DE837388C - Process for separating air - Google Patents

Process for separating air

Info

Publication number
DE837388C
DE837388C DEB10731A DEB0010731A DE837388C DE 837388 C DE837388 C DE 837388C DE B10731 A DEB10731 A DE B10731A DE B0010731 A DEB0010731 A DE B0010731A DE 837388 C DE837388 C DE 837388C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fraction
column
air
nitrogen
compressed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEB10731A
Other languages
German (de)
Inventor
Paul Maurice Schuftan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BOC Group Ltd
Original Assignee
British Oxigen Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by British Oxigen Ltd filed Critical British Oxigen Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE837388C publication Critical patent/DE837388C/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/044—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a single pressure main column system only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/0429—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of feed air, e.g. used as waste or product air or expanded into an auxiliary column
    • F25J3/04296—Claude expansion, i.e. expanded into the main or high pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/0429—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of feed air, e.g. used as waste or product air or expanded into an auxiliary column
    • F25J3/04303—Lachmann expansion, i.e. expanded into oxygen producing or low pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/04309—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04333—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using quasi-closed loop internal vapor compression refrigeration cycles, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/04351—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using quasi-closed loop internal vapor compression refrigeration cycles, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04375—Details relating to the work expansion, e.g. process parameter etc.
    • F25J3/04393—Details relating to the work expansion, e.g. process parameter etc. using multiple or multistage gas work expansion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04624—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using integrated mass and heat exchange, so-called non-adiabatic rectification, e.g. dephlegmator, reflux exchanger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/04—Processes or apparatus using separation by rectification in a dual pressure main column system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/76—Refluxing the column with condensed overhead gas being cycled in a quasi-closed loop refrigeration cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/80—Processes or apparatus using separation by rectification using integrated mass and heat exchange, i.e. non-adiabatic rectification in a reflux exchanger or dephlegmator
    • 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
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/02—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum
    • 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
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/24—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using regenerators, cold accumulators or reversible heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/42—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/60—Expansion by ejector or injector, e.g. "Gasstrahlpumpe", "venturi mixing", "jet pumps"
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/42—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2250/00—Details related to the use of reboiler-condensers
    • F25J2250/20—Boiler-condenser with multiple exchanger cores in parallel or with multiple re-boiling or condensing streams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/12—Particular process parameters like pressure, temperature, ratios

Landscapes

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

Description

Vorliegende Erfindung betrifft die Trennung von Luft. Es ist bekannt, daß die Lufttrennunig in einer einfachen Kolonne ausgeführt werden kann; in der Kolonnenbasis wird die komprimierte Luft durch indirekten Wärmeaustausch verflüssigt, die so erzeugte flüssige Luft wird durch ein Ventil expandiert und dem Kopf der Kolonne als Waschflüssigkeit zugeführt. Im Gleichgewicht mit der flüssigen Luft enthält der Dampf ungefähr 6,5% Sauerstoff, es ist also der Sauerstoff der einzige Bestandteil der Luft, welcher in einer einigermaßen reinen Form durch Rektifikation in einer einzelnen Kolonne extrahiert werden kann. Ein wesentlicher Teil des Sauerstoffes verläßt die Kolonne gemeinsam mit dem Stickstoff im oberen Teil derselben, wodurch die Ausbeute so erheblich verschlechtert wird, daß selten mehr eine einzelne Kolonne zur wirtschaftliehen Herstellung von Sauerstoff gebraucht wird.The present invention relates to the separation of air. It is known that the Lufttrennunig in a simple column can be run; in the column base the compressed air is passed through Indirect heat exchange liquefies, the liquid air generated in this way is expanded through a valve and fed to the top of the column as washing liquid. In equilibrium with the liquid In air, the vapor contains around 6.5% oxygen, so oxygen is the only component the air, which is in a reasonably pure form by rectification in a single column can be extracted. A substantial part of the oxygen leaves the column together with the nitrogen in the upper part of the same, as a result of which the yield deteriorates so considerably becomes that a single column is rarely needed for the economical production of oxygen will.

Diese Schwierigkeiten werden durch die Verwendung der bekannten Zweisäulenapparatur behoben. In dieser Vorrichtung wird aus der unteren Kolonne ziemlich reiner Stickstoff abgezogen, in welcher die Luft unter einem Druck von ungefähr 5 Atm. teilweise rektifiziert worden ist, der Rest «5 der Luft wird aus der Basis der unteren Kolonne in Form einer Flüssigkeit mit annähernd 30 bis 40% Sauerstoff abgezogen. Diese Flüssigkeiten werden zur vollständigen Rektifikation der oberen Kolonne zugeführt und liefern in der Hauptsache reinen Sauerstoff und reinen Stickstoff. Die Doppelkolonne weist jedoch mehrere Nachteile auf.These difficulties are overcome by using the known two-column apparatus. In this device, fairly pure nitrogen is withdrawn from the lower column, in which the air under a pressure of about 5 atm. has been partially rectified, the rest «5 the air is from the base of the lower column in the form of a liquid of approximately 30 to 40% oxygen withdrawn. These fluids are used to fully rectify the upper Column supplied and deliver mainly pure oxygen and pure nitrogen. the However, the double column has several disadvantages.

Die Kolonne ist von beträchtlicher Höhe und muß daher in einem hohen Gebäude untergebracht werden, außerdem sind große Verluste durch Strahlung und Konvektion auf Grund der großen Höhe typisch. Ein weiterer Nachteil ist der, daß bei der hauptsächlichen Herstellung von reinem Sauerstoff mindestens 8o°/o der Luft auf einen Druck von wenigstens 5,5 Atm. (abs.) komprimiert werden müssen, des weiteren ist der Anfall an Waschflüssigkeit !«grenzt und reicht besonders im Fall der Herstellung von flüssigem Sauerstoff kaum aus, Stickstoff in der erforderlichen Menge und Reinheit in der unteren Kolonne zu gewinnen. Wird außerdem eine an einem oder mehreren Edelgasen angereicherte Fraktion gewonnen, so ist die Reinheit des einen oder des anderen Hauptproduktes erheblich in Mitleidenschaft gezogen.The column is of considerable height and must therefore be housed in a tall building, in addition, there are great losses through radiation and convection due to the great height typical. Another disadvantage is that in the main production of pure oxygen at least 80 per cent of the air to a pressure of at least 5.5 atm. (abs.) can be compressed must, furthermore, the accumulation of washing liquid! «borders and is especially sufficient in the case The production of liquid oxygen is hardly sufficient, nitrogen in the required quantity and purity to win in the lower column. Is also an enriched in one or more noble gases Fraction won, the purity of one or the other main product is considerable affected.

Die Einführung der alternierenden Wärmeaustauscher war ein wichtiger Fortschritt in der Technik der Gastrennung, besonders für die Herstellung im großen, indem nun sowohl periodisch umgeschaltete Regeneratoren, d. h. Kältespeicher, im Umschaltwechselbetrieb als auch reversible Wärmeaustauscher zum Kühlen der komprimierten Gasgemische verwendet werden. Das Kühlen in solch alternierenden Wärmeaustauschern besitzt den wichtigen Vorteil, daß eine Vorreinigung des Gasgemisches unnötig wird, litt jedoch bis heute an dem Nachteil, daß l>eide der separierten Gasströme wieder von dem Gasgemisch verunreinigt werden, welches zur Zeit der Umschaltung darin vorliegt. Im Fall der Lufttrennung wurde nun, um eine Verunreinigung der Sauerstofffraktion zu vermeiden, vorgeschlagen, ein einzelnes Paar Regeneratoren in Verbindung mit einer einzigen Kolonne zu verwenden und nur die Stickstofffraktion durch die Regeneratoren zurückzuführen; während die Kälte der abgetrennten Sauerstofffraktion dadurch wieder gewonnen wird, daß man die Fraktion durch einen Röhrenaustauscher im Gegenstrom zur komprimierten Luft leitet, bevor diese in die Kolonnenbasis eingeführt wird.The introduction of the alternating heat exchanger was an important advance in the Technique of gas separation, especially for the production on a large scale, by now both periodically switched regenerators, d. H. Cold storage, in changeover mode as well as reversible Heat exchangers can be used to cool the compressed gas mixtures. The cooling in such alternating heat exchangers has the important advantage that a pre-cleaning of the Gas mixture becomes unnecessary, however, until now has suffered from the disadvantage that one of the separated gas flows be contaminated again by the gas mixture that was in it at the time of switching is present. In the case of air separation, in order to avoid contamination of the oxygen fraction, proposed a single pair of regenerators in conjunction with a single one To use column and recycle only the nitrogen fraction through the regenerators; while the cold of the separated oxygen fraction is recovered by the fraction passes through a tube exchanger in countercurrent to the compressed air before this is introduced into the column base.

