NL8803062A

NL8803062A - Werkwijze voor het scheiden van lucht.

Info

Publication number: NL8803062A
Application number: NL8803062A
Authority: NL
Original assignee: Air Prod & Chem
Priority date: 1987-12-14
Filing date: 1988-12-14
Publication date: 1989-07-03
Also published as: NO885527L; US4783210A; NO885527D0; KR910004123B1; KR890009438A; NO169977C; NO169977B; CA1283846C

Description

Werkwijze voor het scheiden van lucht.

£

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het scheiden van lucht in zeer zuivere zuurstof en zeer zuivere stikstof.

Voor het scheiden van lucht in hoofdzakelijk stikstof respectievelijk zuurstof bevattende bestanddelen zijn diverse werkwijzen bekend en 5 toegepast. Ook is het gebruik van een enkele drukdestillatiekolom voor dergelijke scheidingen bekend.

Het Amerikaanse octrooischrift 2.627.731 beschrijft een werkwijze voor de destillatie van lucht tot zuurstof en stikstof, waarbij een tweedelige of een enkele destillatiekolom wordt gebruikt. Volgens deze 10 werkwijze wordt lucht door warmtewisseling afgekoeld en rechtstreeks in de kolom geleid. Dit de kop van kolom wordt stikstof afgevoerd en een gedeelte daarvan wordt in twee stadia gecomprimeerd. De gecomprimeerde stikstofstroom uit het eerste stadium wordt gerecirculeerd zodanig dat een gedeelte van het midden van de kolom opnieuw wordt verdampt en ge-15 condenseerd door indirecte warmteuitwisseling voordat dit als terug-vloeiing in de kop van de kolom wordt gebracht. Een gecomprimeerde stikstofstroom uit het tweede stadium wordt gerecirculeerd en gedeeltelijk geëxpandeerd voor de benodigde koeling. Deze geëxpandeerde stroom wordt teruggeleid naar de stikstofproduktleiding. De overblijvende 20 stroom van de gecomprimeerde stikstofstroom van het tweede stadium brengt de bodemvloeistof van de kolom opnieuw aan de kook voordat deze met de gecomprimeerde stikstofstroom van het eerste stadium wordt gecombineerd en als terugvloeiing in de kop van de kolom wordt geleid.

Het Amerikaanse octrooischrift 2.982.108 beschrijft een zuurstof 25 producerend luchtscheidingssysteem waarin een gedeelte van de in de destillatiekolom geproduceerde stikstof wordt gecomprimeerd en de basis van een gedeelte met hoge druk van de kolom opnieuw aan de kook brengt voordat het als terugvloeiing naar het lage-drukgedeelte van de kolom wordt teruggeleid. De toevoerlucht wordt in afzonderlijke deelstromen 30 in het hoge-drukgedeelte van de kolom en in geëxpandeerde vorm in het lage-drukgedeelte van de kolom aangevoerd.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.210.953 beschrijft een fractione-ringskringloop waarin van twee fractioneringsgebieden gebruik wordt gemaakt die onder verschillende drukken werken en twee herverdampers/koe-35 Iers bevatten. Beide herverdampers en koelers zijn op zodanige wijze met de fractioneringszones verbonden dat de vereiste herverdamping en terugvloeiproduktie worden verkregen met een minimaal drukverschil tus- 88030627 2 sen de zuiveringsstadia en de onomkeerbaarheid van het totale fractio-neringsproces is verminderd waarbij de gewenste scheiding met het hoge-drukstadium waarin onder sterk verlaagde druk wordt gewerkt wordt verkregen .

5 Het Amerikaanse octrooischrift 3.214.926 beschrijft een werkwijze voor het produceren van vloeibare zuurstof of vloeibare stikstof. Volgens dit octrooischrift zijn echter twee destillatiekolommen nodig, éên die bij hoge druk werkt en een tweede die bij lage druk werkt, teneinde vloeibaar zuurstof te winnen.

