MX2010011008A - Procedimiento y dispositivo para la obtencion de nitrogeno liquido a traves de la descomposicion del aire a baja temperatura. - Google Patents

Procedimiento y dispositivo para la obtencion de nitrogeno liquido a traves de la descomposicion del aire a baja temperatura.

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Abstract

El procedimiento y el dispositivo sirven para la obtención de nitrógeno líquido a través de descomposición del aire a baja temperatura en un sistema de columnas de destilación para la separación de nitrógeno-oxígeno, que presenta una columna de alta presión (28), una columna de baja presión (30) y un único condensador de cabecera (29) de columnas de alta presión para la licuación de gas de cabecera de la columna de alta presión, que está configurado como condensador-evaporador, y presenta una cámara de licuación y una cámara de evaporación. Se comprime aire de alimentación (1) en un compresor de aire principal (3) a una primera presión y a continuación se purifica (5). Una corriente de estrangulamiento (21), que se forma a través de una parte del aire de alimentación purificado (6), es licuada o pseudolicuada bajo una segunda presión, que es más alta que la primera presión, en un intercambiador de calor principal (19). La corriente de estrangulamiento (21) licuada o pseudo-licuada es expandida (33) y a continuación es introducida en el sistema de columnas de destilación para la separación de nitrógeno-oxígeno. Al menos una parte (35) del gas de cabecera (34) de la columna de alta presión (28) es introducida en la cámara de licuación del condensador de cabecera (2) de columnas de alta presión y es licuada allí al menos parcialmente. En la columna de baja presión (30) se genera un producto de nitrógeno (46) y se descarga, al menos en parte, - como producto líquido (Si). Al menos una parte de la corriente de estrangulamiento expandida es introducida como corriente de refrigerante (33, 233, 270) en la cámara de evaporación del condensador de cabecera (29) de columnas de alta presión. El sistema de columnas de destilación para la separación de nitrógeno-oxígeno presenta, además, un condensador de cabecera (31) de columnas de baja presión, que está configurado como condensador-evaporador y presenta una cámara de licuación y una cámara de evaporación. Al menos una parte del nitrógeno de cabecera (46) de la columna de baja presión (30) es introducida en la cámara de licuación del condensador de cabecera (31) de columnas de baja presión y es licuada allí al menos parcialmente. Un líquido (80) enriquecido con oxígeno desde la zona inferior de la columna de baja presión (30) es introducido en la cámara de evaporación del condensador de cabecera (31) de columnas de baja presión y es evaporado allí al menos parcialmente.

Description

PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA LA OBTENCION DE NITROGENO LIQUIDO A TRAVES DE LA DESCOMPOSICION DEL AIRE A BAJA TEMPERATURA Descripción de la Invención La invención se refiere a un procedimiento de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 de la patente.
La "primera presión" , a la que se purifica el aire de alimentación, está, por ejemplo, entre 5 y 12 bares, con preferencia entre 5,5 y 7,0 bares. Aproximadamente es igual a la presión de funcionamiento de la columna de alta presión o está ligeramente por encima de ella.
La "segunda presión" está claramente por encima de la primera presión. Por ejemplo, es al menos 50 bares, en particular está entre 50 y 80 bares, con preferencia está entre 55 y 70 bares.
El "intercambiador de calor principal" puede estar formado por una o varias secciones de intercambiador de calor conectadas en paralelo y/o en serie, por ejemplo por uno o varios bloques de intercambiadores de calor de placas.
El "Sistema de columnas de destilación para la separación de nitrógeno-oxígeno" presenta exactamente dos columnas de destilación, a saber, una columna de alta presión y una columna de baja presión (30) . No existen en el sistema otras columnas de destilación para la separación de REF.:213300 nitrógeno-oxígeno. En principio, pueden estar previstas otras columnas de destilación para otras tareas de separación, por ejemplo para la obtención de gas noble. No obstante, con preferencia, la invención se refiere a procedimientos y dispositivos, que no presentan, en general, otras columnas de separación, además de la columna de alta presión y la columna de baja presión.