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zur Trennung der Luftl>estandteile in eine Stickstoff- und in eine Sauerstofffraktion1, das folgende Arbeitsgänge umfaßt: Komprimieren der Luft, Kühlen der Luft in alternierenden Wärmeaustauschern, weitere Kühlung der komprimierte» Luft bis zum Taupunkt unter BiI-dung eines gesättigten Dampfes. Überleiten eines solchen Dampfes in die einzige Rektifizierkolonne, wobei die Stickstofffraktion1, wie sie entweder in der Kolonne oder bei der Taubildung separiert worden ist, wenigstens teilweise zur Beheizung der Trennsäule und als Waschflüssigkeit verwendet wird. In den Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens (Fig. 1, 4 und 5) wird die Taubildung der komprimierten, gekühlten Luft beim Verlassen der alternierenden Wärmeaustauscher durch adiabatische, arl>eitsleistende Ex- ; pansion bewirkt. jThe present invention is a process for separating the air components into a nitrogen and an oxygen fraction 1 , which comprises the following operations: compressing the air, cooling the air in alternating heat exchangers, further cooling the compressed air up to Dew point with formation of a saturated vapor. Passing such a vapor into the single rectification column, the nitrogen fraction 1 , as it has been separated either in the column or during dew formation, being used at least partially for heating the separation column and as washing liquid. In the exemplary embodiments of the method according to the invention (FIGS. 1, 4 and 5), the dew formation of the compressed, cooled air when it leaves the alternating heat exchanger is controlled by adiabatic, arl> eitsleistende Ex-; pansion causes. j

In anderer Weise wird die komprimierte, gekühlte Luft t>eim Verlassen der alternierenden Wärmeaustauscher in dem sog. Anreicherer (Fig. 2, 3, 4 und 6) teilverflüssigt. Eine adiabatische, arbeitsleistende Expansion kann dabei im Anschluß an die Taubildtmg erfolgen.In another way, the compressed, cooled air is t> e when leaving the alternating Heat exchanger in the so-called. Enricher (Fig. 2, 3, 4 and 6) partially liquefied. An adiabatic, Labor expansion can take place after the dew formation.

Der hier gebrachte Ausdruck größerer Teil bedeutet zum wenigsten 50% und soll vor allem auf den Fall angewendet sein, bei welchem der ganze Sauerstoff als Dampf der Kolonne zugeführt wird. Der Anreicherer ist eine Vorrichtung zur partiellen Kondensation der Luft, indem das im Anreicherer primär gebildete Kondensat durch indirekte Wärmeüberführung verdampft wird. Das Kondensat wird bei einem niedrigeren Druck als dem Druck der kondensierenden Luft verdampft. In dieser Vorrichtung ist die Luft gezwungen, dieselbe aufwärts, im direkten Kontakt und im Gegenstrom mit dem gebildeten Kondensat und in indirektem Kontakt und Gegenstrom zu dem verdampfenden, abgeführten Kondensat zu durchströmen. Das verdampfende, partielle Kondensat fließt in gleichem Strom mit seinem Dampf.The expression larger part used here means at least 50% and should above all be based on the case in which all of the oxygen is fed to the column as vapor. The enricher is a device for the partial condensation of air by adding that in the enricher primarily formed condensate is evaporated by indirect heat transfer. The condensate is at a lower pressure than evaporates under the pressure of the condensing air. In this device the air is forced to be the same upwards, in direct contact and in countercurrent with the condensate formed and in to flow through indirect contact and countercurrent to the evaporating, discharged condensate. The evaporating, partial condensate flows in the same stream with its steam.

Die dem Anreicherer zugeführt Luft steht unter einem solchen Druck, daß der daraus sich abtrennende Stickstoff, während er als Wärmegeber in der Kolonnenbasis dient, durch Wärmeaustausch mit der Sauerstofffraktion in derselben kondensiert wird.The air supplied to the enricher is under such a pressure that the air separating from it Nitrogen, while it serves as a heat source in the column base, through heat exchange is condensed with the oxygen fraction in the same.

Andererseits kann auch der Druck, der aus dem Anreicherer abgezogenen Stickstofffräktion so hoch gesteigert werden, daß die Stickstofffraktion in der Kolonnenbasis durch indirekte Wärmeüberführung an die darin befindliche Sauerstofffraktion kondensiert wird.On the other hand, the pressure of the nitrogen fraction withdrawn from the enrichment system can be so high be increased that the nitrogen fraction in the column base by indirect heat transfer is condensed on the oxygen fraction contained therein.

Der als Waschflüssigkeit in der Trennsäule gebrauchte Teil der Stickstofffraktion kann entweder als Ganzes aus der separierten Stickstofffraktion abgezweigt werden, wenn die Temperatur der .100 Fraktion niedrig genug ist, schon bevor die Fraktion in die alternierenden Wärmeaustauscher zurückgeführt wird, oder nachdem die Fraktion die Austauscher passiert hat und auf etwa Lufttemperatur gebracht worden ist; oder es wird nur ein Teil vor den Austauschern aus der Fraktion abgezweigt und der Rest aus der Fraktion, die die Austauscher passiert hat. Im warmen Zustand kann das Gas durch einen geeigneten Ein- oder Mehrstufenkompressor verdichtet werden, im kalten Zustand durch ein Rotationsgebläse, wie z. B. Turbogebläse oder Axialverdichter, welche imstande sind, mit Gasen in der Nähe der Verflüssigungstemperatur der niedrigst siedenden Fraktion zu arbeiten. Ist ein warmer Gasstrom vorhanden, dann kann das kalte Gas auch durch eine Gasstrahlpumpe verdichtet werden; die Gasstrahlpumpe arbeitet in diesem Falle bei Temperaturen in der Nachbarschaft des Verflüssigungspumktes der niedriger siedenden Fraktion und wird von dem wärmeren Gas betrieben. Das warme Gas wird zu diesem Zweck entweder als Teil der Stickstofffraktion, wie sie aus dem alternierenden Wärmeausstauscher mit nahezu Lufttemperatur austritt, abgezweigt oder hierfür ein Teil der separierten kalten Stickstofffraktion verwendet undThe part of the nitrogen fraction used as washing liquid in the separation column can either be diverted as a whole from the separated nitrogen fraction if the temperature of the .100 Fraction is low enough even before the fraction enters the alternating heat exchanger is returned, or after the fraction has passed the exchanger and to about air temperature has been brought; or only part of it is diverted from the fraction in front of the exchangers and the rest from the fraction that has passed the exchanger. When warm the gas can be compressed by a suitable single or multi-stage compressor, in the cold Condition by a rotary fan, such as. B. turbo blower or axial compressor, which is capable are, with gases close to the liquefaction temperature of the lowest boiling point Group to work. If there is a warm gas flow, the cold gas can also pass through a gas jet pump can be compressed; the gas jet pump works in this case at temperatures in the vicinity of the liquefaction pump of the lower boiling fraction and becomes operated by the warmer gas. The warm gas is used for this purpose either as part of the Nitrogen fraction as it emerges from the alternating heat exchanger with almost air temperature, branched off or a part of the separated cold nitrogen fraction is used for this purpose and

durch einen eigens für diesen Zweck vorgesehenen Erhitzer vorgewärmt.preheated by a heater specially designed for this purpose.

