ES2572883T3

ES2572883T3 - Método y aparato de separación

Info

Publication number: ES2572883T3
Application number: ES07865271.6T
Authority: ES
Inventors: Henry Edward Howard; Richard John Jibb
Original assignee: Praxair Technology Inc
Current assignee: Praxair Technology Inc
Priority date: 2006-12-06
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2016-06-02
Anticipated expiration: 2027-12-06
Also published as: CN101553702A; CN101553702B; KR20090086581A; BRPI0719397A2; US9038413B2; BRPI0719397B1; US8020408B2; CA2671789A1; US20110289964A1; WO2008070757A1; EP2100083A1; CA2671789C; US20080134718A1; KR101492279B1; EP2100083B1

Abstract

Un método de separación que comprende: Separar una mezcla gaseosa comprimida dentro de una planta de rectificación criogénica purificando la mezcla gaseosa comprimida (24), refrigerando la mezcla comprimida y purificada por intercambio de calor indirecto con 5 corrientes de mezclas de componentes (114, 115, 116), y rectificando la mezcla gaseosa dentro de una unidad de separación (12) que al menos tiene una columna (14, 16) para producir las corrientes de mezclas de componentes; Descargar una corriente líquida (102, 104) de la unidad de separación (12) enriquecida en un componente de la mezcla de la mezcla gaseosa; y 10 Enfriar parcialmente al menos parte de la mezcla gaseosa comprimida (24) durante el intercambio de calor indirecto para producir una mezcla gaseosa parcialmente enfriada, dividir la mezcla gaseosa parcialmente enfriada en una primera corriente subsidiaria (126) que sale del intercambio de calor indirecto a una mayor temperatura, y en una segunda corriente subsidiaria (128) que se enfría adicionalmente durante el intercambio de calor indirecto y sale del intercambio de calor indirecto a una menor temperatura; caracterizador por: 15 Combinar la primera corriente subsidiaria (126) y la segunda corriente subsidiaria (128) después de la salida del intercambio de calor indirecto para producir una corriente combinada (146); Expandir al menos parte de la corriente combinada (146) con la realización de trabajo dentro de un turboexpansor (36) para suministrar refrigeración a la planta de rectificación criogénica (12) e introducir al menos parte de una corriente de escape (48) del turboexpansor en la unidad de separación; y Controlar la temperatura de la corriente combinada (146) tal que la corriente de escape (48) esté al menos a su temperatura de saturación controlando los caudales de la primera y de la segunda corriente subsidiaria Donde la presión de la al menos parte de la mezcla gaseosa comprimida (24) se varía para a su vez variar la refrigeración suministrada mediante el turboexpansor (36) y la tasa de producción de la corriente líquida tal que aumentando la presión de la al menos parte de la mezcla gaseosa comprimida en un modo de producción elevado de líquidos aumenta la producción de la corriente líquida y disminuyendo la presión de la al menos parte de la mezcla gaseosa comprimida en un modo de producción baja de líquidos disminuye la producción de la corriente líquida; Durante el modo de producción elevado de líquidos los caudales de la primera corriente subsidiaria (126) y de la segunda corriente subsidiaria (128) se controlan tal que el caudal de la primera corriente subsidiaria es mayor que el de la segunda corriente subsidiaria; y Durante el modo de producción baja de líquidos los caudales de la primera corriente subsidiaria y de la segunda corriente subsidiaria se controlan tal que el caudal de la primera corriente subsidiaria es menor que el de la segunda corriente subsidiaria.

Description

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DESCRIPCION

Metodo y aparato de separacion Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a un metodo para separar una mezcla gaseosa en una planta de rectificacion criogenica en la que la temperatura de una corriente comprimida de la mezcla gaseosa alimentada a un turboexpansor y usada para suministrar refrigeracion a la planta se controla separando dos corrientes de la corriente comprimida desde el intercambiador de calor principal de la planta, controlando los caudales de las dos corrientes y a continuacion combinando las dos corrientes antes de su introduccion en el turboexpansor.

Antecedentes de la invencion

Desde hace mucho tiempo se sabe como separar una variedad of mezclas gaseosas por rectificacion criogenica, por ejemplo aire y gas natural pretratados. En tales procedimientos, la mezcla gaseosa a separar se presuriza, se purifica y a continuacion se enfna a una temperatura adecuada para su rectificacion. La rectificacion de la mezcla gaseosa se produce en una o mas columnas de destilacion. Cada una de las columnas tiene elementos de transferencia de materia tales como bandejas o un empaquetamiento, por ejemplo, un empaquetamiento estructurado, los cuales ponen en contacto entre sf a las fases lfquida y de vapor de la mezcla gaseosa y efectuan la transferencia de materia entre las fases lfquida y de vapor.

De este modo, la alimentacion entrante es destilada dentro de la columna o de las columnas de destilacion para formar corrientes de componentes enriquecidas en los componentes de la mezcla gaseosa. Las corrientes de componentes pueden extraerse como productos lfquidos o gaseosos y se usan en la refrigeracion de la mezcla gaseosa despues de ser comprimidas y purificadas a una temperatura adecuada para la separacion de la mezcla gaseosa dentro de la columna o columnas de destilacion. La refrigeracion se produce por medio de un intercambio de calor indirecto que se lleva a cabo en un intercambiador de calor principal de la planta.

Con el fin de minimizar las perdidas finales de calor en el intercambiador de calor principal y de producir productos lfquidos, la refrigeracion puede generarse expandiendo una corriente comprimida constituida por la mezcla gaseosa e introduciendo la corriente comprimida en al menos una de las columnas de una planta.

Tambien se sabe bombear mecanicamente un producto lfquido, por ejemplo en la separacion del aire puede vaporizarse una corriente lfquida enriquecida en oxfgeno de cola de una columna dentro del mismo intercambiador de calor principal frente a una corriente de aire comprimido licuante proporcionada para tal fin.

Dado que los costes de suministro de energfa de la energfa electrica consumida en la compresion de la alimentacion pueden variar con el tiempo o dfa, hay un incentivo cada vez mayor para ser capaces de manipular la programacion de productos en plantas y, en particular, las tasas de produccion de lfquidos. Por ejemplo, las plantas de oxfgeno de alta pureza con frecuencia se disenan para producir en cualquier sitio hasta aproximadamente 10 por ciento del aire como un producto licuado. Existe la necesidad de manipular el flujo de productos para que a veces se use menos de la capacidad maxima de la planta, por ejemplo, operaciones de la planta en las que menos que 10 por ciento del aire se extrae como el producto lfquido. Con el fin de cambiar las tasas de produccion de lfquido, la practica convencional es ajustar el flujo de la turbina empleada para generar la refrigeracion. Un ejemplo de esto puede encontrarse en la Patente de EE.UU. No. 5.412.953. En esta patente, se describe una planta de oxfgeno lfquido bombeado en la cual el producto lfquido fabricado se ajusta ajustando el flujo del turboexpansor. Este ajuste de flujo se efectua reciclando aire desde el fondo de la columna de mayor presion a un compresor que se usa para comprimir el aire para el turboexpansor. Tal operacion puede dar lugar a amplias oscilaciones en los requisitos de compresion del aire que se requieren para fines tales como vaporizar lfquidos presurizados en la columna.

