Rektifikationssäule abgetrennten Stickstoffmenge mit den damit verbundenen Vorteilen, wie sie oben beschrieben werden.
  • Ein zweiter Dampfphasenstrom aus dem Verdampfer-Kondensator 60 strömt vom Kopf des Behälters 62 durch dem Hauptwärmetauscher 8 von seinem kalten Ende 12 zu einem ausgewählten Zwischenbereich davon, in dem seine Temperatur in der Größenordnung von 105 K liegt. Der zweite Dampfstrom wird bei dieser Temperatur aus dem Hauptwärmetauscher abgezogen und unter Leistung äußerer Arbeit in einer zweiten Entspannungsturbine 76 entspannt. Ein Dampfstrom tritt aus der Turbine 76 bei im wesentlichen dem Betriebsdruck der Niederdruck-Rektifikationssäule 18 und ungefähr bei ihrem Taupunkt aus. Dieser Dampfstrom gelangt durch einen Einlaß 78, der sich in der Regel auf der gleichen Höhe wie der Einlaß 72 und 74 befindet, aber gegebenenfalls einige theoretische Böden höher liegen kann, in die Niederdruck-Rektifikationssäule 18.
  • Da die Entspannungsturbine 76 in die Niederdruck-Rektifikationssäule 18 abbläst, bläst die Entspannungsturbine 38 nicht in diese Säule, sondern stattdessen in die Hochdruck-Rektifikationssäule ab. Dieser Faktor dient ebenfalls zur Vergrößerung der in der Hochdruck- Rektifikationssäule abgetrennten Stickstoffmenge und somit der produzierten Rücklaufmenge.
  • Die zweite Entspannungsturbine 76 und der Tieftemperaturverdichter 120 teilen sich eine gemeinsame Antriebswelle 122. Vorzugsweise ist auf der Welle 122 außerdem eine separate Vorrichtung 124 montiert, welche die Form einer wärmeableitenden Bremse oder eines Stromgenerators annehmen kann. Es kann daher dafür gesorgt werden, daß die durch die zweite Entspannungsturbine 76 erzeugte Arbeit größer oder kleiner als die zum Antrieb des Tieftemperaturverdichters 120 benötigte Arbeit ist.
  • Der Verdampfer-Kondensator 60 ist nicht die einzige Quelle für Sauerstoff/Stickstoff/Argon-Gemisch zur Zerlegung in der Niederdruck-Rektifikationssäule 18. Ein flüssiger Strom, der in der Regel im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung wie Luft hat, wird über einen Auslaß 80 aus einem Stoffaustauschzwischenbereich der Hochdruck-Rektifikationssäule 16 abgezogen und strömt durch den Wärmetauscher 52, wodurch er unterkühlt wird. Dieser unterkühlte flüssige Luftstrom durchströmt ein Drosselventil 82 und wird über einen Einlaß 84, der sich in der Regel oberhalb der Höhe des Einlasses 72 und 74 befindet, einem ausgewählten Stoffaustauschzwischenbereich der Niederdruck-Rektifikationssäule 18 zugeführt. Dieser flüssige Strom verbessert das Rücklaufverhältnis in dem unmittelbar unter der Höhe des Einlasses 84 liegenden Bereich der Niederdruck-Rektifikationssäule 18. Die Luft wird in der Niederdruck-Rektifikationssäule 18 in eine im Sumpf anfallende flüssige Sauerstofffraktion und eine am Kopf anfallende dampfförmige Stickstofffraktion zerlegt. Die im Sumpf anfallende flüssige Sauerstofffraktion wird im Kondensator-Verdampfer 20 durch indirekten Wärmeaustausch mit dem darin kondensierenden Stickstoff teilweise verdampft. Dadurch wird ein durch die Säule 18 nach oben strömender Dampfstrom erzeugt. Durch Abziehen eines Stroms des Stickstoffkopfdampfs aus der Niederdruck-Rektifikationssäule 18 über einen Auslaß 86 wird ein gasförmiges Stickstoffprodukt gebildet. Dieser Stickstoffstrom durchströmt den Wärmetauscher 52 im Gegenstrom zu den darin unterkühlten Strömen und wird dadurch angewärmt. Durch Hindurchgehen durch den Hauptwärmetauscher 8 von seinem kalten Ende 12 zu seinem warmen Ende 10 wird der Stickstoffstrom weiter angewärmt. Aus