EP3864357A1 - Verfahren zur gewinnung eines oder mehrerer luftprodukte und luftzerlegungsanlage - Google Patents

Verfahren zur gewinnung eines oder mehrerer luftprodukte und luftzerlegungsanlage

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EP3864357A1
EP3864357A1 EP19797562.6A EP19797562A EP3864357A1 EP 3864357 A1 EP3864357 A1 EP 3864357A1 EP 19797562 A EP19797562 A EP 19797562A EP 3864357 A1 EP3864357 A1 EP 3864357A1
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EP
European Patent Office
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operating period
air
point
value
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EP19797562.6A
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EP3864357B1 (de
EP3864357C0 (de
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Dirk Schwenk
Dimitri GOLUBEV
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Linde GmbH
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Linde GmbH
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    • F25J2250/40—One fluid being air
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    • F25J2250/50—One fluid being oxygen
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    • F25J2290/62—Details of storing a fluid in a tank

Definitions

  • the invention relates to a method for obtaining one or more air products and a corresponding air separation plant according to the respective preambles of the independent claims.
  • Air separation plants have rectification column systems which can be designed, for example, as two-column systems, in particular as classic Linde double-column systems, but also as three- or multi-column systems.
  • rectification column systems which can be designed, for example, as two-column systems, in particular as classic Linde double-column systems, but also as three- or multi-column systems.
  • Rectification columns for the production of nitrogen and / or oxygen in a liquid and / or gaseous state ie the rectification columns for nitrogen-oxygen separation, rectification columns for the production of further air components, in particular the noble gases krypton, xenon and / or argon, can be provided. Even if rectification columns for obtaining further air components are not specifically discussed below, air separation plants with corresponding rectification columns can also be the subject of the present invention at any time.
  • the rectification columns of the rectification column systems mentioned are operated at different pressure levels.
  • Double column systems have a so-called high pressure column (also referred to as a pressure column, medium pressure column or lower column) and a so-called low pressure column (also referred to as an upper column).
  • the pressure level of the high pressure column is, for example, 4.7 to 6.7 bar, preferably about 5.5 bar.
  • the low pressure column is operated at a pressure level of, for example, 1.3 to 1.8 bar, preferably approximately 1.4 bar.
  • the pressure levels given here and below are absolute pressures that at the top of each of the columns mentioned. The values mentioned are only examples that can be changed if necessary.
  • US 4,251,248 A discloses a method and apparatus for automatically changing operations in an air separation plant to increase or decrease product quantities. Intended change values, among other things for feed air, are calculated from the values of the correspondingly increased or decreased product quantities.
  • purities of air products are kept substantially constant with fluctuations in the demand for one of the products or the amount or pressure of the feed air by introducing an excess of nitrogen-rich liquid into the rectification column system when the demand for the product or the amount of feed air increases and by withdrawing and storing an excess of nitrogen-rich liquid from the distillation apparatus as the demand for the product or the amount of feed air decreases.
  • a cryogenic air separation plant which is subject to periods with considerable changes in product demand, is the subject of US 6 006 546 A.
  • the plant is specifically controlled during these periods in order to minimize the effects of transient operation on the product purity.
  • load changes Corresponding switching processes are also referred to below as "load changes". It can be assumed that rapid load changes lead to an overall higher efficiency of an air separation plant. In addition, in the event that rapid load changes are implemented, backup memories with less
  • the object of the present invention is to make the extraction of air products more flexible using air separation plants and to enable faster load changes overall.
  • This task is accomplished by a method of obtaining one or more
  • main compressors / post-compressors Main Air Compressor / Booster Air Compressor, MAC-BAC processes or so-called
  • High air pressure (HAP) processes can be used.
  • the main compressor / post-compressor process is the rather
  • the present invention is suitable for both applications.
  • the main compressor / post-compressor process is characterized in that only a part of the total amount of feed air supplied to the rectification column system is compressed to a pressure level that is significant, i.e. is at least 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 bar, above the pressure level of the high pressure column. Another part of the amount of air used is only the pressure level of the high pressure column or a pressure level that is not more than 1 to 2 bar from the pressure level of the
  • High-pressure column differentiates, compresses, and is fed into the high-pressure column at this lower pressure level.
  • An example of a main compressor / post-compressor process is shown by Häring (see above) in Figure 2.3A.
  • Rectification column system total amount of feed air supplied
  • Compressed pressure level that is, i.e. is at least 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 bar above the pressure level of the high pressure column.
  • the pressure difference can be up to 14, 16, 18 or 20 bar, for example.
  • High air pressure processes are known for example from EP 2 980 514 A1 and EP 2 963 367 A1.
  • the present invention can be used in air separation plants with so-called
  • Internal compression Internal Compression, IC
  • air separation plants with external compression.
  • at least one product which is provided by means of the air separation plant is formed by removing a cryogenic liquid from the rectification column system, subjecting it to a pressure increase in the liquid state, and, depending on the pressure present, by heating either in the gaseous or in the supercritical state is transferred.
  • internally compressed gaseous oxygen GOX IV, GOX IC
  • GAN IV, GAN IC internally compressed gaseous nitrogen
  • GAR IV GAR argon
  • Liquids and gases can be rich or poor in one or more components in the language used here, "rich” for a content of at least 90%, 95%, 99%, 99.5%, 99.9% or 99.99 % and "poor” for a content of at most 10%, 5%, 1%, 0.1% or 0.01% on mole, weight or
  • Liquids and gases can, in the language used here, be enriched or depleted in one or more components, these terms relating to a content in a starting liquid or gas from which the liquid or gas under consideration was obtained.
  • the liquid or gas is "enriched” if it contains at least 1.1 times, 1.5 times, 2 times, 5 times, 10 times 100 times or 1,000 times the content, and " depleted "if this or this contains at most 0.9 times, 0.5, 0.1 times, 0.01 times or 0.001 times the content of a corresponding component, based on the starting liquid or gas. If, for example, "oxygen” is used here, this also means a liquid or a gas that is rich in
  • pressures and temperatures are typically in certain ranges, for example ⁇ 1%, 5%, 10% or 20% around an average.
  • Corresponding pressure levels and temperature levels can lie in disjoint areas or in areas that overlap one another.
  • pressure levels include, for example, unavoidable or expected pressure drops.
  • the pressure levels given here in bar are absolute pressures.
  • the reason for this is the amount of cryogenic liquids stored on the dividing plates or in liquid distributors and packs of the rectification columns, in particular the high and low pressure columns. This amount of liquid depends on the load: the lower the load, the less liquid is distributed on the partitions. When the load is reduced, excess liquid is released. This excess liquid should be stored in the system so that it can be used to compensate for the deficit if the load increases.
  • Main capacitor or a so-called secondary capacitor, should be off
  • Air separation plant shows. It goes without saying that "fast" controllers are also required for fast load changes, which only lead to small deviations between setpoint and actual values.
  • Rapid load changes can lead to changed product compositions. If, for example, the air separation plant illustrated in FIG. 1 is operated with an otherwise unchanged operation at an increased load change speed (75% load to 100% load at 4% per minute), an increase in
  • Rectification column system processed amount of air is made. This can take place in the form of a delayed setpoint adjustment, in particular, as described in the following, in particular with regard to the amount of a nitrogen-rich liquid which is produced from a top product of the
  • High pressure column is formed.
  • the present invention is not limited to this specific case. Rather, the basic finding of the invention consists in the fact that a leading or trailing adjustment of corresponding fluid flows or their amounts in corresponding
  • Deployment scenarios can be particularly advantageous.
  • the present invention proposes a method for
  • total air volume is set to a first value during a first operating period and to a second value that differs from the first value during a second operating period. There are therefore different total air volumes in these two operating periods, the first total air volume being larger or smaller than the second
  • Total air volume can be.
  • a corresponding air separation plant is therefore operated in the first and the second operating period in different load conditions, in particular in one of the two operating periods
  • the present invention relates to cases of load increase and load reduction.
  • the setting of the total air quantity is changed from the first value to the second value in a third operating period from a first point in time and up to a second point in time, that is to say a load change is carried out.
  • the second operating period lies after the first operating period and the third operating period lies between the first operating period and the second operating period. Without further measures, as mentioned, this can lead to the disadvantageous effects explained.
  • a load change can represent a load increase or load reduction, depending on whether the first total air volume is less or higher than the second total air volume.
  • the first, second and third operating periods represent operating periods that do not overlap one another and the third
  • the operating period is always between the first and the second or the second and the first operating period. This does not exclude the existence of other operating periods.
  • a setting of an amount of a liquid which is formed by rectification using the compressed air and transported in or out of the rectification column system is changed from a third point in time and up to a fourth point in time, the third point in time before or after the first time and before the second time and the fourth
  • the first, the second, the third and the fourth point in time each lie within the third operating period, but for example the third may be before the first or the fourth after the second point in time, that is to say the third operating period does not have to begin with the first point in time and end at the second point in time.
  • the third operating period can lie between the earliest time and the latest time of these times, but can also extend over a longer period.
  • a period between the first point in time and the second point in time is set such that it differs by no more than 20%, 10%, 5% or 1% from a period between the third point in time and the fourth point in time.
  • Periods can also be set the same or essentially the same.
  • the setting can be made in particular by using appropriate setpoints or default values in a regulation or control.
  • a change in the amount of the fluid, which is generated by rectification using the compressed air and transported in or out of the rectification column system is not synchronized with the change in the total amount of air.
  • This change is made in particular by a corresponding setpoint specification of a control or regulating system of an air separation plant and is carried out by suitable actuators, in particular valves, slides and the like.
  • a corresponding control or regulation can take place in particular on the basis of recorded actual values and thereby include all measures known from the field of control or regulation technology, insofar as they are suitable and expedient for use in the present invention.