Además, el "Sistema de columnas de destilación para la separación de nitrógeno-oxígeno" comprende también un único condensador de cabecera de columnas de alta presión para la licuación de gas de cabecera de la columna de alta presión, que está configurado como condensador-evaporador y presenta una cámara de licuación y una única cámara de evaporación. Por lo tanto, en el procedimiento y el dispositivo no se emplean otros condensadores para la licuación de gas de cabecera de la columna de alta presión. El condensador de cabecera de columnas de alta presión solamente presenta una única cámara de evaporación, es decir, que todas las partes de la cámara de evaporación están en comunicación entre sí. El condensador de cabecera de columnas de alta presión no es accionado especialmente con varios medios de refrigeración de diferente composición, sino con preferencia con un único medio de refrigeración. En general, el condensador de cabecera de columnas de alta presión presenta también solamente una única cámara de licuación, en la que es licuada al menos una parte del gas de cabecera de la columna de alta presión .
La "corriente de estrangulamiento" es refrigerada en el intercambiador de calor principal a través de intercambio de calor indirecto y es licuada o -a presión supercrítica-pseudo-licuada . La expansión de la corriente de estrangulamiento antes de su introducción en el sistema de columnas de destilación para la separación de nitrógeno-oxígeno se realiza habitualmente en una válvula de estrangulamiento; de manera alternativa, se puede realizar una expansión con rendimiento de trabajo en una turbina de líquido. Durante la expansión de la corriente de estrangulamiento resulta una mezcla de dos fases, que está constituida predominantemente pos líquido.
Tales procedimientos de nitrógeno líquido, en los que se transmite frío en un intercambiador de calor principal a una corriente de aire que está a presión muy alta (la "corriente de estrangulamiento") se conocen a partir de los documentos EP 316768 A2 (figura 1), US 5660059 o DE 102004046344. Todos estos procedimientos presentan un sistema convencional de dos columnas, en los que el condensador de cabecera de columnas de alta presión (condensador principal) es refrigerado a través del líquido de cola de la columna de baja presión.
Un inconveniente de estos procedimientos conocidos es la alta pre- licuación del aire introducido en el sistema de columnas de destilación. Esto conduce a una potencia reducida de separación y, por lo tanto, a un consumo de energía relativamente alto del sistema.
Por lo tanto, la invención tiene el cometido de indicar un procedimiento del tipo mencionado al principio y un dispositivo correspondiente que presentan un consumo de energía especialmente reducido. En este caso, el gasto de aparatos debe mantenerse en límites.
Este cometido se soluciona a través de las características de la parte de caracterización de la reivindicación 1 de la patente, por lo tanto, por medio de un procedimiento, en el que la columna doble clásica es sustituida por dos columnas, que presentan ambas un condensador de cabecera. En este caso, la corriente de estrangulamiento expandida es introducida, al menos en parte, en el condensador de cabecera de columnas de alta presión y provoca allí la generación de nitrógeno líquido, que se puede cargar como retorno sobre la columna de alta presión y/o sobre la columna de baja presión y/o se puede obtener directamente como producto líquido a presión. De esta manera, se emplea de manera especialmente eficiente el frío contenido en la corriente de estrangulamiento y resulta un consumo de energía especialmente bajo.
Tales sistemas de columnas son, en efecto, conocidos en sí, por ejemplo a partir del documento US 6499312. Pero en estos procedimientos conocidos, el condensador de cabecera de columnas de alta presión no es refrigerado con una corriente de aire de estrangulamiento, sino con líquido de cola a partir de la columna de alta presión. En cambio, la invención presenta la ventaja de que se emplea una fracción con composición constante (y, por lo tanto, temperatura de ebullición constante) en el lado de evaporación del condensador de cabecera de columnas de alta presión. En particular, con carga alterna (carga baja/sobrecarga) resulta, por lo tanto, un funcionamiento especialmente estable de las columnas. Aunque en el caso de una modificación de la carga, se modifica la composición de las fracciones en las columnas, la temperatura de la cabecera de la columna de alta presión se mantiene constante y no es necesario regular posteriormente las presiones de funcionamiento de las columnas. Además, el aire líquido de la corriente de estrangulamiento (aproximadamente 21 % mol de contenido de oxígeno) hierve a temperatura más baja que el líquido de cola de la columna de alta presión (mínimo 32 % mol, en general de 36 a 40 % mol de contenido de oxígeno); de esta manera, la presión de funcionamiento de la columna de alta presión se puede mantener relativamente baja en la invención y el procedimiento trabaja energéticamente de forma especialmente favorable.