dem Sumpf der Niederdruck-Rektifikationssäule 18 wird über einen Auslaß 88 ein Flüssigsauerstoffstrom abgezogen. Der Strom wird geteilt. Ein Teil strömt über die Leitung 90 zu einer (nicht gezeigten) Flüssigsauerstoff-Speichereinrichtung. Der Rest des Flüssigsauerstoffstroms wird durch eine Pumpe 92 auf einen gewählten erhöhten Druck gebracht und durchströmt den Hauptwärmetauscher 8 von seinem kalten Ende 12 zu seinem warmen Ende 10. Dadurch wird ein unter verhältnismäßig hohem Druck stehendes gasförmiges Sauerstoffprodukt gebildet. Gegebenenfalls kann, wie in der Zeichnung gezeigt, ein zusätzliches Hochdruck-Sauerstoffprodukt unter noch höherem Druck gebildet werden, indem ein Teil des auf Druck gebrachten Flüssigsauerstoffstroms stromaufwärts des kalten Endes 12 des Hauptwärmetauschers abgezogen und in einer weiteren Pumpe 94 auf einen noch höheren Druck gebracht wird. Der auf noch höheren Druck gebrachte Flüssigsauerstoffstrom durchströmt den Hauptwärmetauscher 8 von seinem kalten Ende 12 zu seinem warmen Ende 10 und wird am warmen Ende 10 als Hochdruck-Sauerstoffgasprodukt entnommen.
  • Zur Herstellung eines Argonprodukts wird ein mit Argon angereicherter Sauerstoffstrom aus einem ausgewählten Bereich der Niederdruck-Rektifikationssäule 18, an dem die Argonkonzentration im Bereich von 5 bis 15 Vol.-% liegt, entnommen und über Leitung 96 dem Sumpf der Seitenrektifikationssäule 70 zugeführt. Dort wird ein Argonprodukt mit mindestens 90 Molprozent Argon abgetrennt. Das Argonprodukt enthält vorzugsweise mindestens 97 Vol.-% Argon und besonders bevorzugt weniger als 10 Volumenteile pro Million Sauerstoff und andere Verunreinigungen. Zur Erzielung eines derart hohen Reinheitsniveaus enthält die Seitenrektifikationssäule 70 in der Regel ungefähr 200 theoretische Trennstufen, die zwar in der Zeichnung nicht gezeigt sind, aber vorzugsweise auf dem Fachmann bekannte Art und Weise in zwei separaten Behältern untergebracht sind.
  • In der Regel strömt der Argondampf vom Kopf der Seitenrektifikationssäule 70 in den Kondensator 68 und wird darin kondensiert. Ein Teil des erhaltenen Kondensats wird als Rücklauf in die Säule 70 zurückgeführt, und der Rest wird über Leitung 102 als Produkt entnommen. Gegebenenfalls kann dieses Flüssigargonprodukt nach einem beliebigen an sich bekannten Verfahren weiter gereinigt werden, beispielsweise durch weitere Rektifikation zum Abstrippen der Stickstoffverunreinigung. Bei einer alternativen Anordnung, die in der Zeichnung nicht gezeigt ist, kann ein Teil des Argondampfs als Produkt entnommen und das gesamte kondensierte Argon als Rücklauf in die Seitenrektifikationssäule 70 zurückgeführt werden. Bei noch einer weiteren Anordnung, die ebenfalls in der Zeichnung nicht gezeigt ist, kann man sowohl gasförmiges als auch kondensiertes Argonprodukt entnehmen.
  • Vom Sumpf der Seitenrektifikationssäule 70 wird über eine Leitung 98 ein Argon enthaltender Flüssigsauerstoffstrom in den Bereich der Niederdruck-Rektifikationssäule 18 zurückgeführt, aus dem der mit Argon angereicherte Sauerstoffstrom abgezogen wird. Des weiteren wird aus einem Stoffaustauschzwischenbereich der Seitenrektifikationssäule über Leitung 99 ein Dampfstrom abgezogen, zur Bereitstellung der zum Anwärmen des Wärmeaustauschblocks 64 notwendigen Wärme zur teilweisen Verdampfung des mit Sauerstoff angereicherten Flüssigluftstroms, der dem Verdampfer-Kondensator zugeführt wird, verwendet und über eine Leitung 101 in denselben Bereich der Seitenrektifikationssäule 70 zurückgeführt, aus dem der Dampfstrom abgezogen wird.