  • a corresponding controller output is additionally readjusted (typically in a range of not more than ⁇ 5%) by a trim controller. In extreme cases, this can mean that an actual value at the end of the adjustment differs slightly (but at most by 5%) from an opposite setpoint.
  • the present invention can be used in particular in air separation plants whose rectification column system has a high-pressure column operated at a first pressure level and a low-pressure column operated at a second pressure level below the first pressure level, the liquid, the amount of which is changed in the third operating period, as mentioned Part of a gaseous nitrogen-rich top product of the high pressure column, which is liquefied and fed as a return to the low pressure column.
  • the present invention can be used in particular in an air separation plant with a secondary condenser for heating an internally compressed oxygen product.
  • a secondary condenser for heating an internally compressed oxygen product.
  • internal or external compression of air products can and can
  • Air separation plants with several high pressure columns can also be used.
  • the first pressure level in the context of the present invention can in particular be 5 or 7 to 12 bar
  • Absolute pressure and the second pressure level are in particular 1, 3 or 1, 8 to 3.5 bar absolute pressure.
  • the present invention can thus be used in particular in so-called “elevated pressure” air separation plants in which the operating pressures of the distillation column systems are above the conventional values mentioned at the outset. Nevertheless, the invention can also be used in connection with conventional pressure levels in the distillation column system.
  • Period between the first point in time and the second point in time can be set by changing the first point in time and / or the second point in time.
  • a delay time provided within the scope of the present invention is applied to it
  • Change is adjusted, i.e. if a period between the first point in time and the third point in time depends on the setting of the period between the first point in time and the second point in time by changing the third
  • Time is set. In this way you can also change Load change speeds achieve the advantages of the invention.
  • a longer delay time can be selected.
  • a change in load can in particular also include changing the quantities of the air products formed in each case.
  • One or more air products can therefore be formed in an adjustable product quantity, the product quantity being set to a first value during the first operating period and to a second value different from the first value during the second operating period, and wherein the setting the amount of product is changed in the third operating period from the first point in time and up to the second point in time from the first value to the second value.
  • a corresponding air product can in particular be such an air product that is at least partially formed from the gaseous nitrogen-rich top product of the high-pressure column. This can be provided in liquefied or non-liquefied form.
  • the present invention can be related to various aspects
  • Load change scopes are used.
  • the first total air volume differs from the second total air volume by more than 5 and up to 30, 40 or 50 percentage points.
  • the change in the total air volume can take place gradually or continuously in the third operating period, and preferably with an average rate of change (based on the gradual change) or a rate of change (in the case of continuous change) of the total air volume of 0.1 (in the case of extraction) of argon) or 1 to 10 percentage points per minute.
  • argon extraction can be provided in the context of the present invention, ie in the method the rectification column system can in particular one or more for the extraction of an argon-rich air product have rectification columns set up and the argon-rich air product can be formed in the process.
  • An "argon-rich" air product has at least 50, 60, 70, 80 or 90 mole percent argon.
  • the present invention also extends to an air separation plant which is set up to obtain one or more air products and a
  • Rectification column system wherein the air separation plant is set up to supply compressed air in an adjustable total amount of air
  • the second operating period lies after the first operating period and the third operating period lies between the first operating period and the second operating period.
  • the air separation plant is equipped with a control unit, which is set up for programming purposes in the third operating period
  • the control unit is set up, in particular, in terms of program technology
  • FIG. 1 shows an air separation plant that can be operated in accordance with an embodiment of the invention in the form of a simplified process flow diagram.
  • Figure 2 shows changes in material flows and their compositions in a method not according to the invention in the form of a diagram.
  • Figure 3 shows changes in material flows and their compositions in a method according to an embodiment of the invention in the form of a diagram.
  • Figure 4 shows changes in material flows and their compositions in a method according to an embodiment of the invention in the form of a diagram.
  • FIG. 1 an air separation plant that can be operated in accordance with an embodiment of the invention is illustrated in the form of a simplified process flow diagram and is designated overall by 100.
  • the air separation plant 100 has a distillation column system 10, the one
  • High pressure column 11 and a low pressure column 12 includes.
  • feed air (A) is drawn in and compressed by means of a main air compressor 1 via a filter 2.
  • Compressed air stream a is precooled and cleaned in a generally known manner in a pre-cooling device 3 operated with cooling water (B) and a cleaning device 4. Air of the pre-cooled and cleaned compressed air stream a is fed to a main heat exchanger 5 on the warm side in the form of two partial streams b and c.
  • the partial flow b is the main heat exchanger 5 on one
  • the intermediate temperature level is removed and expanded (blown) into the low-pressure column 12 by means of a blowing-in turbine 6, which can be coupled to an oil brake or a generator that is not specifically designated.
  • the partial flow c is taken from the main heat exchanger 5 on the cold side, by a blowing-in turbine 6, which can be coupled to an oil brake or a generator that is not specifically designated.
  • the partial flow c is taken from the main heat exchanger 5 on the cold side, by a
  • Auxiliary condenser 7 out and fed into the high pressure column 1 1 via a valve not specifically designated.
  • Bottom product and a nitrogen-enriched or nitrogen-rich gaseous top product are formed.
  • the bottom product of the high-pressure column 11 is passed in the form of a stream d through a countercooling countercurrent 8 and into the
  • Low pressure column 12 fed.
  • the top product of the high-pressure column 11 is liquefied partly in the form of a stream e in a main condenser 13 which connects the high-pressure column 11 and the low-pressure column 12 in a heat-exchanging manner, and partly in the form of a stream f in the main heat exchanger 5 and is heated as a gaseous one
  • the liquefied fraction is partly returned in the form of a stream g to the high-pressure column 11 as a return line, and in particular in further adjustable proportions it is fed in the form of a stream h into a tank 20 and in the form of a stream i through the supercooling counterflow 8 and onto it Low pressure column 12 abandoned.
  • An oxygen-rich liquid sump product is formed in the low-pressure column 12 and pressure-increased in the form of a material flow k in an internal compression pump 9 in the liquid state. At least a part of this can be fed to the secondary condenser 7 in the form of a stream I and heated there. If required, a further portion in the form of a material flow m can be fed back into the low-pressure column 12 via a valve, which is not specifically designated. In the secondary condenser 7, the material flow I is evaporated, at least for the most part. A correspondingly evaporated stream n is in
  • Main heat exchanger 5 is heated, in the process converted from the liquid to the gaseous or supercritical state and designed as a gaseous pressurized oxygen product (C) from the air separation plant 100.
  • a fill level in a liquid container of the secondary condenser 7 is regulated by the inlet flow I. If necessary, liquid can be released into the atmosphere (D) in the form of a stream o.
  • a liquid level in the liquid container of the secondary condenser 7, but also a liquid level in the low pressure column 12 and thus in a liquid container of the main condenser 13 should, as mentioned, be kept constant for safety reasons. This essentially leaves the sump of the high-pressure column 11 in the air separation plant 100 illustrated here as a possible one
  • Air separation plant head gas is drawn off in the form of a material flow p and partly in the form of a material flow q through the supercooling counterflow 8 and the
  • Low pressure column 12 is withdrawn.
  • the last-mentioned material flows can be used in various ways in the air separation plant 100, provided as a product, and / or released into the atmosphere (D).
  • the tank 20 can in particular be used to buffer a return flow to the low pressure column 12.
  • the i can be provided in the form of the material flow
  • nitrogen-rich liquid for the operation of the low-pressure column 12 is not sufficient, a corresponding addition can be made by means of a stream of material s from the tank 20, and if the amount of such a nitrogen-rich
  • Liquid exceeds the demand for product or the need in the air separation plant 100, a feed into the tank 20 can be made.
  • Figure 2 shows changes in material flows and their compositions in a method not according to the invention in the form of a diagram, with a time in Minutes is plotted on the abscissa compared to a normalized range of values from 0 to 100% on the ordinate.
  • the representation of FIG. 1 corresponds to that of FIGS. 3 and 4, with the latter in each case corresponding changes in
  • Air quantity 101 is set to a first value and, during a second operating period T2, to a second value that differs from the first value.
  • the corresponding guide vane position of the main air compressor is designated 101 ', the specification (ramp) for the guide vane position is designated 101 ".
  • the same also applies to the amount of a gaseous nitrogen-rich top product of a high-pressure column of a corresponding system, which liquefies and returns to the
  • Oxygen content 103 in a top product of the high pressure column is temporarily greatly increased here. This goes with a temporary increase in column temperature 104 of the high pressure column and with a decrease in column temperature 105 of
  • a quantity of an oxygen product removed from the air separation plant is designated by 106.
  • a third operating period T3 is therefore provided here.
  • This is, as is basically the case previously, in the
  • Distilled column system fed and processed there air quantity 101 changed from a first time X1 and up to a second time X2 from the first value to the second value.
  • the third time X3 is after the first time X1 and before the second time X2 and the fourth time X4 is after the first time X1 and the third time X3 and after the second time X2.
  • the representation according to FIG. 4 corresponds to the representation according to FIG. 3 over an extended period of time.
  • "purge" oxygen 107 is periodically blown off to the atmosphere (see stream o in FIG. 1) by one
  • this can also be injected into the pressurized oxygen product (C).