La corriente de estrangulamiento expandida se puede alimentar en este caso directa o indirectamente a la cámara de evaporación del condensador de cabecera de columnas de alta presión.
En el primer caso, se introduce la corriente de refrigerante directamente aguas abajo de la expansión de la corriente de estrangulamiento directamente en la cámara de evaporación del condensador de cabecera de columnas de alta presión. La corriente de refrigerante se puede formar en este caso por toda la corriente de estrangulamiento o por una parte, que se deriva inmediatamente después de la expansión.
De manera alternativa o adicional, al menos una parte de la corriente de estrangulamiento expandida es sometida a una separación de fases, y la corriente de refrigerante se forma por al menos una parte de la fase líquida que resulta de la separación de fases. Con preferencia, la separación de fases se realiza en un lugar intermedio de la columna de alta presión. A este respecto, la corriente de estrangulamiento (o una parte de ella) es introducida en un lugar intermedio en la columna de alta presión y la corriente de refrigerante se toma de nuevo de una instalación colectora de líquido (por ejemplo, copa) dispuesta en este lugar intermedio. El lugar intermedio se encuentra, por ejemplo, inmediatamente por encima del sexto al duodécimo, con preferencia del octavo al undécimo piso teórico desde abajo en el caso de una extensión total, por ejemplo, de 40 a 90, con preferencia de 40 a 60 pisos teóricos en la columna de alta presión (de acuerdo con la pureza deseada del producto) .
Con preferencia, el frío necesario para la licuación del producto es generado en un circuito de aire de dos turbinas, como se describe en la reivindicación 4 de la patente. Las dos máquinas de expansión están formadas, en general, por turbinas de expansión. Presentan con preferencia la misma presión de entrada (al nivel de la presión intermedia o por encima) y/o la misma presión de salida (al nivel de la primera presión) .
Es favorable que la energía mecánica generada en las máquinas .de expansión sea transmitida a través de acoplamiento mecánico a dos compresores posteriores en serie, en los que una parte del aire es comprimida posteriormente desde la presión intermedia a la alta presión, como es objeto de la reivindicación 5 de la patente. La corriente de alta presión se puede utilizar entonces como corriente de estrangulamiento; de manera alternativa o adicional, las dos corrientes de las turbinas se forman por la corriente de alta presión; en este caso, la generación de frío y, por lo tanto, la producción de líquido se puede elevar adicionalmente , sin que deba alimentarse energía desde el exterior.
En una modalidad preferida, todo el frío empleado en el condensador de cabecera de columnas de alta presión es proporcionado a través de la corriente de refrigerante. La corriente de refrigerante formada a partir de la corriente de estrangulamiento representa, por lo tanto, la única corriente de alimentación para la cámara de evaporación del condensador de cabecera de columnas de alta presión.
Además, el vapor generado en la cámara de evaporación del condensador de cabecera de columnas de alta presión puede ser introducido en la columna de baja presión, especialmente en su cola. Allí sirve como vapor ascendente, con preferencia forma todo el vapor ascendente en la columna de baja presión.
En una forma de realización especial del procedimiento de acuerdo con la invención, ni la columna de alta presión ni la columna de baja presión presentan un hervidor para la generación de vapor ascendente a partir de líquido de la columna correspondiente.
Además, es favorable que en la cámara de evaporación del condensador de cabecera de columnas de alta presión solamente se realice una evaporación parcial y se introduzca la fracción que permanece líquida en la cámara de evaporación del condensador de cabecera de columnas de baja presión. De este último se puede extraer una cantidad de lavado pequeña líquida .
Al menos una parte del líquido obtenido en la cámara de licuación del condensador de cabecera de columnas de alta presión se puede introducir en la columna de baja presión y se puede separar allí posteriormente.
Una corriente de oxígeno bruto líquido de la cola de la columna de alta presión es introducida con preferencia en la columna de baja presión.
Adicionalmente a la corriente de estrangulamiento, se introduce una corriente de aire de descomposición, que está formada por otra parte del aire de alimentación purificado, en estado gaseoso en la columna de alta presión, especialmente en su cola. La corriente de aire de descomposición puede estar formada por una parte de las dos corrientes de las turbinas aguas abajo de la expansión con rendimiento de trabajo.
En el procedimiento de acuerdo con la invención, se introducen con preferencia al menos 50 % mol, especialmente entre 50 y 60 % mol de la cantidad total de alimentación, introducida en el sistema de columnas de destilación para la separación de nitrógeno-oxígeno, en estado líquido en el sistema de columnas de destilación para la separación de nitrógeno-oxígeno .