Soweit die Stickstofffraktion, welche als Waschflüssigkeit bestimmt ist, wenigstens teilweise aus der Stickstofffraktion abgezweigt worden ist, welche den alternierenden Wärmeaustauscher verläßt, der noch niedergeschlagene Kondensate aus dem vorhergehenden Zyklus enthält, wurde gefunden, daß auf Grund der unterschiedlichenAs far as the nitrogen fraction, which is intended as washing liquid, at least partially the nitrogen fraction has been diverted from the alternating heat exchanger, which still contains precipitated condensates from the previous cycle was found that due to the different

ίο Volumina der zugeführten, komprimierten Luft und der dorthin zurückkehrenden Stickstofffraktion im großen ganzen alle Kondensate in den alternierenden Wärmeaustauschern durch die Stickstofffraktion wieder vollständig vor dem Ende der Periode verdampft werden. Die Stickstofffraktion, welche den Austauscher zum Ende der Periode verläßt, wird demzufolge in der Hauptsache von wiederverdampften Kondensaten frei sein, was vorteilhaft dazu benutzt werden kann, diesen relativ reinen Endlauf der Stickstofffraktion als Waschflüssigkeit zu verwenden. Dieser Endlauf wird vorteilhafterweise in einem kontinuierlichen Austauscher gekühlt, ohne daß eine frühzeitige Blockierung durch Ansammlung von wiederverdampften Kondensaten von relativ hohem Gefrierpunkt riskiert werden muß.ίο volumes of the supplied, compressed air and of the nitrogen fraction returning there, on the whole, all condensates in the alternating ones Heat exchangers through the nitrogen fraction again completely before the end of the Period to be evaporated. The nitrogen fraction which the exchanger at the end of the Period leaves, is consequently mainly free of re-evaporated condensates be, which can be used to advantage, this relatively pure end of the nitrogen fraction to be used as washing liquid. This end run is advantageously in a continuous Exchanger cooled without premature blockage due to the accumulation of re-evaporated condensates of a relatively high level Freezing point must be risked.

Es ist in keinem Fall notwendig, die Luft über 6 Atm. (abs.) zu komprimieren, ausgenommen in den Fällen, welche später noch besprochen werden.In no case it is necessary to keep the air above 6 atm. (abs.), except in the cases that will be discussed later.

Ein so hoher Druck der Luft wird nur in dem Fall gebraucht, in welchem der Stickstoff aus dem Anreie'hercr direkt der Kolonnenbasis zugeleitet wird. In den anderen Fällen wird die Luft nur auf einen Druck von etwa 2,6 Atm. (abs.) komprimiert. Es ist jedoch notwendig, genügend Kälte zu erzeugen, um Verluste an die Umgebung und die unvermeidlichen Wärmeaustauschverluste auszugleichen.Such a high pressure of the air is only needed in the event that the nitrogen is released from the accumulator is fed directly to the column base. In the other cases the air is only on one Pressure of about 2.6 atm. (abs.) compressed. However, it is necessary to generate enough cold, to compensate for losses to the environment and the inevitable heat exchange losses.

Kälte kann erzeugt werden, indem z. B. zusätzliche Luft etwas höher als 6 Atm. (abs.) komprimiert wird, wobei die komprimierte Luft, von der Kompressionswärme l>efreit, entweder adiabatisch oder isenthalpisch oder auf beide Arten expandiert wird. Der Druck der Luft ist dabei so gehalten, daß die expandierte Luft nach dem bescliriebenen Verfahren sofort weiterbehandelt werden kann. Ist die Luft z. B. auf etwa Atmosphärendruck entspannt worden, so kann sie direkt der KolciniK' zugeführt werden, ist sie auf einen dazwischenliegenden Druck entspannt worden, der alier 6 Atm. (abs.) nicht ül>erschreitet, so kann sie dabei entweder direkt in den Anreicherer geleitet werden oder das wärtnege1>ende Medium in der Kolonne ergänzen.Cold can be generated by e.g. B. additional air slightly higher than 6 atm. (abs.) compressed is, whereby the compressed air, freed from the heat of compression, is either adiabatic or isenthalpically, or both ways. The pressure of the air is like this kept that the expanded air after the descliriert Process can be processed further immediately. Is the air z. B. to about atmospheric pressure has been relaxed, so it can be fed directly to the KolciniK ', it is on one intermediate pressure has been relaxed, the alier 6 atm. (abs.) does not step, so she can can either be fed directly into the concentrator or the remaining medium in the Complete column.

Bei einem anderen Verfahren zur Kältegewinnung wird der Stickstoff, welcher als Waschflüssigkeit verwendet werden soll, auf einen größeren Druck als 6 Atm. (abs.) komprimiert und, nachdem die Kompressionswärme abgeführt worden ist, entweder adiabatisch oder isenthalpisch oder auf beide Arten auf einen Enddruck von 6 Atm. (abs.) entspannt.Another method for obtaining cold is nitrogen, which is used as a washing liquid should be used to a pressure greater than 6 atm. (abs.) compressed and, after the heat of compression has been removed, either adiabatically or isenthalpically or both to a final pressure of 6 atm. (abs.) relaxed.

Auf andere Weise kann Kälte erzeugt werden, indem ein Teil der Luft auf einen Druck, welcher 6 Atm. (abs.) nicht überschreitet, komprimiert wird und die komprimierte Luft anschließend in einem Paar alternierender Wärmeaustauscher gekühlt, die gekühlte Luft in den Anreicherer geleitet und die den Anreicherer verlassende Sauerstofffraktion, bevor sie der Kolonne zugeleitet wird, adiabatisch entspannt wird.In another way, cold can be generated by applying some of the air to a pressure which 6 atm. (abs.) does not exceed, is compressed and the compressed air is then in a pair of alternating heat exchangers that direct the cooled air into the enricher and the oxygen fraction leaving the enrichment before it is fed to the column, is relaxed adiabatically.

Der Rest der Luft wird nur auf 2,6 Atm. (abs.) komprimiert, in einem anderen Paar alternierender Wärmeaustauscher gekühlt, und bevor er in die Kolonne geleitet wird, adiabatisch entspannt.The rest of the air is only at 2.6 Atm. (abs.) compressed, alternating in another pair Heat exchanger cooled, and before it is passed into the column, adiabatically expanded.

Der hier gebrauchte Ausdruck adiabatische Expansion versteht sieht als Expansion mit Gewinnung äußerer Arbeit und Temperaturerniedrigung und schließt also eine Zunahme der En-J tropie ein, wie sie aus der bekannten" Unvollkommen'heit derartiger Maschinen unvermeidlich ist.The expression adiabatic expansion used here sees as expansion with acquisition external work and lowering of temperature and thus includes an increase in En-J tropie, as it is inevitable from the well-known "imperfection" of such machines is.

Es wird weiter betont, daß mit dem Ausdruck alternierende Wärmeaustauscher sowohl Regeneratoren wie reversible Wärmeaustauscher gemeint sind.It is further emphasized that by the term alternate heat exchangers both regenerators how reversible heat exchangers are meant.

Die Erfindung wird nun im weiteren Detail in bezug auf die Fig. 1 bis 6 der Zeichnungen, welche schematisch sechs Ausführungsarten der Erfindung darstellen, beschrieben. Gleiche Teile in den Figuren tragen die gleichen Nummern.The invention will now be described in further detail with reference to Figures 1 to 6 of the drawings, which schematically represent six embodiments of the invention, described. Same parts in the Figures have the same numbers.

Allen Beschreibungen gemeinsam ist die Komprimierung der Luft, ihre Kühlung in alternierenden Wärmeaustauschern, ihre weitere Kühlung bis zur Umwandlung in gesättigtem Dampf, welcher dal>ei den größeren Teil des Sauerstoffs enthält, und die Rektifikation in einer einzigen Rektifizierungskolonne zur Trennung des Dampfes, sowie die teilweise Verwendung der separierten Stickstofffraktion als Wärmegeber und als Waschflüssigkeit in der Trennsäule.What all descriptions have in common is compression the air, its cooling in alternating heat exchangers, its further cooling up to for conversion into saturated steam, which then contains the greater part of the oxygen, and rectification in a single rectification column to separate the vapor, as well as the partial use of the separated nitrogen fraction as a heat source and as a washing liquid in the separation column.