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren zur Gewinnung eines oder mehrerer Luftprodukte vor, bei dem eine Luftzerlegungsanlage (100) mit einem Rektifikationssäulensystem (10) verwendet wird, in welcher Druckluft in einer einstellbaren Gesamtluftmenge bearbeitet wird, wobei die Gesamtluftmenge während eines ersten Betriebszeitraums (T1) auf einen ersten Wert und während eines zweiten Betriebszeitraums (T2) auf einen sich von dem ersten Wert unterscheidenden zweiten Wert eingestellt wird, und wobei die Einstellung der Gesamtluftmenge in einem dritten Betriebszeitraum (T3) ab einem ersten Zeitpunkt (X1) und bis zu einem zweiten Zeitpunkt (X2) von dem ersten Wert auf den zweiten Wert verändert wird. Der zweite Betriebszeitraum (T2) liegt nach dem ersten Betriebszeitraum (T1), der dritte Betriebszeitraum (T3) zwischen dem ersten Betriebszeitraum (T1) und dem zweiten Betriebszeitraum (T2). Es ist vorgesehen, dass in dem dritten Betriebszeitraum (T3) eine Einstellung einer Menge einer Flüssigkeit, die unter Verwendung der Druckluft durch Rektifikation gebildet und in dem oder aus dem Rektifikationssäulensystem (10) transportiert wird, ab einem dritten Zeitpunkt (X3) und bis zu einem vierten Zeitpunkt (X4) verändert wird, wobei der dritte Zeitpunkt (X3) vor oder nach dem ersten Zeitpunkt (X1) und vor dem zweiten Zeitpunkt (X2) und der vierte Zeitpunkt (X4) nach dem ersten Zeitpunkt (X1) und dem dritten Zeitpunkt (X3) und vor oder nach dem zweiten Zeitpunkt (X2) liegt. Ein Zeitraum zwischen dem ersten Zeitpunkt (X1) und dem zweiten Zeitpunkt (X2) wird im Wesentlichen gleich einem Zeitraum zwischen dem dritten (X3) Zeitpunkt und dem vierten Zeitpunkt (X4) eingestellt. Eine entsprechende Luftzerlegungsanlage (100) ist ebenfalls Gegenstand der Erfindung.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Gewinnung eines oder mehrerer Luftprodukte und Luftzerleaunasanlaae
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung eines oder mehrerer Luftprodukte und eine entsprechende Luftzerlegungsanlage gemäß den jeweiligen Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Stand der Technik
Die Herstellung von Luftprodukten in flüssigem oder gasförmigem Zustand durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in Luftzerlegungsanlagen ist bekannt und
beispielsweise bei H.-W. Häring (Hrsg.), Industrial Gases Processing, Wiley-VCH,
2006, insbesondere Abschnitt 2.2.5, "Cryogenic Rectification", beschrieben.
Luftzerlegungsanlagen weisen Rektifikationssäulensysteme auf, die beispielsweise als Zweisäulensysteme, insbesondere als klassische Linde-Doppelsäulensysteme, aber auch als Drei- oder Mehrsäulensysteme ausgebildet sein können. Neben den
Rektifikationssäulen zur Gewinnung von Stickstoff und/oder Sauerstoff in flüssigem und/oder gasförmigem Zustand, also den Rektifikationssäulen zur Stickstoff-Sauerstoff- Trennung, können Rektifikationssäulen zur Gewinnung weiterer Luftkomponenten, insbesondere der Edelgase Krypton, Xenon und/oder Argon, vorgesehen sein. Auch wenn Rektifikationssäulen zur Gewinnung weiterer Luftkomponenten nachfolgend nicht konkret thematisiert werden, können Luftzerlegungsanlagen mit entsprechenden Rektifikationssäulen jederzeit auch Gegenstand der vorliegenden Erfindung sein.
Die Rektifikationssäulen der genannten Rektifikationssäulensysteme werden auf unterschiedlichen Druckniveaus betrieben. Doppelsäulensysteme weisen eine sogenannte Hochdrucksäule (auch als Drucksäule, Mitteldrucksäule oder untere Säule bezeichnet) und eine sogenannte Niederdrucksäule (auch als obere Säule bezeichnet) auf. Das Druckniveau der Hochdrucksäule liegt beispielsweise bei 4,7 bis 6,7 bar, vorzugsweise etwa 5,5 bar. Die Niederdrucksäule wird auf einem Druckniveau von beispielsweise 1 ,3 bis 1 ,8 bar, vorzugsweise etwa 1 ,4 bar, betrieben. Bei den hier und nachfolgend angegebenen Druckniveaus handelt es sich jeweils um Absolutdrücke, die am Kopf der jeweils genannten Säulen vorliegen. Die genannten Werte stellen lediglich Beispiele dar, die bei Bedarf verändert werden können.
Die US 4 251 248 A offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Ändern von Betriebsabläufen in einer Luftzerlegungsanlage zum Erhöhen oder Verringern der Produktmengen. Beabsichtigte Änderungswerte unter anderem für Einsatzluft werden jeweils aus den Werten der entsprechend erhöhten oder verminderten Produktmengen berechnet.
In der US 5 901 580 A werden Reinheiten von Luftprodukten bei Schwankungen des Bedarfs eines der Produkte oder der Menge oder des Drucks der Einsatzluft im Wesentlichen konstant gehalten, indem ein Überschuss an stickstoffreicher Flüssigkeit in das Rektifikationssäulensystem eingeleitet wird, wenn der Bedarf an dem Produkt oder die Menge der Einsatzluft steigt, und indem ein Überschuss an stickstoffreicher Flüssigkeit aus der Destillationsvorrichtung entnommen und gespeichert wird, wenn der Bedarf an dem Produkt oder der Menge der Einsatzluft sinkt.
Eine kryogene Luftzerlegungsanlage, die Perioden mit erheblichen Änderungen der Produktnachfrage unterliegt, ist Gegenstand der US 6 006 546 A. Die Anlage wird während dieser Perioden spezifisch angesteuert, um die Auswirkungen des transienten Betriebs auf die Produktreinheit zu minimieren.
Schnelle Änderungen des Sauerstoffbedarfs und des Einsatzluftdrucks werden gemäß der US 5 224 336 A durch eine Nettoübertragung der Kälte in Form von flüssigem Stickstoff in das und aus dem Destillationssystem kompensiert. Diese Übertragung der Kälte wird unter Verwendung eines Vorratsbehälters für flüssigen Stickstoff durchgeführt, der mit dem Rückflussweg des Destillationssystems verbunden ist.
In einem in der US 6 185 960 B1 vorgeschlagenen Verfahren zur Herstellung eines druckbeaufschlagten gasförmigen Produkts durch Tieftemperaturtrennung von Luft, erfolgt diese zeitweise in einem Gasbetrieb und zeitweise in einem kombinierten Betrieb unter Einsatz der Innenverdichtung und entsprechender Kältegewinnung.
Ungeachtet der konkreten Ausgestaltung einer Luftzerlegungsanlage ist häufig ein flexibler Betrieb gewünscht, d.h. eine entsprechende Luftzerlegungsanlage soll zu bestimmten Zeiten deutlich größere oder kleinere Mengen bestimmter Luftprodukte unter entsprechend höherem oder geringerem Lufteinsatz bereitstellen können. In diesem Zusammenhang ist häufig auch eine schnelle Umschaltung zwischen solchen Betriebszuständen mit unterschiedlichen Produktionsmengen gewünscht.
Entsprechende Umschaltvorgänge werden nachfolgend auch als "Lastwechsel" bezeichnet. Es kann davon ausgegangen werden, dass schnelle Lastwechsel zu einer insgesamt höheren Effizienz einer Luftzerlegungsanlage führen. Ferner sind für den Fall, dass schnelle Lastwechsel realisiert sind, Backupspeicher mit geringerer
Kapazität erforderlich, da weniger bzw. gar keine Flüssigkeit aus solchen
Backupspeichern zur Unterstützung der Lastwechsel entnommen wird. Daher ist davon auszugehen, dass die Erstellungskosten entsprechender Luftzerlegungsanlagen sinken.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Gewinnung von Luftprodukten unter Verwendung von Luftzerlegungsanlagen flexibler auszugestalten und insgesamt schnellere Lastwechsel zu ermöglichen.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Gewinnung eines oder mehrerer
Luftprodukte und eine entsprechende Luftzerlegungsanlage mit den jeweiligen
Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Patentansprüche sowie der
nachfolgenden Beschreibung.
Nachfolgend werden zunächst einige bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile verwendete Begriffe sowie der zugrunde liegende technische Hintergrund näher erläutert.
Zur Luftzerlegung können sogenannte Hauptverdichter/Nachverdichter-(Main Air Compressor/Booster Air Compressor-, MAC-BAC-)Verfahren oder sogenannte
Hochluftdruck-( High Air Pressure-, HAP-)Verfahren eingesetzt werden. Bei den Hauptverdichter/Nachverdichter-Verfahren handelt es sich um die eher
konventionelleren Verfahren, Hochluftdruck-Verfahren kommen zunehmend in jüngerer Zeit als Alternativen zum Einsatz. Die vorliegende Erfindung eignet sich für beide Anwendungsfälle.
Hauptverdichter/Nachverdichter-Verfahren zeichnen sich dadurch aus, dass nur ein Teil der dem Rektifikationssäulensystem insgesamt zugeführten Einsatzluftmenge auf ein Druckniveau verdichtet wird, das wesentlich, d.h. um mindestens 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10 bar, oberhalb des Druckniveaus der Hochdrucksäule liegt. Ein weiterer Teil der Einsatzluftmenge wird lediglich auf das Druckniveau der Hochdrucksäule oder ein Druckniveau, das sich um nicht mehr als 1 bis 2 bar von dem Druckniveau der
Hochdrucksäule unterscheidet, verdichtet, und auf diesem niedrigeren Druckniveau in die Hochdrucksäule eingespeist. Ein Beispiel für ein Hauptverdichter/Nachverdichter- Verfahren ist bei Häring (s.o.) in Figur 2.3A gezeigt.