La invención se refiere, además, a un dispositivo para la obtención de nitrógeno líquido a través de descomposición del aire a baja temperatura de conformidad con la reivindicación 14 de la patente.
La invención así como otros detalles de la invención se explican en detalle a continuación con la ayuda de ejemplos de realización representados esquemáticamente en las figuras.
En este caso: La figura 1 muestra un primer ejemplo de realización de un procedimiento de acuerdo con la invención.
La figura 2 muestra un segundo ejemplo, en el que solamente se representa el sistema de columnas de destilación.
La figura 3 muestra el sistema de frío del primer ejemplo de realización en detalle, y Las figuras 4 a 6 muestran otras variantes del sistema de frío.
La figura 1 está dividida por tres rectángulos de trazos en las partes del procedimiento: tratamiento previo del aire, sistema de frío y sistema de columnas de destilación para la separación de nitrógeno-oxígeno (de izquierda a derecha) .
El aire entrante 1 es alimentado a través de un filtro 2 a un compresor de aire principal 3 y es comprimido allí a una primera presión de 5,5 a 7,0 bares y es refrigerado en una instalación de refrigeración previa 4 de nuevo aproximadamente a temperatura ambiente, por ejemplo a través de intercambio indirecto de calor en un intercambiador de calor o a través de intercambio directo de calor en un refrigerador de contacto directo.
El aire pre-refrigerado es purificado bajo la primera presión en una instalación de purificación 5, que contiene adsorbedor de tamiz molecular. El aire purificado 6 (AIRE) - li ¬ es alimentado al sistema de frío, que sirve para la refrigeración del aire de alimentación y para la generación de frío de licuación. Allí se mezcla el aire de alimentación 6 purificado en primer lugar, al menos en parte, con una corriente de retorno 7 para formar una corriente de circulación 8. La corriente de circulación 8 es comprimida en un compresor de circulación 9 con refrigerador posterior 10 después a una presión intermedia de 30 a 40 bares. Todo el aire a presión intermedia 11 es comprimido en dos compresores posteriores 12, 14 conectados en serie después a una presión alta de al menos 50 bares, especialmente entre 50 y 80 bares, con preferencia de 55 a 70 bares. Un refrigerador posterior 13, 15 sigue, respectivamente, a los compresores posteriores 12, 14.
El aire a alta presión 16 es dividido en dos corrientes parciales 17, 18. La primera corriente parcial 17 comprende una corriente de estrangulamiento y una primera corriente de la turbina, que entran en común en el extremo caliente de un intercambiador de calor principal 19.y son refrigeradas a una primera temperatura intermedia que está entré temperatura ambiente y punto de rocío del aire. A esta temperatura intermedia, la primera corriente de la turbina 20 se deriva desde la primera corriente parcial. El resto es refrigerado después hasta el extremo frío en el intercambiador de calor principal y es pseudo-licuado y forma la corriente de estrangulamiento 21, que comprende aproximadamente más de la mitad de la cantidad total de aire 1. La primera corriente de la turbina 20 es expandida en una primera turbina (fría) 22 con rendimiento de trabajo aproximadamente a la primera presión y a una temperatura que está algunos grados por encima de la temperatura de rocío. La primera corriente de la turbina 23 expandida está totalmente o esencialmente totalmente en forma de gas y forma, en una primera parte, una corriente de aire de descomposición 24 en forma de gas. El resto 25 es alimentado al extremo frío del intercambiador de calor principal 19 y es calentado de nuevo aproximadamente a temperatura ambiente.
La segunda corriente parcial del aire a alta presión 16 forma una segunda corriente de la turbina 18. Ésta es expandida con rendimiento de trabajo desde aproximadamente temperatura ambiente y la alta presión en una segunda turbina (caliente) 26, de la misma manera aproximadamente a la primera presión. La segunda corriente de la turbina 27 expandida entra con una segunda temperatura intermedia de nuevo en el intercambiador de calor principal 19 y allí se reúne con la parte 25 de la primera corriente parcial expandida 23, para formar la corriente de retorno 7 y para ser alimentada de nuevo al compresor de circulación 9.