Die Regeneratoren dienen in allen Beispielen als alternierende Wärmeaustauscher zum Kühlen der komprimierten Luft. In den Fig. 1 bis 5 trägt jeweils ein Paar der zusammengehörenden Regeneratoren die gleiche Bezugsnummer, wobei die Teile jeden Paares mit den Suffixen α und b gekennzeichnet sind; das Suffix α bezeichnet jeweils den kühlenden Regenerator und das Suffix b den gerade herabgekühlt werdenden Regenerator, üi Fig. 6 sind drei Regeneratoren i", ib und ic gezeigt, welche im Zyklus arbeiten, indem einer jeweils die eintretende Luft kühlt, während die anderen beiden durch die auströmenden Trennprodukte gekühlt werden. Die Strömungsrichtung in den verbindenden Rohrleitungen ist jeweils durch Pfeile gekennzeichnet.In all examples, the regenerators serve as alternating heat exchangers for cooling the compressed air. In FIGS. 1 to 5, a pair of associated regenerators has the same reference number, the parts of each pair being identified with the suffixes α and b ; the suffix α in each case referred to the cooled regenerator and the suffix b the just cooled down becoming regenerator iii Fig. 6, three regenerators i ", i b and shown i c that operate in the cycle by a respectively cools the incoming air, while the the other two are cooled by the separating products flowing out The direction of flow in the connecting pipelines is indicated by arrows.

Um die Beschreibung nicht übermäßig zu belasten, sind mehrere Einrichtungen zur Ausführung des Prozesses, welche an sich Fachleuten bekannt sind, in den Zeichnungen weggelassen. So ist be- lao kannt, daß in der Praxis auch die Entfernung von Feuchtigkeit und Kohlensäure aus dem gekühlten Gasgemisch, wie es die Regeneratoren verläßt, vorgesehen ist, ebenso wie üblicherweise die kondensierten Gase vor der Expansion gefiltert werden; iss auch ist bekannt, daß Dämpfe vor der adi-In order not to overload the description, several means for carrying out the process, which are known per se to those skilled in the art, have been omitted from the drawings. It is well known that in practice the removal of moisture and carbonic acid from the cooled gas mixture as it leaves the regenerators is provided, just as the condensed gases are usually filtered before expansion; it is also known that vapors

abatischen Expansion überhitzt werden müssen, daß die Gasströme mit Hilfe der zusammengehörenden Regeneratorenpaare auf die erforderlichen thermischen Zustände gebracht werden und die vollständige Entfernung der Kondensate gewährleistet sein muß, ebenso wie ein Umschaltmechanismus zwischen den Batterien von zusammengehörenden Regeneratoren vorgesehen sein muß. Alle solche Einrichtungen sind wohlbekanntabatic expansion must be overheated that the gas flows with the help of the associated Regenerator pairs are brought to the required thermal states and the complete removal of the condensates must be guaranteed, as well as a switching mechanism be provided between the batteries of associated regenerators got to. All such devices are well known

ίο und im Interesse der Einfachheit hier weggelassen worden.ίο and omitted here for the sake of simplicity been.

Fig. ι stellt eine Anordnung zur Trennung von Stickstoff aus der Luft dar, wobei die Kühlung der komprimierten Luft bis zur Taubildung beim Austreten aus den Regeneratoren durch adiabatische Expansion bewirkt wird.Fig. Ι shows an arrangement for separating nitrogen from the air, the cooling of the compressed air until dew forms when exiting the regenerators by adiabatic Expansion is effected.

Im einzelnen wird die Luft auf etwa 2,0 Atm. (abs.) komprimiert und dann im Regenerator i" auf eine Temperatur nahe ihrem VerflüssigungspunktIn particular, the air is set to about 2.0 atm. (abs.) compressed and then in the regenerator i "on a temperature close to its liquefaction point

21' gekühlt; nachdem die komprimierte Luft durch adiabatische Expansion auf ungefähr Atmosphärendruck in einer Turbine 10 in den Zustand des gesättigten Dampfes gebracht worden ist, wobei sie den größeren Teil des Bestandteiles mit dem höheren Siedepunkt, in diesem Fall den Sauerstoff als Flüssigkeit enthält, wird sie der Trennungskolonne 11 durch die mittlere Zuleitung zugeführt. In der Kolonne 11 trennt sich die Luft in die gasförmige Stickstofffraktion und in eine Sauerstofffraktion, welche am Kopf bzw. an der Basis der Kolonne abgeleitet werden. Ein Teil der Stickstofffraktion wird auf ungefähr Außentemperatur gewärmt, indem sie aufeinanderfolgend durch den Neberikühler 12 und den Regenerator ib geleitet wird, während der Rest der gasförmigen Stickstofffraktion ebenfalls auf Außentemperatur aufgewärmt wird, indem er aufeinanderfolgend durch den Nebenkühler 12, einen weiteren Nebenkühler 13 und den Regenerator 5* geleitet wird. Die gasförmige Sauerstofffraktion wird el>enfalls auf Lufttemperatur gewärmt, indem sie den Regenerator 6* passiert. Ein Teil der gasförmigen Stickstofffraktion passiert den Kreislauf nochmals, indem sie auf etwa 5,5 Atm. (abs.) in dem Kompressor 14 komprimiert und in den Regeneratoren 5" und 6" gekühlt wird, die vereinigten Ströme werden dann durch indirekten Wärmeaustausch mit der siedenden Sauerstofffraktion in der Basis der Trennungskolonne 11 verflüssigt. Ein Teil der umlaufenden Stickstofffraktion, die als Endlauf dem Regenerator i* verläßt und die, wie bereits beschrieben, frei von wiederverdampftem Kondensat ist, wird getrennt abgezogen. Der flüssig gewonnene Stickstoff wird aufeinanderfolgend durch die Nebenkühler 13 und 12 geleitet, bevor er durch das Ventil 14" in den Kopf der Trennungskolonne entspannt wird, wo er als flüssige Waschflüssigkeit dient.21 'cooled; After the compressed air has been brought into the state of saturated vapor by adiabatic expansion to approximately atmospheric pressure in a turbine 10, whereby it contains the greater part of the component with the higher boiling point, in this case the oxygen as a liquid, it is the separation column 11 fed through the middle supply line. In the column 11, the air separates into the gaseous nitrogen fraction and an oxygen fraction, which are discharged at the top and at the base of the column. Part of the nitrogen fraction is heated to approximately outside temperature by being passed successively through the Neberi cooler 12 and the regenerator i b , while the rest of the gaseous nitrogen fraction is also heated to outside temperature by being passed through the secondary cooler 12, another secondary cooler 13 and the regenerator 5 * is directed. If necessary, the gaseous oxygen fraction is warmed to air temperature by passing through the regenerator 6 *. A part of the gaseous nitrogen fraction passes the cycle again by increasing it to about 5.5 atm. (abs.) is compressed in the compressor 14 and cooled in the regenerators 5 "and 6", the combined streams are then liquefied by indirect heat exchange with the boiling oxygen fraction in the base of the separation column 11. A portion of the circulating nitrogen fraction which leaves the regenerator i * as the end of the line and which, as already described, is free of re-evaporated condensate, is withdrawn separately. The nitrogen obtained in liquid form is passed successively through the secondary coolers 13 and 12 before it is expanded through the valve 14 ″ into the top of the separation column, where it serves as a liquid scrubbing liquid.

Die Fig. 2, 3 und 4 geben eine modifizierte Anordnung unter Einschluß der allgemeinen Einrichtung wieder, der zufolge die gekühlte komprimierte Luft aus dem Regenerator in einem Anreicherer, wie l>ereits beschrieben, bis zum Taupunkt gekühlt wird, wobei gleichzeitig in dem Anreicherer die Luft partiell kondensiert und in eine Stickstoff- und eine flüssige, sauerstoffangereicherte Fraktion geschieden wird.Figures 2, 3 and 4 show a modified arrangement including the general arrangement again, according to which the cooled compressed air from the regenerator in an enricher, As already described, it is cooled to the dew point, and at the same time in the enrichment Air partially condensed and split into a nitrogen and a liquid, oxygen-enriched fraction being divorced.