Otra posibilidad para controlar la produccion de lfquido es variar la relacion de expansion del expansor de la turbina aumentando o disminuyendo la presion de la mezcla comprimida que se introduce en el turboexpansor. Esto tambien puede dar lugar a problemas de control porque cuando se aumenta la presion, la mezcla a expandir puede licuarse en el escape de la turbina. Un caso extremo es en el que entre aproximadamente 10 y aproximadamente 15 por ciento de la alimentacion de proceso comprimida se tiene que licuar. En tales situaciones, la eficiencia de la turbina puede ser mala y la turbina puede incurrir en dano potencial. En el otro extremo, cuando se disminuye la presion, la temperatura de la corriente expandida aumenta cuando la temperatura de entrada a la turbina esta relativamente fijada por el diseno del intercambiador de calor principal. Cuando tal aumento esta por encima de la temperatura de saturacion de la alimentacion expandida a una columna, los lfquidos dentro de la columna pueden vaporizarse dando lugar a altos flujos locales de vapor, perdida de la eficacia de la separacion y potencial inundacion de la columna.

En la tecnica anterior se sabe controlar la temperatura de entrada al turboexpansor de una planta de separacion de aire con el fin de impedir la licuacion en el escape del turboexpansor. Por ejemplo, en la Patente de EE.UU. No. 3.355.901, se usa un sistema de control en cascada para asegurar que el escape de un turboexpansor usado para suministrar refrigeracion a una planta de separacion de aire esta a aproximadamente la temperatura de saturacion o ligeramente sobrecalentado. En esta patente, el vapor caliente se divide en dos corrientes. Una corriente se enfna

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dentro de un intercambiador de calor frente a un gas criogenico producido en el proceso de separacion del aire y la otra corriente circunvala el intercambiador de calor. Las corrientes se combinan a continuacion y se introducen por la entrada de un turboexpansor. Se detecta la temperatura del escape de la turbina y se alimenta una senal referible a dicha temperatura como una entrada al sistema de control en cascada para controlar una valvula que a su vez controla el flujo de la corriente que se enfna dentro del intercambiador de calor. Sin embargo, se ha de advertir que tal disposicion es para usar en una planta que no manipule la relacion de expansion y como tal la variacion de la temperatura del escape de la turbina esta limitada. No podna usarse en una planta en la que la presion y la relacion de expansion vanen sustancialmente.

Un metodo que se define en la porcion precaracterizante de la reivindicacion 1 se describe en el documento US-A- 4704148 el cual ademas describe la combinacion de la primera corriente subsidiaria y parte de la segunda corriente subsidiaria despues de la retirada del intercambio de calor indirecto para producir una corriente combinada, expansion de al menos parte de la corriente combinada con un expansor para suministrar refrigeracion a la planta de rectificacion criogenica, e introducir al menos parte de una corriente de escape del expansor en la unidad de separacion.

Como se describira, la presente invencion proporciona un metodo para separar una mezcla gaseosa en la cual la refrigeracion y por lo tanto la produccion de lfquido se vana por manipulacion simultanea de la relacion de expansion en la turbina y de las temperaturas de entrada. La manipulacion simultanea de la temperatura del turboexpansor de entrada permite una mayor flexibilidad de produccion de lfquido que la que por lo demas existina mediante la manipulacion de la relacion de expansion en la turbina sola.

Sumario de la invencion

La presente invencion proporciona un metodo de separacion en el cual una mezcla gaseosa comprimida se separa dentro de una planta de rectificacion criogenica purificando la mezcla gaseosa comprimida, refrigerando la mezcla gaseosa por intercambio de calor indirecto con corrientes de mezclas de componentes despues de que haya sido comprimida y purificada y a continuacion rectificando la mezcla gaseosa dentro de una unidad de separacion. La unidad de separacion tiene al menos una columna de destilacion para producir las corrientes de mezclas de componentes.

De la unidad de separacion se descarga una corriente lfquida que esta enriquecida en un componente de la mezcla gaseosa. Al menos parte de la mezcla gaseosa comprimida se enfna parcialmente durante el intercambio de calor indirecto y a continuacion se divide en una primera corriente subsidiaria y una la segunda corriente subsidiaria. La primera corriente subsidiaria sale del intercambio de calor indirecto a una mayor temperatura. La segunda corriente subsidiaria se enfna ademas durante el intercambio de calor indirecto y sale del intercambio de calor indirecto a una menor temperatura. La primera corriente subsidiaria y la segunda corriente subsidiaria despues de la extraccion del intercambio de calor indirecto se combinan a continuacion para producir una corriente combinada. Al menos parte de la corriente combinada se expande con la realizacion de trabajo dentro de un turboexpansor para suministrar refrigeracion a la planta de rectificacion criogenica. Al menos parte de una corriente de escape del turboexpansor se introduce en la unidad de separacion. La temperatura de la corriente combinada se controla tal que la corriente de escape esta al menos a su temperatura de saturacion controlando los caudales de la primera corriente subsidiaria y la segunda corriente subsidiaria. Aqrn es importante advertir que cuando se usa en la presente memoria y en las reivindicaciones, el "control del caudal" no quiere decir que los caudales de la primera corriente subsidiaria y de la segunda corriente subsidiaria necesariamente se controlan independientemente. En los disenos de plantas en los cuales toda la corriente combinada se dirige a un turboexpansor, el control activo del caudal de una de tales corrientes controlara los de las otras corrientes. En los disenos de plantas en los cuales no toda la corriente combinada se envfa al turboexpansor, el caudal de tales corrientes podna ser controlado independientemente.