  • Gegebenenfalls kann die in der Zeichnung gezeigte Anlage auch ein Flüssigkstickstoffprodukt liefern. Hierzu kann man einen Teil des unterkühlten Flüssigstickstoffstroms nicht dem Drosselventil 54 zuführen, sondern durch ein weiteres Drosselventil 104 in einen Flüssigstickstoff-Speicherbehälter 106 mit einem Bodenauslaß 108 leiten.
  • Gegebenenfalls kann die in der Zeichnung gezeigte Anlage auch ein unter verhältnismäßig hohem Druck stehendes Stickstoffgasprodukt liefern. Hierzu strömt ein Teil des in der Hochdruck-Rektifikationssäule 16 abgetrennten Stickstoffdampfs über eine Leitung 110 zum Hauptwärmetauscher 8 und wird darin durch Hindurchgehen von seinem kalten Ende 12 zu seinem warmen Ende 10 angewärmt.
  • In einem typischen Beispiel für den Betrieb der in der Zeichnung gezeigten Anlage hat der Hauptverdichter 2 einen Auslaßdruck von ungefähr 5,8 bar, die Booster-Verdichter-Stufe 26 einen Auslaßdruck von 12 bar, die Booster-Verdichter-Stufe 28 einen Auslaßdruck von 32 bar und die Booster-Verdichter-Stufe 30 einen Auslaßdruck von 80 bar. In diesem Beispiel kann der Booster-Verdichter 34 einen Auslaßdruck von 16 bar haben. Die Hochdruck-Rektifikationssäule 16 wird bei einem Druck von 5,5 bar im Sumpf betrieben, sowohl die Niederdruck-Rektifikationssäule 18 als auch die Seitenrektifikationssäule 70 haben einen Sumpfdruck von ungefähr 1,4 bar, und der Verdampfer-Kondensator 60 wird bei einem Druck von etwa 2,6 bar betrieben. Sauerstoffgasprodukte werden bei Drücken von 13 und 60 bar produziert, und Flüssigargon- und Stickstoff gasprodukte werden ebenfalls produziert. Die Produktion von Flüssigargonprodukt beläuft sich auf 4,3 Molprozent der Gesamtproduktion von Sauerstoffprodukt, und die Produktion von Druckstickstoffprodukt über Leitung 110 beträgt 71 Molprozent der Gesamtproduktion von Sauerstoffprodukt. Die Argonrückgewinnung beläuft sich auf ungefähr 96%. Die Dampfbeladung der Hochdruck-Rektifikationssäule war gegenüber einem ähnlichen System ohne den Kaltverdichter 120 um 20% erhöht.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Zerlegung von Luft in einer Doppelrektifikationssäule mit einer Hochdruck-Rektifikationssäule, einer Niederdruck-Rektifikationssäule und einem Kondensator-Verdampfer, der die Hochdruck-Rektifikationssäule mit der Niederdruck-Rektifikationssäule in Wärmeaustauschbeziehung bringt, bei dem man der Doppelrektifikationssäule mindestens einen Luftstrom zuführt, einen Strom von auf Druck gebrachter, Sauerstoff und Stickstoff enthaltender Flüssigkeit einer Druckminderung unterwirft und teilweise oder vollständig verdampft und aus der Niederdruck-Rektifikationssäule ein Sauerstoffprodukt abzieht, wobei man den Strom von auf Druck gebrachter, Sauerstoff und Stickstoff enthaltender Flüssigkeit der Hochdruck-Rektifikationssäule entnimmt und/oder es sich dabei um einen Strom von Luft, der in indirektem Wärmeaustausch mit einem oder mehreren, der Doppelrektifikationssäule entnommenen Flüssigkeitsströmen verflüssigt oder kondensiert wird, handelt, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Strom des bei der teilweisen oder vollständigen Verdampfung erhaltenen Dampfs bei kryogener Temperatur verdichtet und der Hochdruck-Rektifikationssäule zuführt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem man einen anderen Strom des erhaltenen verdichteten Dampfs in einer. Turbine entspannt und der Niederdruck-Rektifikationssäule zuführt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , bei dem man die teilweise oder vollständige Verdampfung des Stroms von auf Druck gebrachter Flüssigkeit bei einem Druck von mehr als 2 bar in einem Verdampfer- Kondensator durchführt, welcher von jeglichem Kondensator, in dem argonreicher Dampf mit mindestens 90 Molprozent Argon kondensiert wird, getrennt ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem man ein Argonprodukt herstellt, indem man aus einem Stoffaustauschzwischenbereich der