La corriente de aire de descomposición gaseosa (24) (AIRE) y la corriente de estrangulamiento 21 (JT-AIRE) entran en el sistema de columnas de destilación para la separación de nitrógeno-oxígeno, que presenta una columna de alta presión 28, un condensador de cabecera 29 de columnas de alta presión, una columna de baja presión 30 y un condensador de cabecera 31 de columnas de baja presión. La presión de funcionamiento de la columna de alta presión 28 está entre 5,5 y 7,0 bares. La corriente de aire de descomposición 24 es alimentada en forma de gas directamente a la cola de la columna de alta presión 28. La corriente de estrangulamiento 21 es expandida en una válvula de estrangulamiento 32 a una presión por debajo de 4 bares y es introducida totalmente como corriente de refrigerante 33 en la cámara de evaporación del condensador de cabecera de columnas de alta presión.
El gas de cabecera 34 de la columna de alta presión 28 está constituido por nitrógeno prácticamente puro y es conducido en una primera parte 35 (en una cantidad molar, que es ligeramente menor que la mitad de la cantidad de aire 1 entrante) a la cámara de licuación del condensador de cabecera 29 de columnas de alta presión y allí es licuado esencialmente totalmente. El líquido 36 generado en el condensador de cabecera de columnas de alta presión se carga en una primera aparte 37 como retorno sobre a columna de alta presión 28. El resto 38 es refrigerado después de la refrigeración en un dispositivo de contracorriente 39 de sobreenfriamiento y es cargado a través de una válvula de estrangulamiento 40 como retorno sobre la columna de baja presión 30, que es accionada a una presión por debajo de 4 bares. El líquido que aparece en la cola de la columna de alta presión 28 es alimentado como corriente de oxígeno bruto líquido 41 a través del dispositivo de contracorriente 39 de sobreenfriamiento y de una válvula de estrangulamiento 42 a la cámara de evaporación del condensador de cabecera 31 de columnas de baja presión.
La corriente de refrigerante 33 es evaporada casi totalmente en el condensador de cabecera de columnas de alta presión, solamente una cantidad relativamente pequeña, necesaria para lavar y regular, es tomada' líquida. El vapor 43 generado en la cámara de evaporación del condensador de cabecera 29 de columnas de alta presión es introducido directamente en la zona de cola de la columna de baja presión 30. La fracción 44 remanente líquida de la cámara de evaporación del condensador de cabecera 29 de columnas de alta presión es conducida a través de una válvula de estrangulamiento 45 en la cámara de evaporación del condensador de cabecera 31 de columnas de baja presión.
El líquido 80 enriquecido con oxígeno, que aparece en la cola de la columna de baja presión 30, es introducido después del sobreenfriamiento en el dispositivo de contracorriente 39 de sobreenfriamiento y del estrangulamiento igualmente en la cámara de evaporación del condensador de cabecera 31 de - - columnas de baja presión.
En nitrógeno de cabecera 46 de la columna de baja presión 30 es conducido a la cámara de licuación del condensador de cabecera 31 de columnas de baja presión es licuado allí esencialmente totalmente. El líquido que aparece en la cola de la columna de alta presión 28 es alimentado como corriente de oxígeno bruto líquido 41 a través de un dispositivo de contracorriente 39 de sobreenfriamiento y de una válvula de estrangulamiento 42 a la cámara de evaporación del condensador de cabecera 31 de columnas de baja presión, que está a una presión de 1,4 a 1,6 bares.
El gas frío del condensador de cabecera 31 de columnas de baja presión es conducido en primer lugar a través del dispositivo de contracorriente 39 de sobreenfriamiento y refrigera en este caso los líquidos. A continuación, circula a través de los conductos 56 y 57 hacia el intercambiador de calor principal y refrigera allí las corrientes de aire calientes. A través del conducto 62 se lava también el condensador de cabecera 31 de columnas de baja presión, extrayendo una cantidad pequeña de líquido (purga) . El gas residual 57/58 (Residuo/Reg Gas) es descargado en caliente directamente (60) o indirectamente (61) después de la utilización como gas de regeneración 59 en la instalación de purificación (5) al medio ambiente (amb) .