El control de la temperatura de la corriente combinada es ventajoso en cualquier tipo de planta de separacion criogenica y en tales plantas en las que se va a vaporizar un producto lfquido. La presente invencion, en su aspecto mas basico tiene una mayor aplicabilidad porque algunas veces tales plantas de separacion criogenica requieren un ajuste fino debido a impactos medioambientales y operaciones imprevistas. Por ejemplo, si el flujo al turboexpansor esta mas caliente que el esperado, la temperatura de escape puede ser mayor que la esperada de modo que provoque la vaporizacion imprevista y excesiva de lfquidos dentro de las columna de destilacion. Dicho esto, la presente invencion tiene una aplicabilidad particular cuando la presion de la al menos parte de la mezcla gaseosa comprimida es variada para a su vez variar la refrigeracion suministrada por el turboexpansor y la tasa de produccion de las corrientes lfquidas. En tales casos, el aumento de la presion de entrada a la turboexpansion aumentando la presion de la al menos parte de la mezcla gaseosa comprimida aumenta la produccion de lfquido. La disminucion de la presion de la al menos parte de la mezcla gaseosa comprimida disminuye la produccion de lfquido. Durante la produccion elevada de lfquido, los caudales de la primera corriente subsidiaria y de la segunda corriente subsidiaria se controlan tal que el caudal de la primera corriente subsidiaria es mayor que el de la segunda corriente subsidiaria. Durante el modo de produccion de lfquido bajo los caudales de la primera corriente subsidiaria y de la segunda corriente subsidiaria se controlan tal que el caudal de la primera corriente subsidiaria es menor que el de la segunda corriente subsidiaria.

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La presente invencion tiene aplicabilidad particular para la separacion de aire. En este contexto, la mezcla gaseosa comprimida puede estar compuesta de aire. En tal aplicacion, las corrientes de mezcla de componentes son corrientes enriquecidas en ox^geno y enriquecidas en nitrogeno y la unidad de separacion puede ser una unidad de separacion de aire que tenga columnas de destilacion a mayor y menor presion operativamente asociadas unas con otras en una relacion de transferencia de calor para producir las corrientes enriquecidas en oxfgeno y enriquecidas en nitrogeno. Consecuentemente, la corriente lfquida esta enriquecida en oxfgeno o en nitrogeno.

La corriente lfquida puede estar enriquecida en oxfgeno y parte de la corriente lfquida se bombea para producir una corriente de lfquido presurizada. La corriente enriquecida en oxfgeno se forma mediante la corriente de lfquido presurizada y la corriente de lfquido presurizada es vaporizada como resultado del intercambio de calor indirecto para producir un producto presurizado enriquecido en oxfgeno. En tal caso, la mezcla gaseosa comprimida se divide en una primera corriente de aire comprimido y una segunda corriente de aire comprimido antes del intercambio de calor indirecto. La al menos parte de la mezcla gaseosa es la primera corriente de aire comprimido. La segunda corriente de aire es condensada durante el intercambio de calor indirecto por intercambio de calor indirecto con la corriente de lfquido presurizada, formando de este modo una corriente de aire lfquido. El aire contenido dentro de la primera corriente de aire comprimido y la segunda corriente de aire es rectificado dentro de la unidad de separacion de aire.

Los caudales de la primera corriente subsidiaria y de la segunda corriente subsidiaria pueden controlarse mediante un primer y segundo par de valvulas. Cada par de valvulas contiene una valvula de control de flujo alto, a saber, una valvula que es capaz de dosificar caudales altos, y una valvula de control de flujo bajo, a saber, una valvula que es capaz de dosificar caudales muy bajos. Durante el modo de produccion elevada de lfquidos, los caudales de la primera corriente subsidiaria y de la segunda corriente subsidiaria son respectivamente controlados mediante la valvula de control de flujo alto del primer par de valvulas y la valvula de control de flujo bajo del segundo par de valvulas. Esto es porque el caudal de la primera corriente subsidiaria es mayor en tal caso. Como resultado, la valvula de control de flujo bajo del primer par de valvulas y la valvula de control de flujo alto del segundo par de valvulas se posicionan en posiciones cerradas. Al contrario, durante el modo de produccion baja de lfquido, los caudales de la primera corriente subsidiaria y de la segunda corriente subsidiaria son respectivamente controlados por la valvula de control de flujo bajo del primer par de valvulas y la valvula de control de flujo alto del segundo par de valvulas. La valvula de control de flujo alto del primer par de valvulas y la valvula de control de flujo bajo del segundo par de valvulas se posicionan en las posiciones cerradas.

La corriente de escape puede introducirse por la region del fondo de una columna a mayor presion. La corriente de aire lfquido puede ser dividida en una primera y en una segunda porcion y expandirse por una valvula en las columnas de mayor y menor presion, respectivamente.

Una corriente enriquecida en nitrogeno de cabeza de la columna de la columna de mayor presion puede licuarse frente a las colas de la columna que se vaporizan enriquecidas en oxfgeno de la columna de menor presion. Esto produce una primera y una segunda corriente de nitrogeno de reflujo para mantener en reflujo las columnas de mayor y menor presion. La segunda de las corrientes de nitrogeno de reflujo puede subenfriarse antes de ser introducida en la columna de menor presion intercambiando calor con una corriente residual de nitrogeno vapor y una corriente producto de nitrogeno vapor que tambien sale de la columna de menor presion. El nitrogeno residual y el producto nitrogeno son las corrientes enriquecidas en nitrogeno que toman parte en el intercambio de calor indirecto, anteriormente mencionado.

Una corriente de oxfgeno lfquido bruto formada a partir de las colas de la columna que contienen oxfgeno de las columnas de mayor presion puede ser expandida por una valvula e introducida en la columna de menor presion para su rectificacion sin ser sometida a intercambio de calor indirecto para enfriar mas la corriente de oxfgeno lfquido bruto antes de su expansion por la valvula.

Breve descripcion de los dibujos

Aunque la memoria descriptiva concluye con reivindicaciones que distintivamente senalan la materia objeto que los solicitantes consideran como su invencion, se cree que la invencion se entendera mejor en conexion con los dibujos que la acompanan en los cuales:

La Fig. 1 es una vista esquematica de una planta de separacion de aire para llevar a cabo un metodo segun la

presente invencion;

La Fig. 2 es una vista en alzado de un intercambiador de calor principal empleado en la planta de separacion

de aire ilustrada en la Fig. 1;

La Fig. 3 es una realizacion alternativa de la Fig. 2;

La Fig. 4 es una realizacion alternativa de la Fig. 2;

La Fig. 5 es una realizacion alternativa de la Fig. 2;

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La Fig. 6 es una vista transversal de la Fig. 5 tomada a lo largo de la lmea 6-6 de la misma; y La Fig. 7 es una vista transversal de Fig. 5 tomada a lo largo de la lmea 7-7 de la misma.

Descripcion detallada

Con referencia a la Fig. 1, se ilustra una planta de separacion de aire 1 a modo de ejemplo. Como se indico anteriormente, la presente invencion tiene en sus aspectos mas amplios igual aplicacion a otros procedimientos de separacion, por ejemplo, los que implican gas natural.