Niederdruck-Rektifikationssäule einen dampfförmigen argonhaltigen Sauerstoffstrom abzieht und in einer Seitensäule zerlegt und die teilweise oder vollständige Verdampfung durch indirekten Wärmeaustausch des Stroms von auf Druck gebrachter Flüssigkeit mit einem oder mehreren der folgenden Ströme durchführt: a) einem aus demselben Bereich der Niederdruck-Rektifikationssäule wie der argonhaltige Sauerstoffdampfstrom abgezogenen Dampfstrom; b) einem aus einem oberhalb des Bereichs, aus dem der argonhaltige Sauerstoffdampfstrom zur Zerlegung in der Seitensäule abgezogen wird, aber unterhalb des Bereichs, in dem der Niederdruck-Rektifikationssäule mit Sauerstoff angereicherter Dampf zur Zerlegung zugeführt wird, liegenden Bereich der Niederdruck-Rektifikationssäule abgezogenen Strom von mit Sauerstoff angereichertem Dampf und c) einem aus der Seitenrektifikationssäule abgezogenen Dampfstrom.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Dampfstrom, der mit dem Strom von auf Druck gebrachter Flüssigkeit Wärme austauscht, dadurch kondensiert und ein Strom des erhaltenen Kondensats in den Bereich, aus dem der Dampf stromaufwärts der Kondensation entnommen wird, zurückgeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem man den Strom von auf Druck gebrachter Flüssigkeit teilweise verdampft, einen Strom von restlicher auf Druck gebrachter Flüssigkeit durch Durchgang durch ein Ventil einer Druckminderung unterwirft und in indirektem Wärmeaustausch mit in der Seitenrektifikationssäule abgetrenntem kondensierendem Argon verdampft und den erhaltenen Dampf einem ausgewählten Bereich der Niederdruck-Rektifikationssäule zuführt, der oberhalb des Bereichs liegt, aus dem der argonhaltige Sauerstoffdampfstrom zur Zerlegung in der Seitenrektifikationssäule entnommen wird.
  7. Vorrichtung zur Zerlegung von Luft, enthaltend eine Doppelrektifikationssäule (22) mit einer Hochdruck-Rektifikationssäule (16), einer Niederdruck-Rektifikationssäule (18) und einem Kondensator-Verdampfer (20), der die Hochdruck-Rektifikationssäule (16) mit der Niederdruck-Rektifikationssäule (18) in indirekte Wärmeaustauschbeziehung bringt; mindestens einen Einlaß (14) in die Doppelrektifikationssäule für mindestens einen zu zerlegenden Luftstrom; einen Verdampfer-Kondensator (60) mit Verdampfungspassagen, die über eine Druckminderungseinrichtung (58) mit einer Quelle (56) von auf Druck gebrachter, Sauerstoff und Stickstoff enthaltender, teilweise oder vollständig zu verdampfender Flüssigkeit in Verbindung stehen, wobei es sich bei dieser Quelle entweder um die Hochdruck-Rektifikationssäule (16) und/oder einen Strom von Luft, der in indirektem Wärmeaustausch mit einem oder mehreren, der Doppelrektifikationssäule (22) im Betrieb entnommenen Flüssigkeitsströmen verflüssigt oder kondensiert wird, handelt; und einen Auslaß (90) für Sauerstoffprodukt aus der Niederdruck-Rektifikationssäule (18), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner einen Tieftemperaturverdichter (120) mit einem mit einem Auslaß für verdampfte auf Druck gebrachte Flüssigkeit aus dem Verdampfer-Kondensator (60) in Verbindung stehenden Einlaß und einem mit der Hochdruck-Rektifikationssäule (16) in Verbindung stehenden Auslaß umfaßt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, ferner enthaltend eine Entspannungsturbine (76) mit einem mit einem Auslaß für verdampfte auf Druck gebrachte Flüssigkeit aus dem Verdampfer-Kondensator (60) in Verbindung stehenden Einlaß und einem mit der Niederdruck-Rektifikationssäule (18) in Verbindung stehenden Auslaß.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der Tieftemperaturverdichter (120) und die Entspannungsturbine (76) auf derselben Welle (122) montiert sind.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei der die Entspannungsturbine an eine Wärmeableiteinrichtung oder einen Motor oder einen Stromgenerator gekoppelt ist.
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