10 Het Amerikaanse octrooischrift 3.217.502 beschrijft een systeem waarin êên enkele drukdestillatiekolom wordt gebruikt. Het produkt van dit luchtscheidingssysteem is gasvormige en vloeibare stikstof. De onzuivere zuurstof die uit het systeem wordt afgescheiden wordt onbenut afgevoerd. Volgens dit octrooischrift wordt de zuurstofafvoerstroom ge-15 ëxpandeerd ten behoeve van de koeling voor het luchtscheidingssysteem.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.277.655 behelst een verbetering van het fractioneringsproces volgens het Amerikaanse octrooischrift 3.210.951. Bij deze werkwijze leidt de warmteuitwisseling die plaats vindt in een van de twee herverdampers/koelers tussen de bodemvloeistof 20 uit de lage-drukkolom en het gasvormige materiaal uit de hoge-druk-kolom, tot een volledige verdamping van de vloeistof uit de lage-drukkolom waarmee aan de herverdampingsbehoefte van de lage-drukkolom is voldaan. Wanneer het vervloeide gasvormige materiaal uit de hoge-druk-kolom in de lage-drukkolom wordt geleid, verbetert dit verder de re-25 fluxverhouding in het bovengedeelte van de lage-drukkolom waardoor het scheidingsrendement wordt verhoogd en de druk van het in de cyclus tredende gasmengsel kan worden verlaagd.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.327.489 behelst een andere verbetering op het Amerikaanse octrooischrift 3.210.951 doordat de druk in 30 de hoge-drukfractioneerinrichting wordt verlaagd. In deze werkwijze wordt de drukverlaging met een daarmee samenhangende energieverminde-ring bereikt doordat een warmteuitwisseling tussen het gasvormige materiaal waaronder eventueel het toevoermengsel en een vloeibare component die zich onderin de lage-drukfractioneerinrichting verzamelt tot stand 35 wordt gebracht, waarbij de vloeibare component zich onder een andere druk bevindt.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.492.828 beschrijft een werkwijze voor de produktie van zuurstof en stikstof uit lucht waarbij een gere-circuleerde stikstofstroom wordt gecomprimeerd en gecondenseerd in een 40 herverdamper aan de basis van een destillatiekolom voordat deze opnieuw 86 03 0627 3 als terugvloeiing in de kolom wordt geleid. Een gedeelte van de gere-circuleerde stikstofstroom kan worden geëxpandeerd waarbij de door de expansie geleverde kracht de compressor voor de hoofdstroom van gere-circuleerd stikstof aandrijft.

5 Het Amerikaanse octrooischrift 3.731.495 beschrijft een lucht scheidingssysteem met een compressor voor de luchttoevoer die wordt aangedreven door verbrandingsgassen die door een turbine worden geleid. De turbineuitlaat verhit een verdamper en de daaruit opgewekte stoom ter aanvulling van de compressoraandrijving. Ook wordt voorgesteld 10 elektriciteit op te wekken. Verder worden volgens dit octrooischrift twee gescheiden kolommen met afzonderlijke drukken gebruikt voor de winning van de afzonderlijke gasvormige componenten van lucht die gescheiden worden.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.735.599 beschrijft een regelings-15 systeem voor een luchtscheidingsinrichting die een omkeerbare warmtewisselaar, een luchtvervloeier, een enkele zuiveringskolom voorzien van een koeler-verdamper en een koudeopwekkingsvoorziening omvat. In de inrichting wordt lucht in de omkeerbare warmtewisselaar gekoeld en in de luchtvervloeier vloeibaar gemaakt; de vervloeide lucht wordt in de ko-20 lom gescheiden in vloeibare lucht met een grote overmaat zuurstof en zeer zuivere stikstof.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.736.762 beschrijft een werkwijze voor de produktie van stikstof uit lucht in gasvorm en vloeibare vorm. In een enkele destillatiekolom vloeit stikstof terug die is geconden-25 seerd in een kopkoeler die werkt met onzuivere zuurstof die afkomstig is van de bodem van die kolom. Ten minste een deel van de onzuivere zuurstof uit de kopkoeler wordt geëxpandeerd voor de benodigde koeling voor het proces.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.754.406 beschrijft een werkwijze 30 voor de produktie van zuurstof van lage zuiverheid, waarbij een stroom aanvoerlucht van lage druk wordt gekoeld aan afvoergasstromen en in een hoge-drukdestillatiekolom wordt geleid. Een stroom aanvoerlucht van hoge druk wordt gekoeld aan een afvoergasstroom, gedeeltelijk tegen kokende zuurstof in een produktverdamper gecondenseerd en in gas- en 35 vloeistofstromen gescheiden. De vloeistofstroom wordt onderkoeld en in een fractioneringskolom onder lage druk geëxpandeerd. De gasstroom wordt opnieuw verwarmd en geëxpandeerd en levert zo de proceskoeling, en wordt in de fractioneringskolom onder lage druk geleid. Ruwe vloeibare zuurstof uit de bodem van de hoge-drukkolom wordt afgekoeld en in 40 de lage-drukkolom geleid nadat het gebruikt is voor het vloeibaar maken 88030627 f 4 van een deel van de stikstof uit de hoge-drukkolom in een externe her-verdamper-koeler. Vloeibare zuurstof uit de lage-drukkolom wordt naar een hogere druk gepompt voordat het naar de onderkoeler en de produkt-verdamper wordt geleid· De rest van de hoge-drukstikstof wordt in een 5 tweede externe herverdamper/koeler vervloeid en wordt als terugvloeiing voor de twee kolommen gebruikt. Een stikstofafvalstroom wordt uit de lage-drukkolom afgevoerd.