La planta de separacion de aire 1 incluye un sistema de compresion 10 para comprimir el aire a presiones adecuadas para su rectificacion dentro de una unidad de separacion de aire 12 que tiene una columna 14 a mayor presion y una columna 16 a menor presion. La rectificacion del aire separa los componentes del aire en fracciones enriquecidas en oxfgeno y enriquecidas en nitrogeno que salen como corrientes enriquecidas en oxfgeno y enriquecidas en nitrogeno que se introducen en un intercambiador de calor principal 18 para intercambiar calor indirectamente desde el aire comprimido a las corrientes enriquecidas en oxfgeno y enriquecidas en nitrogeno y de este modo enfriar el aire comprimido a una temperatura adecuada para su rectificacion. Como se les ocurrina a los expertos en la tecnica, en otros procedimientos de separacion, podna obtenerse una alimentacion como gas natural a presion obviando asf la necesidad de compresion dentro de la planta en sf misma.

Habiendo descrito brevemente la planta de separacion de aire 1, una descripcion mas detallada comienza con el sistema de compresion 10. El sistema de compresion 10 incluye un compresor 20 de carga base para comprimir una corriente 22 entrante de aire a una presion que pueda estar dentro del intervalo de entre aproximadamente 5 y aproximadamente 15 bares absolutos ("bara"). El compresor 20 puede ser un compresor de engranajes integral con refrigeracion intermedia y separacion del condensado.

La corriente 24 resultante de aire comprimido se dirige a continuacion a una unidad de prepurificacion 26 que pueda comprender varias operaciones unitarias, todas conocidas en la tecnica, que incluyen: refrigeracion directa con agua; refrigeracion basada en refrigerantes; contacto directo con agua fria; separacion de fases y/o adsorcion dentro de lechos adsorbentes que operan fuera de fase que tfpicamente contienen un adsorbente tipo alumina. La unidad de prepurificacion 26 produce una corriente comprimida 28 purificada que tiene un muy bajo contenido de contaminantes de mayor punto de ebullicion tales como agua y dioxido de carbono que de otra manera podnan congelarse dentro del intercambiador de calor principal 18, e hidrocarburos que podnan recogerse dentro de la unidad de separacion de aire 12 y presentan un peligro para la seguridad.

La corriente 28 de aire comprimido purificado se divide en las corrientes 30 y 32. La corriente 30 se somete a compresion adicional dentro de un compresor de refuerzo 34 cargado por una turbina que esta operativamente asociado con un turboexpansor 36 para recuperar parte del trabajo de expansion en operacion del compresor de refuerzo 34. Mediante la compresion se produce una corriente 38 que puede tener una presion que puede estar tfpicamente entre aproximadamente 15 y aproximadamente 20 bara. A continuacion, el vapor 38 se comprime adicionalmente mediante un compresor 40 para producir una primera corriente de aire comprimido 42 que tiene una presion de entre aproximadamente 20 y aproximadamente 60 bara.

La corriente 32 puede constituir entre aproximadamente 25 por ciento y aproximadamente 35 por ciento de la corriente 28 de aire comprimido purificado y se comprime adicionalmente dentro de un compresor 44 para producir una segunda corriente 46 de aire comprimido que tiene una presion de entre aproximadamente 25 y aproximadamente 70 bara.

Como se tratara, la primera corriente 42 de aire comprimido despues de haber sido enfriada y sometida al control de temperatura segun la presente invencion se introduce en el turboexpansor 36. El escape del turboexpansor 36, la corriente de escape 48, se introduce en una region de cola 50 de la columna de mayor presion 14. La segunda corriente de aire comprimido 46, como se tratara, condensa dentro del intercambiador de calor principal 18 frente a la vaporizacion de un producto presurizado para producir una corriente de aire lfquido 52 que se expande mediante una valvula dentro de una valvula de expansion 54 hasta una presion adecuada para su entrada en la columna de mayor presion 14 para producir una corriente lfquida 56 de presion reducida. A este respecto, la columna de mayor presion 14 puede operar a una presion de entre aproximadamente 5 y aproximadamente 6 bara. Una primera porcion 58 de la corriente 56 de lfquido de presion reducida se introduce en la columna de mayor presion 14 y una segunda porcion 60 de la corriente 52 de lfquido de presion reducida, despues de haber sido expandida en una valvula de expansion 62 hasta una presion adecuada para su introduccion en la columna 16 de menor presion, se introduce a continuacion en la columna 16 de menor presion como una corriente 63. A este respecto, la columna 16 de menor presion puede operar a una presion de entre aproximadamente 1,1 y 1,4 bara.

La columna de mayor presion 14 esta equipada con elementos de transferencia de materia 64 y 68, esquematicamente ilustrados, que pueden ser un empaquetamiento estructurado. El vapor introducido via la corriente de escape 48 inicia una fase de vapor ascendente que entra en contacto con una fase de lfquido descendente dentro de elementos de transferencia de materia 64 y 68. Adicionalmente, la primera porcion 58 de la corriente de lfquido de presion reducida 56 desciende dentro del elemento 64 de empaquetamiento y el vapor formado ascendera a traves del elemento 68 de empaquetamiento. Cuando el vapor asciende dentro de la columna

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de mayor presion 14 se enriquece aun mas en los componentes mas ligeros del aire, a saber, nitrogeno, y cuando el Kquido desciende dentro de la columna de destilacion 14 de mayor presion, el lfquido se enriquece aun mas en los componentes mas pesados del aire, a saber, oxfgeno, para producir una corriente 82 de cola de la columna de oxfgeno bruto lfquido que se recoge dentro de la region de cola 50 de la columna de destilacion 14.

Una corriente 70 de cabeza de la columna enriquecida en nitrogeno se introduce en un calderm 72 localizado dentro de la cola de la columna 16 de menor presion sonde se vaporiza parte de las colas 74 de la columna enriquecidas en oxfgeno que se recogen dentro de la columna de destilacion 16 de menor presion en virtud de la destilacion que se produce dentro de tal columna. Esto produce una corriente 76 de nitrogeno lfquido que se divide en una primera 78 y una segunda 80 corriente de nitrogeno de reflujo para mantener el reflujo en las columnas de mayor y menor presion 14 y 16, respectivamente. El reflujo proporcionado en la columna de mayor presion 14 en virtud de la primera corriente de reflujo de nitrogeno 78 inicia la formacion de la fase de lfquido descendente. Una corriente 82 de oxfgeno lfquido bruto compuesta de las colas de la columna de oxfgeno lfquido bruto dentro de columna de mayor presion 14 se expande por una valvula dentro de una valvula de expansion 84 hasta la presion de la columna 16 de menor presion y se introduce en la columna 16 de menor presion como una corriente 85. La segunda corriente 80 de reflujo de nitrogeno se subenfna dentro de una unidad de subrefrigeracion 86 para formar una corriente 88 para mantener el reflujo en la columna de menor presion 16. Toda o una porcion de la corriente 88 puede introducirse en la columna 16 de menor presion como una corriente 89 despues de pasar a traves de la valvula 87. Una porcion de la corriente 88 puede extraerse como producto lfquido 102 y enviarse a un dispositivo de almacenamiento adecuado (no mostrado).