El líquido 47 de la cámara de licuación del condensador de cabecera 31 de columnas de baja presión es cargado en una primera parte 48 como retorno sobre la columna de baja presión 30. El resto 49, 51 está disponible a una presión por encima de 3 bares como producto de nitrógeno líquido (LIN para almacenamiento) y es almacenado en un depósito de líquido no representado. A través del estrangulamiento 53 de una cantidad parcial pequeña 52 se puede sobreenfriar el nitrógeno líquido 49, 51 en un sobreenfriador de nitrógeno 50. El nitrógeno 54 evaporado en este caso se mezcla con el gas residual 56 del condensador de cabecera 31 de columnas de baja presión (residuo) .
Una cantidad pequeña del gas de cabecera 35 de la columna de alta presión 28 se puede obtener en forma de gas como producto de nitrógeno a presión 63, 64. Esta fracción (PGA ) de la columna de alta presión 28 es conducida igualmente a través del intercambiador de calor principal 19 y contribuye a refrigerar las corrientes de aire caliente.
En la figura 2 se expande la corriente de estrangulamiento 21 en la válvula de estrangulamiento 232 en primer lugar sólo hasta la presión de funcionamiento de la columna de alta presión 28 y se alimenta aquélla a un lugar intermedio. En la columna de alta presión tiene lugar una separación de fases. Al menos una parte de la porción líquida de la corriente de estrangulamiento expandida es introducida entonces como corriente de refrigerante 270, 233 después de otro estrangulamiento 271 correspondiente en la cámara de evaporación del condensador de cabecera de columnas de alta presión. La porción gaseosa de la corriente de estrangulamiento 21 está disponible, por lo tanto, como vapor ascendente en la columna de alta presión 28.
En las figuras 3 a 7 se representan diferentes circuitos del sistema de refrigeración, que se pueden combinar, respectivamente, con cada uno de los sistemas de columnas de destilación descritos en las figuras 1 y 2.
La figura 3 representa solamente una ampliación del fragmento de la figura 1. Esta variante tiene la ventaja de que la turbina 26 caliente se expande desde una presión especialmente alta (la alta presión, bajo la que está también la corriente de estrangulamiento 21) y una temperatura correspondientemente más elevada. En este caso no es necesaria una refrigeración previa de la segunda corriente de la turbina 18 en el intercambiador de calor principal 19. No se necesita ningún conducto desde el intercambiador de calor principal 19 hacia la turbina caliente 26, el intercambiador de calor se puede fabricar de forma sencilla y rentable.
En variante, en la figura 4 también la segunda corriente de la turbina 18 es preenfriada en el intercambiador de calor principal 419.
En el ejemplo de realización de la figura 5, la presión de entrada de la segunda turbina (caliente) 26 es más baja y - - está al nivel de la presión intermedia. A tal fin, la segunda corriente de la turbina 518 se deriva ya aguas arriba de los dos compresores 12, 14 posteriores a partir de la corriente de circulación 11 comprimida a la presión intermedia, es preenfriada en el intercambiador de calor principal 19 y finalmente es alimentada a la turbina 26.
En la figura 6, el intercambiador de calor principal 19 es enfriado adicionalmente con una máquina de refrigeración 666. Tal máquina de refrigeración se puede complementar también en la variante de la figura 4.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (14)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :
1. Procedimiento para la obtención de nitrógeno líquido a través de descomposición del aire a baja temperatura en un sistema de columnas de destilación para la separación de nitrógeno-oxígeno, que presenta exactamente dos columnas de destilación, a saber, una columna de alta presión, una columna de baja presión, así como un único condensador de cabecera de columnas de alta presión para la licuación de gas de cabecera de la columna de alta presión, que está configurado como condensador-evaporador , y presenta una cámara de licuación y una única cámara de evaporación, de manera que en el procedimiento: - se comprime aire de alimentación en un compresor de aire principal a una primera presión y a continuación se purifica, - una corriente de estrangulamiento, que se forma a través de una parte del aire de alimentación purificado, es licuada o pseudo-licuada bajo una segunda presión, que es más alta que la primera presión, en un intercambiador de calor principal , - la corriente de estrangulamiento licuada o pseudo-licuada es expandida y a continuación es introducida en el sistema de columnas de destilación para la separación de nitrógeno-oxígeno, - al menos una parte del gas de cabecera de la columna de alta presión es introducida en la cámara de licuación del condensador de cabecera de columnas de alta presión y es licuada allí al menos parcialmente, y - en la columna de baja presión se genera un producto de nitrógeno y se descarga, al menos en parte, como producto líquido, caracterizado porque - al menos una parte de la corriente de estrangulamiento expandida es introducida como corriente de refrigerante en la cámara de evaporación del condensador de cabecera de columnas de alta presión, - el sistema de columnas de destilación para la separación de nitrógeno-oxígeno presenta, además, un condensador de cabecera de columnas de baja presión, que está configurado como condensador-evaporador y presenta una cámara de licuación y una cámara de evaporación, - al menos una parte del nitrógeno de cabecera de la columna de baja presión es introducida en la cámara de licuación del condensador de cabecera de columnas de baja presión y es licuada allí al menos parcialmente, y - un líquido enriquecido con oxígeno es introducido desde la zona inferior de la columna de baja presión en la cámara de licuación del condensador de cabecera de columnas de baja presión y se evapora allí al menos parcialmente.
2. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente de refrigerante es introducida directamente aguas abajo de la expansión de la corriente de estrangulamiento directamente en la cámara de evaporación del condensador de cabecera de columnas de baja presión.
3. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 6 2, caracterizado porque al menos una parte de la corriente de estrangulamiento expandida es sometida a una separación de fases y la corriente de refrigerante se forma por al menos una parte de la fase líquida de la separación de fases, de manera que la separación de fases se realiza especialmente en un lugar intermedio de la columna de alta presión.
4. Procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque - el aire de alimentación purificado es mezclado, al menos en parte, con una corriente de retorno para formar una corriente de circulación, - la corriente de circulación es comprimida en un compresor de circulación a una presión intermedia, que es más alta que la primera presión, - una primera corriente de la turbina, que se forma a través de una primera parte de la corriente de circulación aguas abajo del compresor de circulación es expandida con rendimiento de trabajo, en una primera máquina de expansión , - una segunda corriente de la turbina, que se forma a través de una segunda parte de la corriente de circulación aguas abajo del compresor de circulación, es expandida con rendimiento de trabajo, en una segunda máquina de expansión , y - al menos una parte de la primera corriente de la turbina expandida con rendimiento de trabajo y/o al menos una parte de la segunda corriente de la turbina expandida con rendimiento de trabajo es retornada como corriente de retorno a la corriente de circulación.
5. Procedimiento de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque - al menos una parte de la corriente de circuito comprimida a la presión intermedia es comprimida en dos compresores posteriores conectados en serie a una presión alta, que es más alta que la presión intermedia y en particular es aproximadamente igual a la segunda presión, de manera que - la primera máquina de expansión está acoplada mecánicamente con uno de los dos compresores posteriores y - la segunda máquina de expansión está acoplada mecánicamente con el otro de los dos compresores posteriores .
6. Procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque todo el frío empleado en el condensador de cabecera de columnas de alta presión es puesto a disposición a través de la corriente de refrigerante .
7. Procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el valor generado en la cámara de evaporación del condensador de cabecera de columnas de alta presión es introducido en la columna de baja presión, especialmente en su cola.
8. Procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque ni la columna de alta presión ni la columna de baja presión presentan un hervidor para la generación de vapor ascendente a partir de un líquido de la columna correspondiente.
9. Procedimiento de conformidad con cualquiera las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque una fracción remanente líquida es introducida desde la cámara de evaporación del condensador de cabecera de columnas de alta presión en la cámara de evaporación del condensador de cabecera de columnas de baja presión.
10. Procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque al menos una parte del líquido obtenido en la cámara de licuación del condensador de cabecera de columnas de alta presión es introducida en la columna de baja presión.
11. Procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque una corriente de oxígeno bruto líquido es introducida desde la cola de la columna de alta presión en la columna de baja presión.
12. Procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque un corriente de aire de descomposición, que se forma a través de otra parte del aire de alimentación purificado, es introducida como corriente de estrangulamiento, en el estado gaseoso, en la columna de alta presión; de manera que la corriente de aire de descomposición comprende especialmente al menos una parte de la primera corriente de la turbina expandida con rendimiento de trabajo y/o al menos una parte de la segunda corriente de la turbina expandida con rendimiento de trabajo.
13. Procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque al menos 40 % mol, en particular al menos 50 % mol de la cantidad total del aire de alimentación, introducida en el sistema de columnas de destilación para la separación de nitrógeno-oxigeno, es introducido en estado líquido en el sistema de columnas de destilación para la separación de nitrógeno-oxígeno.