Bei der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Anordnung wird die aus dem Anreicherer abgezogene Stickstofffraktion auf einen solchen Druck komprimiert, daß sie in der Kolonnenbasis sich verflüssigt, wenn sie dort in Wärmeaustausch mit der kochenden Sauerstofffraktion kommt. Die Verdichtung des Stickstoffes wird entweder bei der Temperatur, mit der er den Anreicherer verläßt, ausgeführt werden oder er wird in einem Wärmeaustauscher vorgewärmt.In the arrangement shown in FIGS. 2 and 3, the nitrogen fraction withdrawn from the enricher is compressed to such a pressure that it liquefies in the column base when there it comes into heat exchange with the boiling oxygen fraction. The compression of the Nitrogen is either carried out at the temperature at which it leaves the enrichment or it is preheated in a heat exchanger.

Eine andere Schaltung zeigt die Fig. 4, indem die Luft unter einem solchen Druck in den Anreicherer eingeführt wird, daß die darin gebildete Stickstofffraktion durch indirekte Wärmeübertragung an die kochende Sauerstofffraktion in der Kolonnenbasis kondensiert wird; die so verflüssigte Stickstofffraktion wird dem Kopf der Kolonne als Waschflüssigkeit in der bekannten Verwendung zugeführt. Another circuit is shown in Fig. 4, in which the air under such a pressure in the enrichment is introduced that the nitrogen fraction formed therein by indirect heat transfer is condensed on the boiling oxygen fraction in the column base; the so liquefied Nitrogen fraction is fed to the top of the column as washing liquid in the known use.

In bezug auf weitere Einzelheiten der Fig. 2 ist zu erwähnen, daß die Luft auf etwa 2,0 Atm. (abs.) komprimiert wird, in den Regeneratoren i" und 6" auf eine Temperatur? nahe dem Verflüssigungsr punkt gekühlt, in den Anreicherer 15 geleitet wird. g0 Im Anreicherer wird sie in eine gasförmige Stickstofffraktion und in eine flüssige, mit etwa 38% Sauerstoff angereicherte Fraktion getrennt. Diese flüssige Fraktion wird durch ein Ventil 16 in die Kühlschlangen des Anreicherers entspannt, wo sie im Parallelstrom mit ihrem eigenen Dampf bei uagefähr Atmosphärendruck verdampft. Die verdampfte, sauerstoffangereicherte Fraktion wird in die Trennkolonne 11 geleitet, worin sie in eine Sauerstofffralction und in eine Stickstofffraktion getrennt wird. Die im Anreicherer 15 anfallende gasförmige Stickstofffraktion wird in einem Wärmeaustauscher 17 (welcher ein alternierender Wärmeaustauscher sein kann oder nicht) ohne Expansion auf etwa Lufttemperatur erwärmr, so daß die gasförmige Stickstofffraktion mit einem Druck etwas kleiner als 2,0 Atm. (abs.) austritt. Sie wird dann weiter auf etwa 5,5 Atm. (abs.) in dem Kompressor 18 verdichtet, im Wärmeaustauscher 17 gekühlt und im indirekten Wärmeaustausch mit der siedenden Sauerstofffraktion in der Basis der Trennikolonne 11 zu Stickstoff verflüssigt. Der so gewonnene flüssige Stickstoff wird durch einen Nebenkühler 19 geleitet und nach Expansion durch das Ventil 19° dem Kopf der Trennkolonne 11 zu- M5 geführt, um dort als Waschflüssigkeit zu dienen. Der größere Teil der in der Trennkolonne 11 gewonnenen Stickstofffraktion wird auf Lufttemperatur gebracht, indem sie aufeinanderfolgend den Nebenkühler 19 und den Regenerator ift passiert, während die gewonnene Sauerstofffraktion auf Lufttemperatur gebracht wird, indem sie den Regenerator 66 passiert. Des weiteren werden bis zu ii°/0 der in den Regeneratoren i° und 6° gekühlten Luftmenge auf einen Druck von etwa 200 Atm. komprimiert, von Feuchtigkeit undWith respect to further details of FIG. 2, it should be noted that the air is at about 2.0 atm. (abs.) is compressed in the regenerators i " and 6" to a temperature? cooled near the liquefaction point, into which enricher 15 is passed. g 0 In the concentrator it is separated into a gaseous nitrogen fraction and a liquid fraction enriched with around 38% oxygen. This liquid fraction is expanded through a valve 16 into the cooling coils of the concentrator, where it evaporates in parallel flow with its own steam at, among other things, dangerous atmospheric pressure. The vaporized, oxygen-enriched fraction is passed into the separating column 11, in which it is separated into an oxygen fraction and a nitrogen fraction. The gaseous nitrogen fraction obtained in the enrichment unit 15 is heated in a heat exchanger 17 (which may or may not be an alternating heat exchanger) without expansion to approximately air temperature, so that the gaseous nitrogen fraction is slightly less than 2.0 atmospheres pressure. (abs.) exits. It will then continue to around 5.5 atm. (abs.) Compressed in the compressor 18, cooled in the heat exchanger 17 and liquefied to nitrogen in the indirect heat exchange with the boiling oxygen fraction in the base of the separating column 11. The liquid nitrogen obtained in this way is passed through a secondary cooler 19 and, after expansion, is fed through the valve 19 ° to the top of the separating column 11 in order to serve as scrubbing liquid there. The greater part of the nitrogen fraction obtained in the separation column 11 is brought to the air temperature by it passes successively the sub-radiator 19 and the regenerator i ft, while the oxygen fraction obtained is brought to the air temperature by passing through the regenerator 6. 6 Furthermore, up to ii ° / 0 of the air volume cooled in the regenerators i ° and 6 ° is brought to a pressure of about 200 atm. compressed, from moisture and

Kohlensäure gereinigt und dann dem Wärmeaustausch mit der restlich gewonnenen Stickstofffraktion in den Austauschen! 20 und 21 unterworfen; ein Teil der so komprimierten Luft wird in der Expansionsmaschine 22 adiabatisch entspannt. Der dabei teilweise verflüssigte Luftstrom wird durch den indirekten Wärmeaustausch mit der siedenden Sauerstofffraktion in der Basis der Trennkoloiine gänzlich verflüssigt und dann an geeigneter Stelle der Kolonne 11 als Ergänzung der Waschflüssigkeit zugeführt.Purified carbonic acid and then the heat exchange with the remaining nitrogen fraction obtained in exchanges! 20 and 21 subject; some of the air compressed in this way is adiabatically expanded in the expansion machine 22. The air flow, which is partially liquefied, is caused by the indirect heat exchange with the The boiling oxygen fraction is completely liquefied in the base of the separating colo and then at a suitable location Point of the column 11 supplied as a supplement to the scrubbing liquid.