La columna 16 de menor presion esta equipada con elementos de contacto 90, 92, 94 y 96 para la transferencia de materia que ponen en contacto a las fases de lfquido y de vapor dentro de columnas de menor presion 16 para producir las colas 74 de la columna enriquecidas en oxfgeno lfquido, una corriente 98 de producto nitrogeno vapor y una corriente residual de nitrogeno vapor 100 que se pasan a la unidad de subrefrigeracion 86 para subenfriar a la segunda corriente 80 de reflujo de nitrogeno.

Una corriente 104 de lfquido enriquecida en oxfgeno compuesta de las colas 74 de la columna enriquecidas en oxfgeno lfquido puede presurizarse por medio de una bomba 106 para producir una corriente 108 presurizada de oxfgeno lfquido. Parte de la corriente 108 presurizada de oxfgeno lfquido es vaporizada dentro del intercambiador de calor principal 18. Como se ilustra, como producto puede extraerse una corriente 109 presurizada de oxfgeno lfquido producto. En tal caso, el resto, la corriente 110 es vaporizada dentro del intercambiador de calor principal 18 para producir una corriente 111 presurizada de producto oxfgeno que puede extraerse como un producto oxfgeno a alta presion. Adicionalmente, la corriente 100 residual de nitrogeno tambien puede calentarse en el intercambiador de calor principal 18 para formar la corriente 112 residual y la corriente producto 98 de nitrogeno vapor que pueden calentarse dentro del intercambiador de calor principal 18 para formar una corriente producto 113 enriquecida en nitrogeno. Para los fines que ya se han esbozado anteriormente, dentro del intercambiador de calor principal 18 se proporcionan pasos 114', 115', 116' y 117' para el intercambio de calor y pasos 118, que se trataran con mayor detalle de aqrn en adelante, para la refrigeracion de la primera corriente de aire comprimido 42.

Segun la presente invencion, la produccion de lfquidos de la planta de separacion de aire 1, a saber la corriente producto 109 de oxfgeno lfquido presurizado y la corriente producto 102 de nitrogeno lfquido, se vana variando la presion en la primera corriente de aire comprimido 42. Esta variacion de la presion puede efectuarse mediante una lmea de derivacion 122 que tiene una valvula 124 que puede posicionarse en una posicion abierta y una cerrada para controlar la derivacion permitiendo el flujo dentro de lmea de derivacion 122 o cortando el flujo a la lmea de derivacion 122. Alternativamente, la lmea 122 puede configurarse para la recirculacion del compresor 40. Adicionalmente, en lugar de la lmea de derivacion 122, el compresor 40 podna equiparse con paletas de entrada variables para variar la presion de la primera corriente 42 de aire comprimido.

Durante el modo de produccion elevada de lfquido, si se aumenta la presion de la primera corriente 42 de aire comprimido, se producira mas refrigeracion y por lo tanto se producira mas lfquido. Al contrario, si se reduce la presion de la primera corriente de aire comprimido 42, el turboexpansor 36 producira menos refrigeracion y por lo tanto se producira una disminucion en la produccion de lfquido.

Sin embargo, en los modos de produccion elevada de lfquidos la primera corriente 42 de aire comprimido puede licuarse parcialmente debido a su elevada presion y la refrigeracion dentro del intercambiador de calor principal 18. El control de temperatura de la corriente de entrada al turboexpansor 36 se consigue configurando el intercambiador de calor principal para descargar la primera corriente subsidiaria 126 y la segunda corriente subsidiaria 128 a mayor y menor temperatura para a su vez controlar la temperatura de la corriente alimentada a la entrada del turboexpansor 36. Con el fin de controlar la temperatura a la entrada del turboexpansor 36, se proporcionan pares de valvulas de control 130 y 134. El primer par de valvulas de control 130 tiene una valvula de control de flujo alto 136 y una valvula de control de flujo bajo 138. Similarmente, el segundo par de valvulas de control de flujo tiene una valvula de control de flujo alto 140 y una valvula de control de flujo bajo 142. Estas valvulas se denominan de "alto flujo" y "bajo flujo" en un sentido comparativo. Por ejemplo, una valvula de "alto flujo" es una en la que el caudal volumetrico es cualquiera desde aproximadamente 10 y aproximadamente 100 veces el de una valvula de "flujo bajo". Sin embargo, el dimensionamiento de las valvulas de control de flujo alto relativo al de las valvulas de control

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de flujo bajo dependena de una aplicacion espedfica de la presente invencion. F^sicamente, las valvulas de flujo bajo son asf unidades mucho mas pequenas que las valvulas de control de flujo alto.

Durante el modo de produccion elevado de lfquido, la valvula de control de flujo alto 136 esta controlando el flujo de la parte predominante del flujo contenido dentro de la primera corriente subsidiaria 126. La valvula de control de flujo bajo 138 estara en una posicion cerrada. Adicionalmente, la valvula de control de flujo alto 140 tambien estara cerrada y la valvula de control de flujo bajo 142 estara abierta para controlar el flujo de la segunda corriente subsidiaria 128 que estara en una fase densa o en una fase lfquida. En el modo de baja produccion de lfquido, ahora la mayor parte del flujo va con la segunda corriente subsidiaria 128. Asf, la valvula de control de flujo alto 136 esta posicionada en la posicion cerrada y la valvula de control de flujo bajo 138 esta posicionada en la posicion abierta. Similarmente, la valvula de control de flujo alto 140 controla ahora el flujo de la segunda corriente subsidiaria 128 y la valvula de control de flujo bajo 142 esta posicionada en la posicion cerrada.

El flujo de la primera corriente subsidiaria 126 y de la segunda corriente subsidiaria 128 se combinan a continuacion dentro de un mezclador estatico 144 para producir una corriente combinada 146 que puede introducirse en la entrada del turboexpansor 36 a una temperatura controlada.