Bei einem Hochluftdruck-Verfahren wird hingegen die gesamte dem
Rektifikationssäulensystem insgesamt zugeführte Einsatzluftmenge auf ein
Druckniveau verdichtet, das wesentlich, d.h. um mindestens 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10 bar oberhalb des Druckniveaus der Hochdrucksäule liegt. Der Druckunterschied kann beispielsweise bis zu 14, 16, 18 oder 20 bar betragen. Hochluftdruck-Verfahren sind beispielsweise aus der EP 2 980 514 A1 und der EP 2 963 367 A1 bekannt.
Die vorliegende Erfindung kann bei Luftzerlegungsanlagen mit sogenannter
Innenverdichtung (IV, Internal Compression, IC) zum Einsatz kommen, aber auch bei Luftzerlegungsanlagen mit Außenverdichtung. Bei der Innenverdichtung wird wenigstens ein Produkt, das mittels der Luftzerlegungsanlage bereitgestellt wird, dadurch gebildet, dass dem Rektifikationssäulensystem eine tiefkalte Flüssigkeit entnommen, in flüssigem Zustand einer Druckerhöhung unterworfen, und, je nach dem vorliegenden Druck, durch Erwärmen entweder in den gasförmigen oder in den überkritischen Zustand überführt wird. Beispielsweise kann mittels Innenverdichtung innenverdichteter gasförmiger Sauerstoff (GOX IV, GOX IC), innenverdichteter gasförmiger Stickstoff (GAN IV, GAN IC) oder innenverdichtetes gasförmiges Argon (GAR IV, GAR IC) erzeugt werden. Die Innenverdichtung bietet eine Reihe von technischen Vorteilen gegenüber einer grundsätzlich ebenfalls möglichen externen Verdichtung entsprechender Produkte und ist in der Fachliteratur, beispielsweise bei Häring (s.o.), Abschnitt 2.2.5.2, "Internal Compression", erläutert. Flüssigkeiten und Gase können im hier verwendeten Sprachgebrauch reich oder arm an einer oder an mehreren Komponenten sein, wobei "reich" für einen Gehalt von wenigstens 90%, 95%, 99%, 99,5%, 99,9% oder 99,99% und "arm" für einen Gehalt von höchstens 10%, 5%, 1%, 0,1 % oder 0,01 % auf Mol-, Gewichts- oder
Volumenbasis stehen kann.
Flüssigkeiten und Gase können im hier verwendeten Sprachgebrauch angereichert oder abgereichert an einer oder mehreren Komponenten sein, wobei sich diese Begriffe auf einen Gehalt in einer Ausgangsflüssigkeit oder einem Ausgangsgas beziehen, aus der oder dem die betrachtete Flüssigkeit oder das betrachtete Gas gewonnen wurde. Die Flüssigkeit oder das Gas ist "angereichert", wenn diese oder dieses zumindest den 1 ,1-fachen, 1 ,5-fachen, 2-fachen, 5-fachen, 10-fachen 100- fachen oder 1.000-fachen Gehalt, und "abgereichert", wenn diese oder dieses höchstens den 0,9-fachen, 0, 5-fachen, 0,1-fachen, 0,01-fachen oder 0,001-fachen Gehalt einer entsprechenden Komponente, bezogen auf die Ausgangsflüssigkeit oder das Ausgangsgas enthält. Ist hier beispielsweise von "Sauerstoff die Rede, sei hierunter auch eine Flüssigkeit oder ein Gas verstanden, die oder das reich an
Sauerstoff ist, jedoch nicht ausschließlich hieraus bestehen muss.
Die vorliegende Anmeldung verwendet zur Charakterisierung von Drücken und
Temperaturen die Begriffe "Druckniveau" und "Temperaturniveau", wodurch zum Ausdruck gebracht werden soll, dass Drücke und Temperaturen in einer
entsprechenden Anlage nicht in Form exakter Druck- bzw. Temperaturwerte verwendet werden müssen, um das erfinderische Konzept zu verwirklichen. Jedoch bewegen sich derartige Drücke und Temperaturen typischerweise in bestimmten Bereichen, die beispielsweise ± 1%, 5%, 10% oder 20% um einen Mittelwert liegen. Entsprechende Druckniveaus und Temperaturniveaus können dabei in disjunkten Bereichen liegen oder in Bereichen, die einander überlappen. Insbesondere schließen beispielsweise Druckniveaus unvermeidliche oder zu erwartende Druckverluste ein. Entsprechendes gilt für Temperaturniveaus. Bei dem hier in bar angegebenen Druckniveaus handelt es sich um Absolutdrücke.
Vorteile der Erfindung Abhängig von der "Richtung" der eingangs erläuterten Lastwechsel (von hoher zu niedriger Produktionsmenge bzw. umgekehrt) entsteht in herkömmlichen
Luftzerlegungsanlagen - bezogen auf den jeweils anschließend einzustellenden Lastzustand - entweder ein Überschuss oder ein Defizit an kryogenen Flüssigkeiten im Rektifikationsteil, also dem Rektifikationssäulensystem. Der Grund dafür ist die auf den Trennböden bzw. in Flüssigverteilern und Packungen der Rektifikationssäulen, insbesondere der Hoch- und der Niederdrucksäule, jeweils gespeicherte Menge kryogener Flüssigkeiten. Diese Flüssigmenge ist lastabhängig: Je geringer die Last, desto weniger Flüssigkeit ist auf den Trennböden verteilt. Beim Reduzieren der Last wird damit überschüssige Flüssigkeit freigesetzt. Diese überschüssige Flüssigkeit sollte in der Anlage gespeichert werden, um sie bei einer Erhöhung der Last wieder zum Ausgleich des dann vorliegenden Defizits verwenden zu können.
Als Speicher für die Flüssigkeit bietet sich in herkömmlichen Luftzerlegungsanlagen ohne Argon-Produktion nur der Sumpf der Hochdrucksäule an. In entsprechenden Luftzerlegungsanlagen vorhandene weitere Flüssigkeitsbehälter, beispielsweise für den die Hoch- und die Niederdrucksäule wärmetauschend verbindenden
Hauptkondensator oder einen sogenannten Nebenkondensator, sollten aus
Sicherheitsgründen typischerweise mit unverändertem Flüssigstand betrieben werden und scheiden daher als Speicherbehälter für Lastwechsel aus. Weiteres wird unten unter Bezugnahme auf die Figur 1 veranschaulicht, die eine entsprechende
Luftzerlegungsanlage zeigt. Es versteht sich, dass für schnelle Lastwechsel auch "schnelle" Regler erforderlich sind, welche nur zu kleinen Abweichungen zwischen Soll- und Ist-Werten führen.
Schnelle Lastwechsel können zu veränderten Produktzusammensetzungen führen. Wird beispielsweise die in Figur 1 veranschaulichte Luftzerlegungsanlage bei ansonsten unverändertem Betrieb mit erhöhter Lastwechselgeschwindigkeit (75% Last auf 100% Last mit 4% pro Minute) betrieben, ist u.a. ein Anstieg des
Sauerstoffgehaltes in dem gasförmigen Kopfprodukt der Hochdrucksäule zu beobachten, wie auch in Figur 2 veranschaulicht (siehe dort Spur 103). Dieser Anstieg ist negativ zu bewerten, da dadurch die Reinheit von mindestens zwei Luftprodukten, nämlich eines durch Verflüssigung aus dem Kopfprodukt der Hochdrucksäule gebildeten flüssigen Druckstickstoffprodukts (LIN) und eines in Form eines gasförmigen Druckstickstoffprodukts (PGAN) unverflüssigt aus der Luftzerlegungsanlage ausgeführten Anteils dieses Kopfprodukts, beeinträchtigt wird.
Eine naheliegende Lösung zur Vermeidung einer entsprechenden Verschlechterung der Produktreinheiten wäre der Anlagenbetrieb mit einer Produktreinheit, die einen gewissen Puffer für derartige Betriebszustände umfasst, so dass die geforderte Reinheit stets eingehalten werden kann. Nachteilig hieran ist jedoch, dass für die meisten Betriebszustände eine größere Produktreinheit als sie tatsächlich erforderlich ist, bereitgestellt werden muss. Dies würde daher entweder zu höheren
Investitionskosten (mehr Trennstufen in der Hochdrucksäule) oder zu höheren Betriebskosten (aufgrund eines Überschusses an Einsatzluft) führen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass sich die erläuterten Probleme dadurch lösen lassen, dass eine verzögerte oder vorauseilende
Sollwertverstellung von Reglern, die in einer Luftzerlegungsanlage die Menge eines in oder aus dem Rektifikationssäulensystem geführten Stoffstroms beeinflussen, in Reaktion auf eine Änderung der in der Luftzerlegungsanlage bzw. deren
Rektifikationssäulensystem bearbeiteten Luftmenge vorgenommen wird. Dies kann insbesondere, wie nachfolgend schwerpunktmäßig beschrieben, in Form einer verzögerten Sollwertverstellung erfolgen, und zwar insbesondere hinsichtlich der Menge einer stickstoffreichen Flüssigkeit, die aus einem Kopfprodukt der
Hochdrucksäule gebildet wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen spezifischen Fall beschränkt. Die grundlegende Erkenntnis der Erfindung besteht vielmehr darin, dass eine vorauseilende oder nachlaufende Verstellung von entsprechenden Fluidströmen bzw. deren Mengen in entsprechenden
Einsatzszenarien besonders vorteilhaft sein kann.