In der Anordnung der Fig. 3 wird die Luft auf etwa 2,0 Atm. (abs.) komprimiert und in den Regeneratoren ia und 7" auf Temperaturen nahe ihrem Verflüssigungspunkt gekühlt und in den Anreicherer 15 geleitet, worin sie in eine gasförmige Stickstofffraktion und eine flüssige Fraktion mit etwa 45% Sauerstoff getrennt wird. Die flüssige Fraktion wird durch Ventil 16 in die Rohrschlangen des Anreieherers expandiert, wo sie im Parallelstrom mit ihrem eigenen Damp/ unter Atmospfhärendruck verdampft. Die verdampfte, an Sauerstoff angereicherte Fraktion wird in der Trennkolonne 11 in eineSauerstofffraktion und in eine Stickstofffraktion geschieden. Die gasförmige, im Anreicherer 15 gewonnene Stickstofffraktion wird ohne Expansion auf Lufttemperatur in den Wärmeaustauschern 23 und 24 erwärmt, so daß die gasförmige Stickstofffraktion mit einem Druck weniger als 2,0 Atm. (abs.) austritt. Sie wird dann weiter im Kompressor 25 auf etwa 15 Atm. (abs.) komprimiert und dann in den Wärmeaustauschern 24 und 23 gekühlt; in der Turbine 26 wird ein Teil der Luft adiabatisch auf einen Druck von etwa 5,5 Atm. (abs.) entspannt. Der so teilweise flüssig gewonnene Stickstoffstrom wird vereinigt, dem indirekten Wärmeaustausch mit der siedenden Sauerstofffraktion in der Kolonnenbasis 11 unterworfen, wodurch sich der Stickstoff total verflüssigt. Die so erhaltene flüssige Stick-Stofffraktion passiert dann den Nebenkühler 27 und nach Entspannung durch das Ventil 27" wird sie dem Kopf der Trennkolonne 11 als Waschflüssigkeit zugeleitet. Die in der Trennkolonne gewonnene Stickstofffraktion wird auf etwa Außentemperatur erwärmt, indem sie aufeinanderfolgend den Nebenkühler 2j und den Regenerator i* passiert, während die gewonnene Sauerstoff fraktion durch den Regenerator 7* auf etwa Lufttemperatur erwärmt wird.In the arrangement of Figure 3, the air is set to about 2.0 atm. (abs.) and cooled in the regenerators i a and 7 ″ to temperatures close to their liquefaction point and passed into the enricher 15, where it is separated into a gaseous nitrogen fraction and a liquid fraction with about 45% oxygen. The liquid fraction is through Valve 16 expands into the pipe coils of the concentrator, where it evaporates in parallel flow with its own steam / under atmospheric pressure. The evaporated, oxygen-enriched fraction is separated in the separating column 11 into an oxygen fraction and a nitrogen fraction. The gaseous nitrogen fraction obtained in the concentrator 15 is heated to air temperature in the heat exchangers 23 and 24 without expansion, so that the gaseous nitrogen fraction exits with a pressure of less than 2.0 atm. (abs.) It is then further increased in the compressor 25 to about 15 atm. (abs.) compressed and then cooled in the heat exchangers 24 and 23; in the turbine 26 some of the air is adia batic to a pressure of about 5.5 atm. (abs.) relaxed. The nitrogen stream obtained in this way partially in liquid form is combined and subjected to the indirect heat exchange with the boiling oxygen fraction in the column base 11, as a result of which the nitrogen is completely liquefied. The liquid stick material fraction thus obtained then passes through the sub-radiator 27 and after expansion through the valve 27 "to 11 is fed to the top of the separation column as a washing liquid. The nitrogen fraction obtained in the separation column is warmed to about ambient temperature by successively the sub-radiator 2j and the regenerator i * happens while the oxygen fraction obtained is heated to approximately air temperature by the regenerator 7 *.

In der modifizierten Anordnung der Fig. 4 wird die Luft auf etwa 5,5 Atm. (abs.) komprimiert und im Regenerator i" auf eine Temperatur nahe ihrem Verflüssigungspunkt gekühlt. Sie wird dann im Anreicherer 15 bis zum Taupunkt gekühlt, wobei in diesem Fall der Anreicherer unterhalb der Trennkolonne 11 angeordnet ist, mit derer zusammen eine Eiriheit bildet. Diese Anordnung ist an sich nicht wesentlich; der Anreicherer kann, wenn es so gewünscht wird, wie in den Fig. 2 und 3 auch eine selbständige Einheit darstellen. Im Anreicherer 15 wird die Luft in die gasförmige Stickstofffraktion, die im Kondensatorverdampfer 28, der an der Hasis der Kolonne 11 vorgesehen ist, kondensiert wird, und in eine flüssige Fraktion mit etwa 38% Sauerstoff getrennt. Der größere Teil dieser Flüssigkeit wird durch das Ventil 29 in die Rohrschlangen des Anreicherers expandiert, wo sie im Parallelstrom zu ihrem eigenen Dampf unter einem Druck von etwa 3,3 Atm. (abs.) verdampft. Der so gewonnene Dampf wird in der Turbine 30 expandiert und in die Trennkolonne 11 durch die untere der zwei seitlichen Zuleitungen eingeführt. Die verbleibende Flüssigkeit vom Anreicherer 15 wird, nach Expansion durch das Ventil 31 direkt in die Trennkolonne 11 durch eine der beiden oberen seitlichen Zuleitungen eingeführt. Ein anderer Teil der Luft wird auf einen Druck niedriger als 5,5 Atm. (abs.) komprimiert, wobei die Größe des Druckes von der erforderlichen Kältemenge abhängt, die notwendig ist, die Strahlungsverluste an die Umgebung zu kompensieren und welche dementsprechend ganz von der Größe der Anlage bestimmt wird; z. H. erwies sich in einem Fall ein Druck von 2,6 Atm. (abs.) als geeignet. Die Luft wird in dem Regenerator 6" gekühlt und durch die Expansion in der Turbine 32 bis zum Taupunkt gekühlt, in die Trennikolonne 11 durch eine der beiden oberen Zuleitungen eingeführt. Der gasförmige, in dem Anreicherer 15 gewonnene Stickstoff wird in dem Kondensatorverdampfer 28 verflüssigt und als solcher im Nebenkühler 33 im Gegenstromwärme- g0 austausch gekühlt, durch das Ventil 34 expandiert und der Trennkolonne 11 als Waschflüssigkeit zugeführt. Die in der Kolonne 11 anfallende Stick- ■ Stofffraktion passiert den Nebenkühler 33, wo es den flüssigen, als Waschflüssigkeit dienenden Stickstoff abkühlt und gibt dann im Regenerator i6 seine Kälte ab, wobei sie selber auf Lufttemperatur erwärmt wird. Ähnlich passiert die Sauerstofffraktion den Regenerator 6& und wird dabei ebenfalls auf etwa Lufttemperatur erwärmt.In the modified arrangement of Fig. 4, the air is set to about 5.5 atm. (abs.) and cooled in the regenerator i " to a temperature close to its liquefaction point. It is then cooled to the dew point in the concentrator 15, in which case the concentrator is arranged below the separating column 11, with which it forms a unit Arrangement is not essential per se, the enrichment unit can, if so desired, also constitute an independent unit, as in Figures 2 and 3. In the enrichment unit 15 the air is converted into the gaseous nitrogen fraction which is produced in the condenser evaporator 28 which is connected to the The base of the column 11 is condensed and separated into a liquid fraction containing about 38% oxygen, the greater part of this liquid being expanded through valve 29 into the coils of the concentrator, where it flows in parallel with its own vapor under pressure of about 3.3 atm. (abs.) The steam obtained in this way is expanded in the turbine 30 and into the separating column 11 through the lower of the two lateral feed lines introduced. The remaining liquid from the concentrator 15 is, after expansion through the valve 31, introduced directly into the separating column 11 through one of the two upper lateral feed lines. Another part of the air is at a pressure lower than 5.5 atm. (abs.) compressed, whereby the size of the pressure depends on the required amount of cold, which is necessary to compensate for the radiation losses to the environment and which is accordingly entirely determined by the size of the system; z. H. turned out to be a pressure of 2.6 atm in one case. (abs.) as suitable. The air is cooled in the regenerator 6 ″ and cooled to the dew point by the expansion in the turbine 32, introduced into the separating column 11 through one of the two upper feed lines. The gaseous nitrogen obtained in the enricher 15 is liquefied in the condenser evaporator 28 and as such in the sub-radiator 33 in Countercurrent g exchanging cooled 0, expanded through the valve 34 and the separating column 11 is fed as a washing liquid. the accumulating in the column 11 nitrogen ■ material fraction passes through the secondary cooler 33, where the liquid, serving as a washing liquid nitrogen cools and then are in the regenerator i 6 his coldness from, where it is heated itself on air temperature. Similarly, the oxygen fraction passes through the regenerator 6 & and is likewise heated to about air temperature.