Como se indico anteriormente, el control de temperatura de la corriente combinada 146 esta dispuesto de una manera que asegure que la corriente de escape 48 de la turbina no este sustancialmente licuada o, en otras palabras, tenga un contenido de lfquido no mayor que aproximadamente 5 por ciento. Mas preferiblemente, la corriente de escape permanecera a o cerca de la temperatura de saturacion del vapor. Desde el punto de vista de la operacion de la columna, ahora pueden limitarse efectivamente las variaciones por encima de la temperatura de saturacion a menos que aproximadamente 20°C. Por tanto, cuando en la presente memoria y en las reivindicaciones se usa el termino "aproximadamente" en conexion con la temperatura de saturacion del vapor, quiere decir una temperatura que no sea menor que una temperatura a la cual mas que 5 por ciento de licuacion esta en el escape del turboexpansor y no mayor que una temperatura que dara lugar a un sobrecalentamiento del escape mas alla de 20°C. Con el fin de conseguir esto, el control de las valvulas de control de flujo alto y bajo 136, 138, 140 y 142 podnan posicionarse en posiciones pre-especificadas para obtener una temperatura controlada de la corriente combinada 146. Mas preferiblemente, se empleara un control de bucle cerrado. En tal enfoque, la temperatura de la corriente 146 se mantiene detectando la temperatura de la corriente combinada 146 y comparando su valor en un valor/punto de consigna predeterminado y ajustando las posiciones de las valvulas 136, 138, 140 y 142 en consonancia. Con frecuencia, a tal control se le denomina control PID (control proporcional, integral y derivado) como es bien conocido en la tecnica de la ingeniena de procesos. Alternativamente, tambien podna monitorizarse la diferencia de temperatura entre la corriente de escape 48 y la corriente 82. Las valvulas objeto se manipulanan a continuacion para controlar la temperatura de salida de la turbina en respuesta. Al hacerlo, el sobrecalentamiento de la turbina se mantiene en algun valor predeterminado proximo a la saturacion.

La tabla siguiente representa un ejemplo calculado generado por medio de una simulacion de un proceso en estado estacionario que ilustra las caractensticas operacionales clave de la planta de separacion de aire durante penodos tanto de alta como baja produccion de lfquidos. En este ejemplo, la corriente 111 de oxfgeno gaseoso es producida por el procedimiento a una presion de 30 bara. La columna de mayor presion 14 opera a 5,2 bara. Ademas, en este ejemplo, todo el flujo de expansion de la corriente 30 pasa a traves del expansor 36 y por la columna 14. Las temperaturas de la primera y de la segunda corriente subsidiaria 126 y 128 se obtuvieron mediante una solucion rigurosa para un diseno fijo de intercambiador de calor de aluminio con soldadura fuerte tal como el ilustrado en la Fig. 2 y descrito con mas detalle despues en la presente memoria. Tras el inicio del modo de produccion elevada de lfquido, la salida de la segunda corriente subsidiaria 128 esta en un estado sustancialmente licuado.

Tabla

Condiciones operaciones y de las corrientes: Produccion baja de lfquidos Produccion elevada de lfquidos

Relacion de presiones de expansion de la corriente combinada 146 y la corriente de escape de la turbina 48: 3,0 8,6

Fraccion del flujo de expansion de la corriente 30 relativa a la corriente 28 de aire purificado: 0,656 0,669

Fraccion del flujo de producto lfquido (la suma de caudales de las corrientes de producto lfquido 102 y 109 dividida entre el caudal de la corriente 22 completa de aire de entrada): 0,034 0,106

Segunda fraccion de flujo subsidiario de la segunda corriente subsidiaria 128 a la corriente 30: 0,989 0,004

Temperatura de la primera corriente subsidiaria 126: -100,6 -93,4

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Temperatura de la segunda corriente subsidiaria 128: -133,4 -136,8

Sobrecalentamiento (en grados centfgrados) de la corriente 48 de escape de la turbina: 9,5 1,3

Una simulacion del procedimiento objeto de una planta tal como la planta de separacion de aire 1 en la cual el intercambiador de calor esta disenado de la manera convencional (para el modo de produccion baja de Kquido y sin control de temperatura para la entrada del turboexpansor) da lugar al escape de la turbina (corriente 48) que exhibe una fraccion lfquida de aproximadamente 30 por ciento. Desde un punto de vista termodinamico, el trabajo de la turbina para la relacion de flujos del enfoque convencional sena 45 por ciento menor que el conseguible por medio de la aplicacion de la invencion descrita. En otras palabras, la refrigeracion potencial para la misma relacion de expansion se incrementa mucho por medio de la presente invencion.

Se entiende que toda la corriente combinada 146 no necesita ir hasta el expansor 36. Si se desea, una porcion de la corriente combinada 146 puede enviarse hacia atras, al intercambiador de calor principal 18 para una refrigeracion y licuacion adicional y alimentar a la unidad de separacion de aire 12. Similarmente, no toda la corriente de escape 48 necesita dirigirse a la unidad de separacion de aire 12. Por ejemplo, una porcion del escape 48 de la turbina podfa recircularse al compresor 20 o a la salida de la unidad de prepurificacion 26. Adicionalmente, la corriente de escape 48 podna introducirse en la columna de destilacion 16 de menor presion. En tal caso, una porcion de la corriente podna dirigirse a la corriente residual o calentarse y a continuacion ventearse. Aunque no ilustrada, la presente invencion es igualmente aplicable a las plantas de separacion de aire que emplean diferentes configuraciones que la ilustrada en la Fig. 1. Por ejemplo, la presente invencion tiene aplicacion a las plantas de separacion de aire en las cuales no hay ningun bombeo de lfquidos de una corriente producto o en las cuales todo el lfquido enriquecido en oxfgeno sale como un producto y no se vaporiza nada. En el caso de una planta que no emplee el bombeo de lfquidos, no habna ninguna corriente de aire comprimido tal como una segunda corriente 46 de aire comprimido y el aparato asociado con la produccion y refrigeracion de tal corriente. Incluso cuando hay vaporizacion de una corriente producto dentro de un intercambiador de calor principal, las corrientes que emanan desde la compresion de carga base, tales como las corrientes 30 y 32, podnan ser comprimidas hasta aproximadamente la misma presion nominal variando la presion de una de las corrientes que se introducen en un turboexpansor para variar la produccion de lfquido junto con un control de temperatura como se proporciona en la presente memoria. Como tambien se indico anteriormente, la presente invencion tiene aplicacion a otras plantas de separacion criogenica que no implican la separacion de aire.