Die vorliegende Erfindung schlägt vor diesem Hintergrund ein Verfahren zur
Gewinnung eines oder mehrerer Luftprodukte vor, bei dem eine Luftzerlegungsanlage mit einem Rektifikationssäulensystem verwendet wird, in welcher Druckluft in einer einstellbaren Gesamtluftmenge bearbeitet wird. Ist hier von einer "Gesamtluftmenge" die Rede, sei hier stets die gesamte, in einer entsprechenden Anlage zu einem jeweiligen Zeitpunkt bearbeitete, d.h. durch Rektifikation behandelte Luftmenge verstanden. Weitere Luft außer der Gesamtluftmenge wird hierbei jeweils nicht in der Luftzerlegungsanlage bzw. in deren Rektifikationssäulensystem bearbeitet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird Gesamtluftmenge während eines ersten Betriebszeitraums auf einen ersten Wert und während eines zweiten Betriebszeitraums auf einen sich von dem ersten Wert unterscheidenden zweiten Wert eingestellt. Es liegen also in diesen beiden Betriebszeiträumen unterschiedliche Gesamtluftmengen vor, wobei die erste Gesamtluftmenge größer oder kleiner als die zweite
Gesamtluftmenge sein kann. Eine entsprechende Luftzerlegungsanlage wird also in dem ersten und dem zweiten Betriebszeitraum in unterschiedlichen Lastzuständen betrieben, wobei insbesondere in einem der beiden Betriebszeiträume ein
Volllastbetrieb vorliegen bzw. erfolgen kann. Die vorliegende Erfindung betrifft mit anderen Worten Fälle einer Lasterhöhung und einer Lastverringerung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird, wie grundsätzlich bekannt, in einem dritten Betriebszeitraum ab einem ersten Zeitpunkt und bis zu einem zweiten Zeitpunkt die Einstellung der Gesamtluftmenge von dem ersten Wert auf den zweiten Wert verändert, also ein Lastwechsel vorgenommen. Es versteht sich dabei, dass der zweite Betriebszeitraum nach dem ersten Betriebszeitraum und der dritte Betriebszeitraum zwischen dem ersten Betriebszeitraum und dem zweiten Betriebszeitraum liegt. Ohne weitere Maßnahmen kann dies, wie erwähnt, zu den erläuterten nachteiligen Effekten führen. Ein Lastwechsel kann dabei eine Lasterhöhung oder Lastverringerung darstellen, je nachdem, ob die erste Gesamtluftmenge geringer oder höher als die zweite Gesamtluftmenge ist. Der erste, zweite und dritte Betriebszeitraum stellen dabei zeitlich einander nicht überlappende Betriebszeiträume dar und der dritte
Betriebszeitraum liegt zeitlich stets zwischen dem ersten und dem zweiten oder dem zweiten und dem ersten Betriebszeitraum. Dies schließt das Vorhandensein weiterer Betriebszeiträume nicht aus.
Erfindungsgemäß wird in dem dritten Betriebszeitraum eine Einstellung einer Menge einer Flüssigkeit, die unter Verwendung der Druckluft durch Rektifikation gebildet und in dem oder aus dem Rektifikationssäulensystem transportiert wird, ab einem dritten Zeitpunkt und bis zu einem vierten Zeitpunkt verändert, wobei der dritte Zeitpunkt vor oder nach dem ersten Zeitpunkt und vor dem zweiten Zeitpunkt und der vierte
Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt und dem dritten Zeitpunkt und vor oder nach dem zweiten Zeitpunkt liegt. Der erste, der zweite, der dritte und der vierte Zeitpunkt liegen jeweils innerhalb des dritten Betriebszeitraums, wobei aber beispielsweise der dritte vor dem ersten bzw. der vierte nach dem zweiten Zeitpunkt liegen kann, also der dritte Betriebszeitraum nicht mit dem ersten Zeitpunkt beginnen und mit dem zweiten Zeitpunkt enden muss. Der dritte Betriebszeitraum kann zwischen dem zeitlich frühesten Zeitpunkt und dem zeitlich spätesten Zeitpunkt dieser Zeitpunkte liegen, sich aber auch über einen längeren Zeitraum erstrecken. Ein Zeitraum zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt wird erfindungsgemäß derart eingestellt, dass er sich um nicht mehr als 20%, 10%, 5% oder 1% von einem Zeitraum zwischen dem dritten Zeitpunkt und dem vierten Zeitpunkt unterscheidet. Die genannten
Zeiträume können dabei auch gleich oder im Wesentlichen gleich eingestellt werden. Die Einstellung kann insbesondere durch Verwendung entsprechender Sollwerte oder Vorgabewerte in einer Regelung oder Steuerung erfolgen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird also eine zeitlich zur Veränderung der Gesamtluftmenge nicht synchrone Veränderung der Menge des Fluids, das unter Verwendung der Druckluft durch Rektifikation gebildet und in dem oder aus dem Rektifikationssäulensystem transportiert wird, vorgeschlagen. Diese Veränderung wird insbesondere durch eine entsprechende Sollwertvorgabe eines Steuerungs- oder Regelsystems einer Luftzerlegungsanlage vorgenommen und erfolgt durch geeignete Stellglieder, insbesondere Ventile, Schieber und dergleichen. Eine entsprechende Steuerung oder Regelung kann insbesondere auf Grundlage erfasster Istwerte erfolgen und dabei sämtliche aus dem Bereich der Steuerungs- oder Regelungstechnik bekannten Maßnahmen umfassen, soweit sie für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung geeignet und zweckmäßig sind.
Die Veränderung der Menge des Fluids, das unter Verwendung der Druckluft durch Rektifikation gebildet und in dem oder aus dem Rektifikationssäulensystem
transportiert wird, kann insbesondere unter Verwendung einer entsprechenden Sollwertvorgabe erfolgen. In bestimmten Fällen, beispielsweise in den in den beigefügten Figuren 1 bis 4 dargestellten Luftzerlegungsanlagen, kann außerdem vorgesehen sein, dass ein entsprechender Reglerausgang zusätzlich (typischerweise in einem Bereich von nicht mehr als ± 5 %) durch eine Trimregler nachgesteuert wird. Dadurch kann es im Extremfall dazu kommen, dass sich ein Istwert am Ende der Verstellung von einem jeweils vorgegenenen Sollwert etwas (maximal aber um 5%) unterscheidet. Die vorliegende Erfindung kann insbesondere in Luftzerlegungsanlagen zum Einsatz kommen, deren Rektifikationssäulensystem eine auf einem ersten Druckniveau betriebene Hochdrucksäule und eine auf einem zweiten Druckniveau unterhalb des ersten Druckniveaus betriebene Niederdrucksäule aufweist, wobei die Flüssigkeit, deren Menge in dem dritten Betriebszeitraum verändert wird, wie erwähnt ein Anteil eines gasförmigen stickstoffreichen Kopfprodukts der Hochdrucksäule ist, das verflüssigt und als Rücklauf auf die Niederdrucksäule aufgegeben wird. Die
vorliegende Erfindung kann insbesondere in einer Luftzerlegungsanlage mit einem Nebenkondensator zur Erwärmung eines innenverdichteten Sauerstoffprodukts zum Einsatz kommen. In einer entsprechenden Luftzerlegungsanlage kann eine Innen- oder Außenverdichtung von Luftprodukten vorgenommen werden und es können
verfahrenstechnische Verschaltungen mit Stickstoff- und Luftkreisläufen eingesetzt werden. Auch Luftzerlegungsanlagen mit mehreren Hochdrucksäulen können verwendet werden.
Ungeachtet der Anzahl von Hoch- und Niederdrucksäulen kann das erste Druckniveau im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere bei 5 oder 7 bis 12 bar
Absolutdruck und das zweite Druckniveau insbesondere bei 1 ,3 oder 1 ,8 bis 3,5 bar Absolutdruck liegen. Die vorliegende Erfindung kann also insbesondere bei sogenannten "Elevated Pressure"-Luftzerlegungsanlagen zum Einsatz kommen, bei denen die Betriebsdrücke der Destillationssäulensysteme oberhalb der eingangs erwähnten konventionellen Werte liegen. Gleichwohl ist die Erfindung aber auch im Zusammenhang mit herkömmlichen Druckniveaus im Destillationssäulensystem einsetzbar.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können insbesondere flexible
Lastwechselgeschwindigkeiten realisiert werden. Mit anderen Worten kann ein
Zeitraum zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt durch Verändern des ersten Zeitpunkts und/oder des zweiten Zeitpunkts eingestellt werden. In diesem Zusammenhang erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn beispielsweise eine im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehene Verzögerungszeit an diese
Veränderung angepasst wird, also wenn ein Zeitraum zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem dritten Zeitpunkt in Abhängigkeit von der Einstellung des Zeitraums zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt durch Verändern des dritten
Zeitpunkts eingestellt wird. Auf diese Weise lassen sich auch bei veränderten Lastwechselgeschwindigkeiten die erfindungsgemäßen Vorteile erzielen. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass, wenn der dritte Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt und der vierte Zeitpunkt nach dem zweiten Zeitpunkt liegt, der Zeitraum zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem dritten Zeitpunkt verlängert wird, wenn der Zeitraum zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt verkürzt wird. Mit anderen Worten kann bei einer Erhöhung der Lastwechselgeschwindigkeit
beispielsweise eine längere Verzögerungszeit gewählt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann eine Laständerung insbesondere auch die Veränderung der Mengen der jeweils gebildeten Luftprodukte umfassen. Es kann bzw. können also ein oder mehrere Luftprodukte in einer einstellbaren Produktmenge gebildet werden, wobei die Produktmenge während des ersten Betriebszeitraums auf einen ersten Wert und während des zweiten Betriebszeitraums auf einen sich von dem ersten Wert unterscheidenden zweiten Wert eingestellt wird, und wobei die Einstellung der Produktmenge in dem dritten Betriebszeitraum ab dem ersten Zeitpunkt und bis zu dem zweiten Zeitpunkt von dem ersten Wert auf den zweiten Wert verändert wird. Bei einem entsprechenden Luftprodukt kann es sich insbesondere um ein solches Luftprodukt handeln, das zumindest teilweise aus dem gasförmigen stickstoffreichen Kopfprodukt der Hochdrucksäule gebildet wird. Dieses kann in verflüssigter oder unverflüssigter Form bereitgestellt werden.