14. Dispositivo para la obtención de nitrógeno líquido a través de descomposición del aire a baja temperatura con - un sistema de columnas de destilación para la separación de nitrógeno-oxígeno, que presenta exactamente dos columnas de destilación, a saber, una columna de alta presión, una columna de baja presión, así como un único condensador de cabecera de columnas de alta presión, para la licuación de gas de cabecera de la columna de alta presión (28) , que está configurado como condensador-evaporador y presenta una cámara de licuación y una única cámara de evaporación, - un compresor de aire principal para la compresión de aire de alimentación comprimido a una primera presión, - una instalación de purificación para la purificación del aire de alimentación comprimido a la primera presión, medios para la formación de una corriente de estrangulamiento a través de una parte del aire de alimentación purificado, - un intercambiado de calor principal para la licuación o pseudo-licuación de la corriente de estrangulamiento bajo una segunda presión, que es más alta que la primera presión, - medios para la expansión de la corriente de estrangulamiento licuada o pseudo-licuada, medios para la introducción de la corriente de estrangulamiento expandida en el sistema de columnas de destilación para la separación de nitrógeno-oxígeno. - medios para la introducción de al menos una parte del gas de cabecera de la columna de alta presión en la cámara de licuación del condensador de cabecera de columnas de alta presión y con medios para la descarga de un producto de nitrógeno, generado en la columna de baja presión, como producto líquido, caracterizado porque comprende - medios para la introducción de al menos una parte de la corriente de estrangulamiento expandida como corriente de refrigerante en la cámara de evaporación del condensador de cabecera de columnas de alta presión, - un condensador de cabecera de columnas de baja presión, que está configurado como condensador-evaporador y presenta una cámara de licuación y una cámara de evaporación, - medios para la introducción de al menos una parte del nitrógeno de cabecera de la columna de baja presión en la cámara de licuación del condensador de cabecera de columnas de baja presión y - medios para la introducción de un líquido enriquecido con oxígeno desde la zona inferior de la columna de baja presión en la cámara de evaporación del condensador de cabecera de columnas de baja presión. RESUMEN DE LA INVENCIÓN El procedimiento y el dispositivo sirven para la obtención de nitrógeno líquido a través de descomposición del aire a baja temperatura en un sistema de columnas de destilación para la separación de nitrógeno-oxígeno, que presenta una columna de alta presión (28) , una columna de baja presión (30) y un único condensador de cabecera (29) de columnas de alta presión para la licuación de gas de cabecera de la columna de alta presión, que está configurado como condensador-evaporador, y presenta una cámara de licuación y una cámara de evaporación. Se comprime aire de alimentación (1) en un compresor de aire principal (3) a una primera presión y a continuación se purifica (5) . Una corriente de estrangulamiento (21) , que se forma a través de una parte del aire de alimentación purificado (6), es licuada o pseudo-licuada bajo una segunda presión, que es más alta que la primera presión, en un intercambiador de calor principal (19) . La corriente de estrangulamiento (21) licuada o pseudo-licuada es expandida (33) y a continuación es introducida en el sistema de columnas de destilación para la separación de nitrógeno-oxígeno. Al menos una parte (35) del gas de cabecera (34) de la columna de alta presión (28) es introducida en la cámara de licuación del condensador de cabecera (2) de columnas de alta presión y es licuada allí al menos parcialmente. En la columna de baja presión (30) se genera un producto de nitrógeno (46) y se descarga, al menos en parte, como producto líquido (51) . Al menos una parte de la corriente de estrangulamiento expandida es introducida como corriente de refrigerante (33, 233, 270) en la cámara de evaporación del condensador de cabecera (29) de columnas de alta presión. El sistema de columnas de destilación para la separación de nitrógeno-oxígeno presenta, además, un condensador de cabecera (31) de columnas de baja presión, que está configurado como condensador-evaporador y presenta una cámara de licuación y una cámara de evaporación. Al menos una parte del nitrógeno de cabecera (46) de la columna de baja presión (30) es introducida en la cámara de licuación del condensador de cabecera (31) de columnas de baja presión y es licuada allí al menos parcialmente. Un líquido (80) enriquecido con oxígeno desde la zona inferior de la columna de baja presión (30) es introducido en la cámara de evaporación del condensador de cabecera (31) de columnas de baja presión y es evaporado allí al menos parcialmente.
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