Con referencia a la Fig. 2, se ilustra con mas detalle el intercambiador de calor 18. Como los expertos en la tecnica entendenan, el intercambiador de calor 18 esta orientado en una posicion vertical y puede ser un intercambiador de calor del tipo de placas y aletas que tiene multiples capas de placas que definen pasillos aleteados para el flujo para definir los pasos 114, 115, 116 y 117 para el intercambio de calor y de este modo efectuar el intercambio de calor de una manera conocida en la tecnica. A este respecto, la segunda corriente 46 de aire comprimido se introduce por un encabezado de entrada 150 y la corriente 52 de aire lfquido se descarga por el encabezado de salida 152. El flujo de tales corrientes es por toda la longitud completa del intercambiador de calor 18 y entre pasillos de flujo aleteados localizados entre las placas. Similarmente, la corriente residual 100 de nitrogeno tambien fluye por la longitud completa del intercambiador de calor 18 y se introduce a traves de un encabezado de entrada 154 y se descarga como corriente residual 112 por un encabezado de salida 156. La corriente producto 98 de nitrogeno vapor se introduce por un encabezado de entrada 158 y se descarga por un encabezado de salida 160 como una corriente producto 113 enriquecida en nitrogeno. La corriente lfquida 110 bombeada enriquecida en oxfgeno se introduce por un encabezado de entrada 159 y se descarga como la corriente producto 111 de oxfgeno presurizado por el encabezado 161.

La primera corriente 42 de aire comprimido se introduce en el intercambiador de calor 18 a traves de un encabezado de entrada 162 y es redirigida mediante aletas de distribucion 163 para que fluya en una direccion longitudinal del intercambiador de calor 18 y a traves de un pasillo aleteado 164. Despues de atravesar parcialmente la longitud del intercambiador de calor 18, el flujo es redirigido a continuacion mediante aletas de distribucion 165 y se descarga a traves de un encabezado de salida 166 como una corriente 167. Parte de tal corriente 167 se descarga por el encabezado de salida 166 como una corriente 168 que a continuacion es reintroducida en el intercambiador de calor 18 a traves de un encabezado de entrada 169 y una parte restante de la corriente 167 forma la primera corriente subsidiaria 126. La corriente 168 se redirige a continuacion mediante las aletas de distribucion 170 para que fluya en la direccion longitudinal del intercambiador de calor 18 a traves de un pasillo aleteado 171. Despues de haber sido enfriada adicionalmente atravesando parcialmente el intercambiador de calor 18 a traves del pasillo aleteado 171, la corriente 168 se redirige a continuacion de nuevo por medio de las aletas de distribucion 172 y se descarga a traves de un encabezado de salida 173 como corriente 128. Se ha de advertir que, como podna ser bien apreciado por los expertos en la tecnica, las capas de pasillos aleteados 164 y 171 forman de este modo los pasos para el intercambio de calor, designados en la Fig. 1 mediante el numero de referencia 118, para la primera corriente 42 de aire comprimido que se usan para formar la primera corriente subsidiaria 126 y la segunda corriente subsidiaria 128.

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Con referencia a la Fig. 3, en una realizacion alternativa del intercambiador de calor principal 18, un intercambiador de calor principal 18' esta equipado con un encabezado de salida 166 y un encabezado de entrada 169 que podnan ser colocados frente a frente. En tal caso, las aletas de distribucion 165 y 170 son reemplazadas por una disposicion de aletas de distribucion 165' y 170' que estan separadas por una particion diagonal para dividir el flujo.

Con referencia a la Fig. 4, en una realizacion alternativa del intercambiador de calor 18, se equipa un intercambiador de calor 18'' con una seccion aleteada de recorrido diffcil 165'. Una seccion aleteada de recorrido diffcil es una seccion de aletas dispuesta para producir una resistencia al flujo principal paralela a la direccion del flujo que es mayor que la resistencia al flujo perpendicular a la direccion del flujo. Cuando la valvula 136 esta abierta, esta actua para dividir el flujo para que la primera corriente subsidiaria 126 sea descargada por el encabezado de salida 167' a un mayor caudal que una porcion restante de la corriente que fluye dentro del pasillo aleteado 164. La porcion restante fluye a continuacion a traves del pasillo aleteado 171 y a continuacion es redirigida mediante aletas de distribucion 172 al encabezado de salida 173 como la segunda corriente subsidiaria 128 que se enfna adicionalmente debido a su paso continuado por el intercambiador de calor 18''.

Con referencia a la Fig. 5, se presenta un intercambiador de calor 18''' como una realizacion alternativa al intercambiador de calor 18. Con referencia adicional a las Figs. 6 y 7, se proporciona una capa de aletas del distribuidor 165'' para redirigir el flujo desde el pasillo aleteado 164 al encabezado de salida 166. La corriente 168 entra en el encabezado de entrada 169 y a continuacion fluye a traves de las aletas del distribuidor 170' para ser redirigida al pasillo aleteado 171 para su descarga por el encabezado de descarga 173 como la segunda corriente subsidiaria 128. Las aletas 165'' y 170' tienen una altura que es aproximadamente la mitad de la altura del pasillo. Se colocan una encima de la otra con una placa divisora en medio. En esta via la distribucion de la entrada y la salida puede conseguirse en un volumen mas pequeno, aunque la perdida de carga incurrida sera mayor (como resultado de reducir el area de flujo a la mitad).

Aunque la invencion ha sido descrita con referencia a una realizacion preferida, como se les ocurrira a los expertos en la tecnica pueden hacerse numerosos cambios y adiciones sin apartarse del alcance de la presente invencion como se expone en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un metodo de separacion que comprende:

Separar una mezcla gaseosa comprimida dentro de una planta de rectificacion criogenica purificando la mezcla gaseosa comprimida (24), refrigerando la mezcla comprimida y purificada por intercambio de calor indirecto con corrientes de mezclas de componentes (114, 115, 116), y rectificando la mezcla gaseosa dentro de una unidad de separacion (12) que al menos tiene una columna (14, 16) para producir las corrientes de mezclas de componentes;

Descargar una corriente lfquida (102, 104) de la unidad de separacion (12) enriquecida en un componente de la mezcla de la mezcla gaseosa; y

Enfriar parcialmente al menos parte de la mezcla gaseosa comprimida (24) durante el intercambio de calor indirecto para producir una mezcla gaseosa parcialmente enfriada, dividir la mezcla gaseosa parcialmente enfriada en una primera corriente subsidiaria (126) que sale del intercambio de calor indirecto a una mayor temperatura, y en una segunda corriente subsidiaria (128) que se enfna adicionalmente durante el intercambio de calor indirecto y sale del intercambio de calor indirecto a una menor temperatura; caracterizador por:

Combinar la primera corriente subsidiaria (126) y la segunda corriente subsidiaria (128) despues de la salida del intercambio de calor indirecto para producir una corriente combinada (146);

Expandir al menos parte de la corriente combinada (146) con la realizacion de trabajo dentro de un turboexpansor (36) para suministrar refrigeracion a la planta de rectificacion criogenica (12) e introducir al menos parte de una corriente de escape (48) del turboexpansor en la unidad de separacion; y

Controlar la temperatura de la corriente combinada (146) tal que la corriente de escape (48) este al menos a su temperatura de saturacion controlando los caudales de la primera y de la segunda corriente subsidiaria