In der Anordnung nach Fig. 5 wird die Luft auf etwa 2,0 Atm. (abs.) komprimiert und in dem Regenerator i° auf eine Temperatur nahe ihrem Verflüssigungspunkt gekühlt. Nach Abkühlung bis zum Taupunkt durch adiabatische Expansion auf nahe- 105 zu Atmosphärendruck in einer Turbine 35 wird die Luft durch die mittlere seitliche Zuleitung in die Trennkolonne 11 eingeführt. In der Kolonne 11 trennt sich die Luft in eine gasförmige Stickstofffraktion und in eine Sauerstoff fraktion, welche vom no Kopf bzw. aus der Basis der Kolonne abgezogen werden. Die gasförmige Stickstofffraktion wird durch den Nebenkühler 36 erwärmt, ein Teil der Fraktion wird dann durch weitere Passage des Regenerators i6 auf etwa Lufttemperatur gebracht. Der aus dem Nebenkühler 36 austretende Rest der Stickstofffraktion wird im Nebenkühler 37 weiter erwärmt und durchdie Gasstrahlpumpe 38 auf einen Druck gebracht, welcher ausreicht, den Stickstoff, während er in der Trennkolonne 11 als Wärmegeber iao im indirekten Wärmeaustausch zu der in der Trennkolonne 11 befindlichen siedenden Sauerstofffraktion dient, zu verflüssigen. Nach Passage der Nebenkühler 37 und 36 und Expansion durch das Ventil 38" dient der flüssige Stickstoff als Wasch- 1*5 flüssigkeit in der Trennkolonne 11. Der Stickstoff-In the arrangement of Figure 5, the air is set to about 2.0 atm. (abs.) Compressed and cooled in the regenerator i ° to a temperature close to their liquefaction point. After cooling to the dew point by adiabatic expansion to almost atmospheric pressure in a turbine 35, the air is introduced into the separating column 11 through the central side feed line. In the column 11, the air separates into a gaseous nitrogen fraction and an oxygen fraction, which are withdrawn from the top or from the base of the column. The gaseous nitrogen fraction is heated by the secondary cooler 36, and part of the fraction is then brought to approximately air temperature by further passage through the regenerator i 6. The remainder of the nitrogen fraction exiting the secondary cooler 36 is further heated in the secondary cooler 37 and brought to a pressure by the gas jet pump 38 which is sufficient to supply the nitrogen, while it is in the separating column 11 as a heat source in an indirect heat exchange with the boiling in the separating column 11 Oxygen fraction is used to liquefy. After passing the secondary coolers 37 and 36 and expanding through the valve 38 ″, the liquid nitrogen serves as washing liquid in the separating column 11. The nitrogen gas

endlauf aus Regenerator i6 wird im Kompressor 39 auf einen Druck von etwa 200 Atm. gebracht und im Wärmeaustauscher 40 im indirekten Gegenstromkontakt mit der in der Kolonne 11 gewönneneu Sauerstofffraktion gekühlt, wodurch die Sauerstofffraktion auf Lufttemperatur erwärmt und zu gleicher Zeit der komprimierte Stickstoff so weit herabgekühlt wird, als nötig ist, um die Gasstrahlpumpe 38 zu betreiben.end run from regenerator i 6 is in the compressor 39 to a pressure of about 200 atm. brought and cooled in the heat exchanger 40 in indirect countercurrent contact with the new oxygen fraction gained in the column 11, whereby the oxygen fraction is heated to air temperature and at the same time the compressed nitrogen is cooled down as far as is necessary to operate the gas jet pump 38.

Die Anzahl der alternierenden Wärmeaustauscher kann nach Redarf reduziert werden, wie es am Beispiel der Fig. 6 gezeigt ist. Fig. 6 stellt eine Modifikation der Anlage nach Fig. 3 dar, aber es ist ebenso möglich, die Zahl der alternierenden Wärmeaustauscher in gleicher Weise in anderen Verfahren zu reduzieren, die nach der Erfindung arl>eiten und mit denen auch andere Gasgemische als Luft getrennt werden können.The number of alternating heat exchangers can be reduced as required, as shown in the example 6 is shown. Fig. 6 shows a modification of the plant of Fig. 3, but it is also possible the number of alternating heat exchangers in the same way in others To reduce processes that work according to the invention and with which other gas mixtures can be separated as air.

Heim Vergleich der Fig. 3 und1 6 ist ersichtlich, daß, während in Fig. 3 die Luft in den Regeneratoren ι" und 7° gekühlt wird, die Sauerstoff- und Stickstoffprodukte in den Regeneratoren 7* und i6 erwärmt werden, in Fig. 6 hierfür nur drei Regeneratoren vorgesehen sind, nämlich i°, i6und ic, sonst ail>er anlagenmäßig kein Unterschied vorliegt. Reim Verfahren nach Fig. 3 werden die Regen-eratorenpaare 1 und 7 abwechselnd gewärmt und gekühlt, indem Luft bzw. Stickstoff hindurchgeleitet wird. Ik-iiTi Verfahren nach Fig. 6 wird ein Regenerator zunächst erwärmt, indem die ganze Luftmenge, welche verarbeitet wird, denselben passiert, und dann zunächst vom Sauerstoff, zum Ende vom Stickstoff gekühlt. Auf diese Weise wird der ganze Arl>eitsz\4dus erst in drei Perioden vollendet, während sonst nur zwei notwendig sind.Home comparison of FIGS. 3 and 1 6 can be seen that, while the air ι in Fig. 3 in the regenerators "and is cooled 7 °, the oxygen and nitrogen products in the regenerators 7 * and heated i 6, in Figure 6 only three regenerators are provided for this, namely i °, i 6 and i c , otherwise there is no difference in terms of the system. In the method according to FIG In the process of Fig. 6, a regenerator is first heated by passing the entire amount of air that is processed through it, and then firstly by the oxygen, and finally by the nitrogen > eitsz \ 4dus only completed in three periods, while otherwise only two are necessary.