Die vorliegende Erfindung kann im Zusammenhang mit unterschiedlichen
Laständerungsumfängen zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann hierbei vorgesehen sein, dass sich die erste Gesamtluftmenge sich um mehr als 5 und bis zu 30, 40 oder 50 Prozentpunkte von der zweiten Gesamtluftmenge unterscheidet.
Insbesondere kann die Veränderung der Gesamtluftmenge dabei in dem dritten Betriebszeitraum stufenweise oder kontinuierlich erfolgen, und zwar vorzugsweise mit einer mittleren Veränderungsgeschwindigkeit (bezogen auf die stufenweise Änderung) oder einer Veränderungsgeschwindigkeit (bei der kontinuierlichen Veränderung) der Gesamtluftmenge von 0,1 (im Falle einer Gewinnung von Argon) bzw. 1 bis 10 Prozentpunkten pro Minute.
Generell kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Argongewinnung vorgesehen sein, d.h. in dem Verfahren kann das Rektifikationssäulensystem insbesondere eine oder mehrere zur Gewinnung eines argonreichen Luftprodukts eingerichtete Rektifikationskolonnen aufweisen und in dem Verfahren kann das argonreiche Luftprodukt gebildet werden. Ein "argonreiches" Luftprodukt weist dabei mindestens 50, 60, 70, 80 oder 90 Molprozent Argon auf.
Die vorliegende Erfindung erstreckt sich auch auf eine Luftzerlegungsanlage, die zur Gewinnung eines oder mehrerer Luftprodukte eingerichtet ist und ein
Rektifikationssäulensystem aufweist, wobei die Luftzerlegungsanlage dazu eingerichtet ist, Druckluft in einer einstellbaren Gesamtluftmenge in dem
Rektifikationssäulensystem zu bearbeiten und dabei die Gesamtluftmenge während eines ersten Betriebszeitraums auf einen ersten Wert und während eines zweiten Betriebszeitraums auf einen sich von dem ersten Wert unterscheidenden zweiten Wert einzustellen sowie die Einstellung der Gesamtluftmenge in einem dritten
Betriebszeitraum ab einem ersten Zeitpunkt und bis zu einem zweiten Zeitpunkt von dem ersten Wert auf den zweiten Wert zu verändern. Der zweite Betriebszeitraum liegt, wie erwähnt, nach dem ersten Betriebszeitraum und der dritte Betriebszeitraum zwischen dem ersten Betriebszeitraum und dem zweiten Betriebszeitraum.
Erfindungsgemäß ist die Luftzerlegungsanlage mit einer Steuereinheit ausgestattet, die programmtechnisch dazu eingerichtet ist, in dem dritten Betriebszeitraum eine
Einstellung einer Menge einer Flüssigkeit, die unter Verwendung der Druckluft durch Rektifikation gebildet und in oder aus dem Rektifikationssäulensystem transportiert wird, ab einem dritten Zeitpunkt und bis zu einem vierten Zeitpunkt zu verändern, wobei der dritte Zeitpunkt vor oder nach dem ersten Zeitpunkt und vor dem zweiten Zeitpunkt und der vierte Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt und dem dritten Zeitpunkt und vor oder nach dem zweiten Zeitpunkt liegt. Sie ist ferner dazu eingerichtet, einen Zeitraum zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt derart
einzustellen, dass er sich um nicht mehr als 20% oder einen anderen der zuvor erwähnten Unterschiedswerte von einem Zeitraum zwischen dem dritten Zeitpunkt und dem vierten Zeitpunkt unterscheidet.
Die Steuereinheit ist insbesondere programmtechnisch dazu eingerichtet, ein
Verfahren durchzuführen, wie es zuvor in unterschiedlichen Ausgestaltungen erläutert wurde. Zu weiteren Vorteilen entsprechender Luftzerlegungsanlagen und erfindungsgemäßer Ausgestaltungen sei auf die obigen Erläuterungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens und seiner unterschiedlichen vorteilhaften Ausgestaltungen ausdrücklich verwiesen. Eine erfindungsgemäß bereitgestellte Luftzerlegungsanlage ist
insbesondere zur Durchführung entsprechender Verfahren eingerichtet und weist hierzu jeweils spezifisch ausgebildete Mittel auf.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, welche unter anderem eine Luftzerlegungsanlage, die gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung betrieben werden kann, zeigen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt eine Luftzerlegungsanlage, die gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung betrieben werden kann, in Form eines vereinfachten Prozessflussdiagramms.
Figur 2 zeigt Veränderungen in Stoffströmen und deren Zusammensetzungen in einem nicht erfindungsgemäßen Verfahren in Form eines Diagramms.
Figur 3 zeigt Veränderungen in Stoffströmen und deren Zusammensetzungen in einem Verfahren gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung in Form eines Diagramms.
Figur 4 zeigt Veränderungen in Stoffströmen und deren Zusammensetzungen in einem Verfahren gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung in Form eines Diagramms.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
In Figur 1 ist eine Luftzerlegungsanlage, die gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung betrieben werden kann, in Form eines vereinfachten Prozessflussdiagramms veranschaulicht und insgesamt mit 100 bezeichnet. Zu den nachfolgend nicht erläuterten Komponenten der gezeigten Luftzerlegungsanlage 100 sei auf einschlägige Fachliteratur, insbesondere das oben zitierte Kapitel bei Häring, verwiesen. Die Luftzerlegungsanlage 100 weist ein Destillationssäulensystem 10, das eine
Hochdrucksäule 11 und eine Niederdrucksäule 12 umfasst, auf. In der Luftzerlegungsanlage 200 wird Einsatzluft (A) mittels eines Hauptluftverdichters 1 über ein Filter 2 angesaugt und verdichtet. Ein entsprechend gebildeter
Druckluftstrom a wird in einer mit Kühlwasser (B) betriebenen Vorkühlreinrichtung 3 und einer Reinigungseinrichtung 4 in grundsätzlich bekannter Art vorgekühlt und gereinigt. Luft des vorgekühlten und gereinigten Druckluftstroms a wird in Form zweier Teilströme b und c warmseitig einem Hauptwärmetauscher 5 zugeführt.
Der Teilstrom b wird dem Hauptwärmetauscher 5 auf einem
Zwischentemperaturniveau entnommen und mittels einer Einblaseturbine 6, die mit einer nicht gesondert bezeichneten Ölbremse oder einem Generator gekoppelt sein kann, in die Niederdrucksäule 12 entspannt (eingeblasen). Der Teilstrom c wird dem Hauptwärmetauscher 5 dagegen kaltseitig entnommen, durch einen
Nebenkondensator 7 geführt und über ein nicht gesondert bezeichnetes Ventil in die Hochdrucksäule 1 1 eingespeist.
In der Hochdrucksäule 1 1 werden ein an Sauerstoff angereichertes flüssiges
Sumpfprodukt und ein an Stickstoff angereichertes bzw. stickstoffreiches gasförmiges Kopfprodukt gebildet. Das Sumpfprodukt der Hochdrucksäule 1 1 wird in Form eines Stoffstroms d durch einen Unterkühlungsgegenströmer 8 geführt und in die
Niederdrucksäule 12 eingespeist. Das Kopfprodukt der Hochdrucksäule 1 1 wird teils in Form eines Stoffstroms e in einem die Hochdrucksäule 1 1 und die Niederdrucksäule 12 wärmetauschend verbindenden Hauptkondensator 13 verflüssigt und teils in Form eines Stoffstroms f im Hauptwärmetauscher 5 erwärmt und als gasförmiges
Druckstickstoffprodukt aus der Anlage ausgeführt. Der verflüssigte Anteil wird teils in Form eines Stoffstroms g als Rücklauf auf die Hochdrucksäule 1 1 zurückgeführt und insbesondere in weiteren einstellbaren Anteilen einerseits in Form eines Stoffstroms h in einen Tank 20 eingespeist und anderseits in Form eines Stoffstroms i durch den Unterkühlungsgegenströmer 8 geführt und auf die Niederdrucksäule 12 aufgegeben.
In der Niederdrucksäule 12 wird ein sauerstoffreiches flüssiges Sumpfprodukt gebildet und in Form eines Stoffstroms k in einer Innenverdichtungspumpe 9 in flüssigem Zustand druckerhöht. Zumindest ein Teil hiervon kann in Form eines Stoffstroms I dem Nebenkondensator 7 zugeführt und dort erwärmt werden. Bei Bedarf kann ein weiterer Anteil in Form eines Stoffstroms m über ein nicht gesondert bezeichnetes Ventil in die Niederdrucksäule 12 zurückgespeist werden. In dem Nebenkondensator 7 wird der Stoffstrom I zumindest zum überwiegenden Anteil verdampft. Ein entsprechend verdampfter Stoffstrom n wird im
Hauptwärmetauscher 5 erwärmt, dabei vom flüssigen in den gasförmigen oder überkritischen Zustand überführt und als gasförmiges Drucksauerstoffprodukt (C) aus der Luftzerlegungsanlage 100 ausgeführt. Ein Füllstand in einem Flüssigkeitsbehälter des Nebenkondensators 7 wird durch den Zulaufstrom I geregelt. Bei Bedarf kann Flüssigkeit in Form eines Stoffstroms o an die Atmosphäre (D) abgegeben werden. Ein Flüssigkeitsstand in dem Flüssigkeitsbehälter des Nebenkondensators 7, aber auch ein Flüssigkeitsstand in der Niederdrucksäule 12 und damit in einem Flüssigkeitsbehälter des Hauptkondensators 13 sollte, wie erwähnt, aus Sicherheitsgründen konstant gehalten werden. Damit verbleibt in der hier veranschaulichten Luftzerlegungsanlage 100 im Wesentlichen der Sumpf der Hochdrucksäule 1 1 als ein möglicher
Flüssigkeitsspeicher für Lastwechsel.