Donde la presion de la al menos parte de la mezcla gaseosa comprimida (24) se vana para a su vez variar la refrigeracion suministrada mediante el turboexpansor (36) y la tasa de produccion de la corriente lfquida tal que aumentando la presion de la al menos parte de la mezcla gaseosa comprimida en un modo de produccion elevado de lfquidos aumenta la produccion de la corriente lfquida y disminuyendo la presion de la al menos parte de la mezcla gaseosa comprimida en un modo de produccion baja de lfquidos disminuye la produccion de la corriente lfquida;

Durante el modo de produccion elevado de lfquidos los caudales de la primera corriente subsidiaria (126) y de la segunda corriente subsidiaria (128) se controlan tal que el caudal de la primera corriente subsidiaria es mayor que el de la segunda corriente subsidiaria; y

Durante el modo de produccion baja de lfquidos los caudales de la primera corriente subsidiaria y de la segunda corriente subsidiaria se controlan tal que el caudal de la primera corriente subsidiaria es menor que el de la segunda corriente subsidiaria.
2. El metodo segun la reivindicacion 1, donde:

La mezcla gaseosa comprimida (24) esta compuesta de aire;

Las corrientes de mezclas de componentes (114, 115, 116) son corrientes enriquecidas en oxfgeno y en nitrogeno;

La unidad de separacion (12) es una unidad de separacion de aire que tiene columnas de destilacion (14, 16) de mayor y de menor presion operativamente asociadas una con la otra en una relacion de transferencia de calor para producir las corrientes enriquecidas en oxfgeno y en nitrogeno; y

La corriente lfquida (102, 104) esta enriquecida en oxfgeno o en nitrogeno.
3. El metodo segun la reivindicacion 2, donde:

La corriente lfquida (104) esta enriquecida en oxfgeno y parte de la corriente lfquida se bombea para producir una corriente de lfquido presurizada (108);

La corriente enriquecida en oxfgeno esta formada por la corriente de lfquido presurizado (108) y dicha corriente de lfquido presurizado es vaporizada como resultado del intercambio de calor indirecto para producir un producto (111) presurizado enriquecido en oxfgeno;

La mezcla gaseosa comprimida (24) se divide en una primera corriente de aire comprimido (30) y en una segunda corriente de aire comprimido (32) antes del intercambio de calor indirecto, formandose la al menos parte de la mezcla gaseosa por la primera corriente de aire comprimido;

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La segunda corriente de aire comprimido (32), durante el intercambio de calor indirecto provoca vaporice la corriente de hquido presurizado (110) y que licue la segunda corriente de aire comprimido, este modo formar una corriente de aire hquido (52); y

El aire contenido dentro de la primera corriente de aire comprimido (30) y de la segunda corriente comprimido (32) es rectificado dentro de la unidad de separacion de aire (12).
4. El metodo segun la reivindicacion 3, donde:

Los caudales de la primera corriente subsidiaria (126) y de la segunda corriente subsidiaria (128) se controlan mediante un primer (130) y un segundo (134) par de valvulas, conteniendo cada uno una valvula de control de flujo alto (136, 140) y una valvula de control de flujo bajo (138, 142);

Durante el modo de produccion elevado de hquidos, los caudales de la primera corriente subsidiaria (126) y de la segunda corriente subsidiaria (128) son respectivamente controlados por la valvula de control de flujo alto (136) del primer par (130) de valvulas y la valvula de control de flujo bajo (142) del segundo par (134) de

valvulas, siendo posicionadas la valvula de control de flujo bajo (138) del primer par (130) de valvulas y la

valvula de control de flujo alto (140) del segundo par (134) de valvulas en posiciones cerradas; y

Durante el modo de produccion baja de lfquidos, los caudales de la primera corriente subsidiaria (126) y de la segunda corriente subsidiaria (128) son respectivamente controlados por la valvula de control de flujo bajo (138) del primer par (130) de valvulas y la valvula de control de flujo alto (140) del segundo par (134) de

valvulas, siendo posicionadas la valvula de control de flujo alto (136) del primer par (130) de valvulas y la

valvula de control de flujo bajo (142) del segundo par (134) de valvulas en las posiciones cerradas.
5. El metodo segun la reivindicacion 4, donde:

La corriente de escape (48) se introduce en una region de cola de la columna de mayor presion (14);

La corriente de aire Kquido (52) se divide en una primera y en una segunda porcion (58, 60) y se expanden por una valvula a la mayor y menor presion de las columnas de mayor y menor presion (14, 16), respectivamente; y

Las porciones primera y segunda (58, 60) se introducen en las columnas de mayor y menor presion (14, 16), respectivamente.
6. El metodo segun la reivindicacion 4, donde:

Una corriente de cabeza de la columna enriquecida en nitrogeno (70) de la columna de mayor presion (14) es licuada frente a la vaporizacion de las colas (74) de la columna que contienen oxfgeno de la columna de menor presion (16), produciendo de este modo una primera y una segunda corriente de reflujo de nitrogeno (78, 80) para mantener el reflujo en las columnas de mayor y menor presion (14, 6);

the second (80) of the nitrogen reflux streams is subcooled prior to being introduced into the lower pressure column (16) by exchanging heat to a waste liquid nitrogen stream (100) and a product nitrogen vapor stream (98) withdrawn from the lower pressure column (16);

the waste liquid nitrogen stream (100) and the product nitrogen vapor stream (98) are the nitrogen-enriched streams taking part in the indirect heat exchange; and

a crude liquid oxygen stream (82) formed from an oxygen containing column bottoms of the higher pressure column (14) is valve expanded and introduced into the lower pressure column (16) for rectifcation without being subjected to indirect heat exchange to further cool the crude liquid oxygen stream prior to being valve expanded.

La segunda (80) de las corrientes de reflujo de nitrogeno es subenfriada antes de ser introducida en la columna de menor presion (16) mediante intercambio de calor con una corriente (100) lfquida residual de nitrogeno y una corriente (98) producto de nitrogeno vapor retirada de la columna de menor presion (16);

La corriente (100) lfquida residual de nitrogeno y la corriente (98) producto de nitrogeno vapor son las corrientes enriquecidas en nitrogeno que toman parte en el intercambio de calor indirecto; y

Una corriente (82) de oxfgeno lfquido bruto formada a partir de las colas de la columna que contienen oxfgeno de la columna de mayor presion (14) se expande por una valvula y se introduce en la columna de menor presion (16) para su rectificacion sin ser sometida a intercambio de calor indirecto para enfriar mas la corriente de oxfgeno lfquido bruto antes de ser expandida por la valvula.

que se para de

de aire