Die nach einer der oben beschriel>enen Methoden gewonnenen, mit Sauerstoff angereicherten Fraktionen können auch nach Bedarf weiter separiert werden, um daraus Fraktionen zu erhalten, die sauerstoffrein an Argon und/oder an Krypton und Xenon angereichert sind.The one of the methods described above The oxygen-enriched fractions obtained can also be further separated as required in order to obtain fractions from it that are oxygen-free on argon and / or on krypton and Xenon are enriched.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: i. Verfahren zur Trennung von Luft in eine Stickstoff- und eine Sauerstofffraktion, l>ei dem die Luft komprimiert und in alternierenden Wärmeaustauschern gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die komprimierte und gekühlte Luft nachfolgend einer Behandlung zur Umwandlung in gesättigten Dampf unterworfen und dieser Dampf der einzigen Rektifizierkolonne(ii) zugeführt wird, wobei die Stickstofffraktion, welche entweder in der Kolonne (11) oder bei der vorausgegangenen Behandlung der komprimierten, gekühlten Luft zur Umwandlung in gesättigten Dampf separiert worden ist, wenigstens zum Teil als Wärmegeber und als Waschflüssigkeit in der Kolonne (π) dient.i. Process for the separation of air into a nitrogen and an oxygen fraction, l> ei dem the air is compressed and cooled in alternating heat exchangers, characterized in, that the compressed and cooled air is subsequently subjected to a treatment for conversion into saturated steam and this vapor from the only rectification column (ii) is fed, the nitrogen fraction, which is either in the column (11) or in the previous treatment the compressed, cooled air has been separated for conversion into saturated steam is, at least in part, serves as a heat generator and as a washing liquid in the column (π). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Verlassen der alternierenden Wärmeaustauscher (ie, ib) sich anschließende Behandlung der komprimierten und gekühlten Luft in einer adiabatischen, arbeitleistenden Expansion besteht (Fig. 1, 4 und 5).2. The method according to claim 1, characterized in that after leaving the alternating heat exchanger (i e , i b ) subsequent treatment of the compressed and cooled air consists in an adiabatic, work-performing expansion (Fig. 1, 4 and 5). .3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Verlassen der alternierenden Wärmeaustauscher (i°, ifc) sich anschließende Behandlung der komprimierten und gekühlten Luft in einem Anreicherer (15) durchgeführt wird (Fig. 2, 3, 4 und 6)..3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the treatment of the compressed and cooled air which follows after leaving the alternating heat exchangers (i °, i fc ) is carried out in an enricher (15) (Figs. 2, 3, 4 and 6). 4. Verfahren nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die im Anreicherer (15) gewonnene Stickstofffraktion als*Wärmegeber in der Basis der Trennsäule (11) dient und dabei im Wärmeaustausch mit der in der Basis der Kolonne (11) gebildeten Sauerstofffraktion kondensiert wird (-Fig. 2, 3 und 6).4. The method according to claim 3, characterized in that that the nitrogen fraction obtained in the enricher (15) as a * heat generator in the base of the separation column (11) is used and thereby condensed in heat exchange with the oxygen fraction formed in the base of the column (11) becomes (-Fig. 2, 3 and 6). 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der vom Anreicherer (15) abgezogenen Stickstofffraktion durch einen Kompressor (18) erhöht wird, ehe sie als Wärmegeber in der Basis der Trennsäule (11) dient und dabei im Wärmeaustausch mit der Sauerstofffraktion kondensiert wird (Fig. 2, 3 und 6).5. The method according to claim 3, characterized in that the pressure of the enricher (15) withdrawn nitrogen fraction is increased by a compressor (18) before it serves as a heat generator in the base of the separating column (11) while exchanging heat with it the oxygen fraction is condensed (Fig. 2, 3 and 6). 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Stickstofffraktion, welcher in der Trennsäule (11) als Waschflüssigkeit dient, aus der die Trennsäule verlassenden Stickstofffraktion abgezweigt wird, bevor diese in die alternierenden Wärmeaustauscher (1", τ6) zurückgeführt wird (Fig. 1).6. The method according to any one of claims 1, 2, 3 or 5, characterized in that the portion of the nitrogen fraction which serves as washing liquid in the separation column (11) is branched off from the nitrogen fraction leaving the separation column before it enters the alternating heat exchanger (1 ", τ 6 ) is fed back (Fig. 1). 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der als Waschflüssigkeit in der Trennsäule (11) dienende Anteil der Stickstofffraktion aus derselben abgezweigt wird, nachdem dkse Stickstofffraktion die alternierenden Wärmeaustauscher (1*) passiert hat und nachdem er dal>ei auf Umgebungstemperatur erwärmt wurde, wieder zurückgekühlt wird, ehe er in die Trennsäule aufgegeben wird (Fig. 1).7. The method according to any one of claims 1, 2, 3 or 5, characterized in that the as Washing liquid in the separation column (11) serving portion of the nitrogen fraction is branched off from the same is after the nitrogen fraction the alternating heat exchanger (1 *) has happened and after it has reached ambient temperature was heated, is cooled back again before it is placed in the separation column (Fig. 1). 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die als Waschflüssigkeit dienende Stickstofffraktion aus dem relativ leinen Endlauf aus dem alternierenden Wärmeaustauscher (1", \b) abgezweigt wird.8. The method according to claim 7, characterized in that the nitrogen fraction serving as washing liquid is branched off from the relatively linen end run from the alternating heat exchanger (1 ", \ b ). Angezogene Druckschriften:Referred publications: Deutsche Patentschriften Xr. 235 422, 427 932, 538920, 589916, 617485, 617841, 625424, 920.German patents Xr. 235 422, 427 932, 538920, 589916, 617485, 617841, 625424, 920 Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings © 5139 4.52© 5139 4.52
DEB10731A 1947-05-14 1950-10-01 Process for separating air Expired DE837388C (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB837388X 1947-05-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE837388C true DE837388C (en) 1952-04-28

Family

ID=10554283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEB10731A Expired DE837388C (en) 1947-05-14 1950-10-01 Process for separating air

Country Status (4)

Country Link
BE (1) BE482369A (en)
DE (1) DE837388C (en)
FR (1) FR965715A (en)
NL (2) NL71898C (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016107468B3 (en) * 2016-04-22 2017-09-21 Fritz Winter Eisengiesserei Gmbh & Co. Kg Method and system for using a target gas provided by a gas separation device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE235422C (en) *
DE427932C (en) * 1926-04-23 Air Liquide Process for the separation of gas mixtures
DE538920C (en) * 1929-04-19 1931-11-19 Linde S Eismaschinen Akt Ges G Process for separating low-boiling gas mixtures using cold storage tanks
DE589916C (en) * 1932-07-21 1933-12-20 Linde Eismasch Ag Process for obtaining oxygen-enriched mixtures from air
DE617185C (en) * 1933-10-24 1935-08-14 Hubert Wagner Dr Process for the production of a pozzolan cement
DE625424C (en) * 1929-04-19 1936-02-10 Linde Eismasch Ag Process for separating low-boiling gas mixtures
DE706920C (en) * 1937-07-15 1941-06-09 Argus Motoren Ges M B H Crankshaft for heavily loaded piston engines, especially aircraft engines

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE235422C (en) *
DE427932C (en) * 1926-04-23 Air Liquide Process for the separation of gas mixtures
DE538920C (en) * 1929-04-19 1931-11-19 Linde S Eismaschinen Akt Ges G Process for separating low-boiling gas mixtures using cold storage tanks
DE625424C (en) * 1929-04-19 1936-02-10 Linde Eismasch Ag Process for separating low-boiling gas mixtures
DE589916C (en) * 1932-07-21 1933-12-20 Linde Eismasch Ag Process for obtaining oxygen-enriched mixtures from air
DE617841C (en) * 1932-07-21 1935-08-29 Linde Eismasch Ag Process for the extraction of oxygen-rich mixtures from air
DE617185C (en) * 1933-10-24 1935-08-14 Hubert Wagner Dr Process for the production of a pozzolan cement
DE706920C (en) * 1937-07-15 1941-06-09 Argus Motoren Ges M B H Crankshaft for heavily loaded piston engines, especially aircraft engines

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016107468B3 (en) * 2016-04-22 2017-09-21 Fritz Winter Eisengiesserei Gmbh & Co. Kg Method and system for using a target gas provided by a gas separation device
DE102016107468B9 (en) * 2016-04-22 2017-12-21 Fritz Winter Eisengiesserei Gmbh & Co. Kg Method and system for using a target gas provided by a gas separation device

Also Published As

Publication number Publication date
FR965715A (en) 1950-09-20
BE482369A (en)
NL140257B (en)
NL71898C (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69214409T3 (en) Process for the production of impure oxygen
DE2044363C2 (en) Process for the production of oxygen and nitrogen
EP1067345B1 (en) Process and device for cryogenic air separation
DE2920270C2 (en) Process for generating oxygen
DE3606967C2 (en) Process for the production of nitrogen under pressure and plant for carrying out the process
DE69619062T2 (en) Air separation process and device for producing nitrogen
EP1284404A1 (en) Process and device for recovering a product under pressure by cryogenic air separation
DE1007345B (en) Process for the separation of compressed air by deep freezing, liquefaction and rectification and device for the process
DE1019333B (en) Process for the production of gaseous oxygen under pressure
DE1187248B (en) Process and device for the production of oxygen gas with 70 to 98% O-content
DE69511833T2 (en) Process for the separation of a gas mixture by cryogenic distillation
DE69614950T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING HIGH PURITY NITROGEN
DE628788C (en) Manufacture of krypton and xenon
DE1012939B (en) Method of separating air at low temperature
DE3528374A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING NITROGEN WITH OVER-ATMOSPHERIC PRESSURE
DE1167857B (en) Method and device for separating hydrogen from a mixture of nitrogen and hydrogen
DE2521724A1 (en) PROCESS AND DEVICE FOR THE EXTRACTION OF OXYGEN, NITROGEN AND ARGON BY AIR FRACTION WITH A SIMPLE FRACTION COLUMN
DE1159971B (en) Process for the production of gaseous and pressurized oxygen by decomposing air
DE3709588C2 (en)
DE1060415B (en) Process for the separation of gas mixtures at low temperature by rectification
DE837388C (en) Process for separating air
DE69414282T3 (en) Process and plant for the production of pressurized oxygen
DE1135935B (en) Method and device for the production of low-purity oxygen by low-temperature air separation
DE921809C (en) Process for the production of pure oxygen in addition to the production of oxygen of lower purity
DE1911765A1 (en) Method and device for the cryogenic separation of air