Vom Kopf der Niederdrucksäule 12 wird in der hier veranschaulichten
Luftzerlegungsanlage Kopfgas in Form eines Stoffstroms p abgezogen und teils in Form eines Stoffstroms q durch den Unterkühlungsgegenströmer 8 sowie den
Hauptwärmetauscher 5 geführt und auf diese Weise erwärmt. Entsprechendes gilt für sogenannten Unreinstickstoff, der in Form eines Stoffstroms r aus der
Niederdrucksäule 12 abgezogen wird. Die zuletzt genannten Stoffströme können in unterschiedlicher Weise in der Luftzerlegungsanlage 100 genutzt, als Produkt bereitgestellt, und/oder an die Atmosphäre (D) abgegeben werden.
Der Tank 20 kann insbesondere dazu genutzt werden, um einen Rücklauf auf die Niederdrucksäule 12 zu puffern. Mit anderen Worten kann insbesondere dann, wenn in bestimmten Betriebszuständen die in Form des Stoffstroms i bereitstellbare
stickstoffreiche Flüssigkeit für den Betrieb der Niederdrucksäule 12 nicht ausreicht, eine entsprechende Ergänzung mittels eines Stoffstroms s aus dem Tank 20 vorgenommen werden, und falls die Menge einer derartigen stickstoffreichen
Flüssigkeit den Bedarf an Produkt oder den Bedarf in der Luftzerlegungsanlage 100 übersteigt, eine Einspeisung in den Tank 20 vorgenommen werden.
Figur 2 zeigt Veränderungen in Stoffströmen und deren Zusammensetzungen in einem nicht erfindungsgemäßen Verfahren in Form eines Diagramms, wobei eine Zeit in Minuten auf der Abszisse gegenüber einem normierten Wertebereich von 0 bis 100% auf der Ordinate aufgetragen ist. Die Darstellung der Figur 1 entspricht dabei jener der Figuren 3 und 4, wobei in letzteren jeweils entsprechende Veränderungen in
Stoffströmen und deren Zusammensetzungen in einem Verfahren gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung veranschaulicht sind.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, wird hier während eines ersten Betriebszeitraums T1 eine in ein Destillationssäulensystem einer Luftzerlegungsanlage, beispielsweise der Luftzerlegungsanlage 100 gemäß Figur 1 , eingespeiste und dort bearbeitete
Luftmenge 101 auf einen ersten Wert und während eines zweiten Betriebszeitraums T2 auf einen sich von dem ersten Wert unterscheidenden zweiten Wert eingestellt. Die entsprechende Leitschaufelstellung des Hauptluftverdichters ist mit 101 ', die Vorgabe (Rampe) für die Leitschaufelstellung mit 101 " bezeichnet. Entsprechendes gilt auch für die Menge eines gasförmigen stickstoffreichen Kopfprodukts einer Hochdrucksäule einer entsprechenden Anlage, das verflüssigt und als Rücklauf auf die
Niederdrucksäule aufgegeben wird. In Figur 1 ist ein derartiger Stoffstrom mit i bezeichnet. Seine Menge wird über eine Vorgabe (Rampe) bezüglich der Stellung eines Ventils 1 11 , das stromab eines Unterkühlers 110 (siehe jeweils Figur 1 ) angeordnet ist, eingestellt. Diese Vorgabe ist in Figur 2 mit 102 bezeichnet. Eine Messung erfolgt nicht. Es versteht sich, dass sich die jeweils verwendeten Werte voneinander unterscheiden. Auch weitere Stoffströme werden in entsprechender Weise geändert, sind hier aber nicht gesondert veranschaulicht.
Wie hier ersichtlich, erfolgt die Veränderung der stickstoffreichen Rücklaufmenge gemäß der Vorgabe 102 hier rampenartig ab demselben Zeitpunkt zum Ende des ersten Betriebszeitraums T1 wie die rampenartige Veränderung der eingespeisten und bearbeiteten Luftmenge 101. Dies führt in nachteiliger Weise dazu, dass ein
Sauerstoffgehalt 103 in einem Kopfprodukt der Hochdrucksäule hier temporär stark erhöht. Dies geht mit einer temporären Erhöhung der Säulentemperatur 104 der Hochdrucksäule und mit einer Verringerung der Säulentemperatur 105 der
Niederdrucksäule einher. Eine Menge eines der Luftzerlegungsanlage entnommenen Sauerstoffprodukts ist mit 106 bezeichnet.
In dem in Figur 3 veranschaulichten Betrieb gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist daher hier ein dritter Betriebszeitraum T3 vorgesehen. In diesem wird, wie grundsätzlich bereits zuvor der Fall, die in das
Destillationssäulensystem eingespeiste und dort bearbeitete Luftmenge 101 ab einem ersten Zeitpunkt X1 und bis zu einem zweiten Zeitpunkt X2 von dem ersten Wert auf den zweiten Wert verändert.
Zusätzlich ist hier jedoch vorgesehen, dass in dem dritten Betriebszeitraum T3 eine Einstellung einer Menge eines Fluids, das unter Verwendung der Druckluft durch Rektifikation gebildet und in dem oder aus dem Rektifikationssäulensystem
transportiert wird, hier nämlich des gasförmigen stickstoffreichen Kopfprodukts der Hochdrucksäule, das verflüssigt und gemäß der Vorgabe 102 als Rücklauf auf die Niederdrucksäule aufgegeben wird, gegenüber der eingespeisten und bearbeiteten Luftmenge 101 verzögert verändert wird, und zwar hier ab einem dritten Zeitpunkt X3 und bis zu einem vierten Zeitpunkt X4. Der dritte Zeitpunkt X3 liegt hier nach dem ersten Zeitpunkt X1 und vor dem zweiten Zeitpunkt X2 und der vierte Zeitpunkt X4 liegt nach dem ersten Zeitpunkt X1 und dem dritten Zeitpunkt X3 und nach dem zweiten Zeitpunkt X2.
Die Darstellung gemäß Figur 4 entspricht der Darstellung gemäß Figur 3 über einen verlängerten Zeitraum. Wie hier ferner veranschaulicht, wird periodisch "Spül"- Sauerstoff 107 an die Atmosphäre abgeblasen (siehe Strom o in Figur 1 ), um eine
Anreicherung unerwünschter Komponenten zu verhindern. Dieser kann prinzipiell auch in das Drucksauerstoffprodukt (C) eingedüst werden.
Wie aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich, ergibt sich bei Einsatz der vorliegenden Erfindung in den jeweils gezeigten Ausgestaltungen insbesondere keine
Verschlechterung der Reinheit eines Stickstoffprodukts (siehe jeweils den
Sauerstoffgehalt 103 im Kopfprodukt der Hochdrucksäule).

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Gewinnung eines oder mehrerer Luftprodukte, bei dem eine
Luftzerlegungsanlage (100) mit einem Rektifikationssäulensystem (10) verwendet wird, in welcher Druckluft in einer einstellbaren Gesamtluftmenge bearbeitet wird, wobei die Gesamtluftmenge während eines ersten Betriebszeitraums (T1 ) auf einen ersten Wert und während eines zweiten Betriebszeitraums (T2) auf einen sich von dem ersten Wert unterscheidenden zweiten Wert eingestellt wird, wobei die Einstellung der Gesamtluftmenge in einem dritten Betriebszeitraum (T3) ab einem ersten Zeitpunkt (X1 ) und bis zu einem zweiten Zeitpunkt (X2) von dem ersten Wert auf den zweiten Wert verändert wird, und wobei der zweite
Betriebszeitraum (T2) nach dem ersten Betriebszeitraum (T1 ) und der dritte Betriebszeitraum (T3) zwischen dem ersten Betriebszeitraum (T1 ) und dem zweiten Betriebszeitraum (T2) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass in dem dritten Betriebszeitraum (T3) eine Einstellung einer Menge einer Flüssigkeit, die unter Verwendung der Druckluft durch Rektifikation gebildet und in dem oder aus dem Rektifikationssäulensystem (10) transportiert wird, ab einem dritten Zeitpunkt (X3) und bis zu einem vierten Zeitpunkt (X4) verändert wird, wobei der dritte Zeitpunkt (X3) vor oder nach dem ersten Zeitpunkt (X1 ) und vor dem zweiten Zeitpunkt (X2) und der vierte Zeitpunkt (X4) nach dem ersten Zeitpunkt (X1 ) und dem dritten Zeitpunkt (X3) und vor oder nach dem zweiten Zeitpunkt (X2) liegt, und ein Zeitraum zwischen dem ersten Zeitpunkt (X1 ) und dem zweiten Zeitpunkt (X2) derart eingestellt wird, dass er sich um nicht mehr als 20% von einem Zeitraum zwischen dem dritten (X3) Zeitpunkt und dem vierten Zeitpunkt (X4) unterscheidet.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem das Rektifikationssäulensystem (10) eine auf einem ersten Druckniveau betriebene Hochdrucksäule (1 1 ) und eine auf einem zweiten Druckniveau unterhalb des ersten Betriebsdrucks betriebene
Niederdrucksäule (12) aufweist, wobei ein gasförmiges stickstoffreiches
Kopfprodukt in der Niederdrucksäule (11 ) gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Flüssigkeit, deren Menge in dem dritten Betriebszeitraum (T3) verändert wird, ein Anteil des gasförmigen stickstoffreichen Kopfprodukts der Hochdrucksäule (11 ) ist, der verflüssigt und als Rücklauf auf die Niederdrucksäule (12) aufgegeben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, bei dem das erste Druckniveau bei 5 bis 12 bar Absolutdruck und das zweite Druckniveau bei 1 ,3 bis 3,5 bar
Absolutdruck liegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, bei dem ein Zeitraum zwischen dem ersten Zeitpunkt (X1 ) und dem zweiten Zeitpunkt (X2) durch Verändern des ersten Zeitpunkts (X1 ) und/oder des zweiten Zeitpunkts (X2) eingestellt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem ein Zeitraum zwischen dem ersten
Zeitpunkt (X1 ) und dem dritten Zeitpunkt (X3) in Abhängigkeit von der Einstellung des Zeitraums zwischen dem ersten Zeitpunkt (X1 ) und dem zweiten
Zeitpunkt (X2) durch Verändern des dritten Zeitpunkts (X3) eingestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der dritte Zeitpunkt (X3) nach dem ersten Zeitpunkt (X1 ) und der vierte Zeitpunkt (X4) nach dem zweiten Zeitpunkt (X2) liegt, wobei der Zeitraum zwischen dem ersten Zeitpunkt (X1 ) und dem dritten
Zeitpunkt (X3) verlängert wird, wenn der Zeitraum zwischen dem ersten
Zeitpunkt (X1 ) und dem zweiten Zeitpunkt (X2) verkürzt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei dem ein oder mehrere
Luftprodukte in einer einstellbaren Produktmenge gebildet werden, wobei die Produktmenge während des ersten Betriebszeitraums (T1 ) auf einen ersten Wert und während des zweiten Betriebszeitraums (T2) auf einen sich von dem ersten Wert unterscheidenden zweiten Wert eingestellt wird, und wobei die Einstellung der Produktmenge in dem dritten Betriebszeitraum (T3) ab dem ersten
Zeitpunkt (X1 ) und bis zu dem zweiten Zeitpunkt (X2) von dem ersten Wert auf den zweiten Wert verändert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das eine oder die mehreren Luftprodukte zumindest teilweise aus dem gasförmigen stickstoffreichen Kopfprodukts der Hochdrucksäule (11 ) gebildet wird oder werden.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die erste
Gesamtluftmenge sich um mehr als 5 und bis zu 30 Prozentpunkte von der zweiten Gesamtluftmenge unterscheidet.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Veränderung der Gesamtluftmenge in dem dritten Betriebszeitraum (T3) stufenweise oder kontinuierlich erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , bei dem eine mittlere Veränderungsgeschwindigkeit bei der stufenweisen oder eine Veränderungsgeschwindigkeit bei der
kontinuierlichen Veränderung der Gesamtluftmenge in dem dritten
Betriebszeitraum (T3) bei 0,1 bis 10 Prozentpunkten pro Minute liegt.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das
Rektifikationssäulensystem (10) eine oder mehrere zur Gewinnung eines argonreichen Luftprodukts eingerichtete Rektifikationskolonnen aufweist und bei dem in dem Verfahren das argonreiche Luftprodukt gebildet wird.
14. Luftzerlegungsanlage (100), die zur Gewinnung eines oder mehrerer Luftprodukte eingerichtet ist und ein Rektifikationssäulensystem (10) aufweist, wobei die Luftzerlegungsanlage (100) dazu eingerichtet ist, Druckluft in einer einstellbaren Gesamtluftmenge in dem Rektifikationssäulensystem (100) zu bearbeiten und dabei die Gesamtluftmenge während eines ersten Betriebszeitraums (T1 ) auf einen ersten Wert und während eines zweiten Betriebszeitraums (T2) auf einen sich von dem ersten Wert unterscheidenden zweiten Wert einzustellen sowie die Einstellung der Gesamtluftmenge in einem dritten Betriebszeitraum (T3) ab einem ersten Zeitpunkt (X1 ) und bis zu einem zweiten Zeitpunkt (X2) von dem ersten Wert auf den zweiten Wert zu verändern, wobei der zweite Betriebszeitraum (T2) nach dem ersten Betriebszeitraum (T1 ) und der dritte Betriebszeitraum (T3) zwischen dem ersten Betriebszeitraum (T1 ) und dem zweiten Betriebszeitraum (T2) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzerlegungsanlage (100) eine Steuereinheit (50) aufweist, die programmtechnisch dazu eingerichtet ist, in dem dritten Betriebszeitraum (T3) eine Einstellung einer Menge einer Flüssigkeit, die unter Verwendung der Druckluft durch Rektifikation gebildet und in dem oder aus dem Rektifikationssäulensystem (10) transportiert wird, ab einem dritten Zeitpunkt (X3) und bis zu einem vierten Zeitpunkt (X4) zu verändern, wobei der dritte Zeitpunkt (X3) vor oder nach dem ersten Zeitpunkt (X1 ) und vor dem zweiten Zeitpunkt (X2) und der vierte Zeitpunkt (X4) nach dem ersten Zeitpunkt (X1 ) und dem dritten Zeitpunkt (X3) und vor oder nach dem zweiten Zeitpunkt (X2) liegt, und einen Zeitraum zwischen dem ersten Zeitpunkt (X1 ) und dem zweiten
Zeitpunkt (X2) derart einzustellen, dass er sich um nicht mehr als 20% von einem
Zeitraum zwischen dem dritten (X3) Zeitpunkt und dem vierten Zeitpunkt (X4) unterscheidet.
15. Luftzerlegungsanlage (100) nach Anspruch 14, bei dem die Steuereinheit (50) programmtechnisch dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis 13 durchzuführen.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3137747B1 (fr) * 2022-07-05 2024-07-12 Air Liquide Procédé de régulation d’un appareil de séparation d’air par distillation cryogénique
EP4652422A1 (de) * 2023-01-17 2025-11-26 Air Products and Chemicals, Inc. Verfahren und vorrichtung für intermittierenden verflüssigungsbetrieb zur unterstützung von kontinuierlicher luftzerlegungsverarbeitung

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3967464A (en) * 1974-07-22 1976-07-06 Air Products And Chemicals, Inc. Air separation process and system utilizing pressure-swing driers
JPS5832401B2 (ja) * 1976-10-04 1983-07-13 株式会社神戸製鋼所 空気分離装置の運転制御方法
CN1038514A (zh) * 1988-06-08 1990-01-03 大连理工大学 生产高压氧和高压氮的空气分离流程
WO1993013373A1 (en) * 1989-09-12 1993-07-08 Ha Bao V Cryogenic air separation process and apparatus
US5224336A (en) * 1991-06-20 1993-07-06 Air Products And Chemicals, Inc. Process and system for controlling a cryogenic air separation unit during rapid changes in production
US5351492A (en) * 1992-09-23 1994-10-04 Air Products And Chemicals, Inc. Distillation strategies for the production of carbon monoxide-free nitrogen
FR2704632B1 (fr) * 1993-04-29 1995-06-23 Air Liquide Procede et installation pour la separation de l'air.
CA2142318A1 (en) * 1994-02-24 1995-08-25 Horst Corduan Process and apparatus for recovery of pure argon
JPH07328421A (ja) * 1994-06-06 1995-12-19 Nippon Shokubai Co Ltd 無機化合物微粒子、その製造方法およびその用途
CN1130753A (zh) * 1995-03-03 1996-09-11 孙克锟 空气分离方法及设备
US5901579A (en) * 1998-04-03 1999-05-11 Praxair Technology, Inc. Cryogenic air separation system with integrated machine compression
DE19815885A1 (de) 1998-04-08 1999-10-14 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Druckprodukt bei der Tieftemperaturzerlegung von Luft
US6006546A (en) * 1998-04-29 1999-12-28 Air Products And Chemicals, Inc. Nitrogen purity control in the air separation unit of an IGCC power generation system
EP2963369B1 (de) * 2014-07-05 2018-05-02 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur tieftemperaturzerlegung von luft
EP2963367A1 (de) 2014-07-05 2016-01-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft mit variablem Energieverbrauch
EP2980514A1 (de) 2014-07-31 2016-02-03 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft und Luftzerlegungsanlage
EP3101374A3 (de) * 2015-06-03 2017-01-18 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und anlage zur tieftemperaturzerlegung von luft
CN205079544U (zh) * 2015-10-29 2016-03-09 西亚特工业气体科技（杭州）有限公司 富氧空气产品的制备装置
CN106123488A (zh) * 2016-06-29 2016-11-16 苏州制氧机股份有限公司 一种带泵双塔的制氮方法
CN106123489A (zh) * 2016-06-29 2016-11-16 苏州制氧机股份有限公司 一种混合塔制氧方法
CN106839652B (zh) * 2016-12-19 2019-07-26 杭州颐氧健康科技有限公司 医疗保健气体集成式制备方法及其制取和供给装置
JP7290537B2 (ja) * 2019-10-09 2023-06-13 川崎重工業株式会社 補正システム、補正方法、ロボットシステム及び制御装置
CN113654302B (zh) * 2021-08-12 2023-02-24 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 一种低温空气分离的装置和方法
DE202021002895U1 (de) * 2021-09-07 2022-02-09 Linde GmbH Anlage zur Tieftemperaturzerlegung von Luft

Also Published As

Publication number Publication date
EP3864357B1 (de) 2025-07-23
CN112654827B (zh) 2022-12-06
US12158303B2 (en) 2024-12-03
CN112654827A (zh) 2021-04-13
US20220026145A1 (en) 2022-01-27
KR20210070988A (ko) 2021-06-15
WO2020074120A1 (de) 2020-04-16
EP3864357C0 (de) 2025-07-23
KR102912249B1 (ko) 2026-01-15

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