Het Amerikaanse octrooischrift 4.222.756 beschrijft een werkwijze waarin een destillatiekolom met twee drukken wordt gebruikt waarin bei-10 de onder druk staande kolomgedeelten met een aan stikstof verrijkte stroom worden gerefluxd. Aan de lage-drukkolom wordt een aan zuurstof verrijkte stroom uit de hoge-drukkolom toegevoerd, welke wordt geëxpandeerd ter verlaging van de druk en de temperatuur.

Het Amerikaanse octrooischrift 4.224.045 beschrijft een werkwijze 15 waarin zuurstof door destillatie van vloeibare lucht in een twee- kolomseenheid wordt geproduceerd. Een gasturbine die gedeeltelijk wordt aangedreven door een stroom stikstofprodukt levert de energie voor het comprimeren van de toevoerlucht.

Het Amerikaanse octrooischrift 4.382.366 beschrijft een lucht-20 scheidingssysteem voor de winning van vrijwel zuiver zuurstofgas onder druk. In het systeem wordt een enkele druk-destillatiekolom gebruikt en wordt een stikstof-zuurstofafvalstroom verbrand voor de levering van energie voor de luchtcompressor, en de zuurstofcompressor en voor elektriciteitsopwekking. De destillatiekolom heeft een gesplitste toevoer 25 voor het ontwikkelen van een terugvloeiing en een herverdamping en voor het tot stand brengen van een beginscheiding van de vloeibare en damp-vormige componenten van de kolom.

Het Amerikaanse octrooischrift 4.400.188 beschrijft een werkwijze voor de produktie van stikstof waarbij een gerecirculeerde stikstof-30 stroom de terugvloei vormt in een destillatiekolom die gevoed wordt met een ongesplitste luchttoevoer. Uit de kolom afgevoerde zuurstof wordt er geëxpandeerd en verzorgt aldus een gedeelte van de benodigde koeling.

Het Amerikaanse octrooischrift 4.464.188 beschrijft een werkwijze 35 en een inrichting voor de scheiding van lucht door cryogene destillatie in een zuiveringskolom waarin twee stromen gerecirculeerde stikstof en een zijstroom van de toegevoerde luchtstroom worden gebruikt voor de herverdamping in de kolom. Een van de gerecirculeerde stikstofstromen wordt geëxpandeerd voor de koeling en voor het verschaffen van energie 40 voor het comprimeren van de zijstroom van de toevoerlucht.

8803062Γ 5

Het Amerikaanse octrooischrift 4.464.191 beschrijft een opstelling van destillatiekolommen voor destillatie beneden omgevingstemperatuur van mengsels van twee niet condenseerbare gassen. De twee-kolomsopstel-ling waarin vloeistof wordt uitgewisseld levert een bepaalde mate van 5 scheiding in een kleiner temperatuurgebied dan een enkele kolom die dezelfde scheiding levert. De opstelling volgens dit octrooischrift is vooral bruikbaar voor het scheiden van lucht in zuurstof en/of stikstof van middelmatige zuiverheid (90 tot 99%).

Het Amerikaanse octrooischrift 4.560.397 beschrijft een werkwijze 10 voor de produktie van zeer zuivere zuurstof en stikstof onder verhoogde druk door cryogene rectificatie van lucht waarbij de geproduceerde zuurstof wordt gewonnen uit een tweede kolom bij een punt boven de bo-demvloeistof terwijl verontreinigingen op afstand van het produktwin-ningspunt uit de kolom worden verwijderd.

15 Het Amerikaanse octrooischrift 4.617.037 beschrijft een werkwijze voor de cryogene destillatie van lucht voor de winning van grote hoeveelheden stikstof bij betrekkelijk hoge druk, waarbij een deel van de terugvloeiende stikstof voor de destillatie wordt verkregen door warm-teuitwisseling bij verminderde druk van stikstofgas in een zijverdamper 20. tegen afvalzuurstof.

Het Amerikaanse octrooischrift 4.617.036 beschrijft een werkwijze voor de produktie van stikstof waarbij lucht wordt gecomprimeerd, van daarin aanwezig water en kooldioxide wordt ontdaan en tegelijkertijd wordt afgekoeld tot een temperatuur dicht bij het vervloeiingspunt. De 25 aldus verkregen gereinigde en gekoelde lucht wordt in een rectificatie-kolotn geleid waaruit zeer zuivere stikstof vanuit de kop wordt afgevoerd en aan zuurstof verrijkte vloeibare lucht aan de bodem wordt onttrokken en wordt geëxpandeerd en in een condensatiestap wordt geleid waar het een bron van terugvloeiende vloeistof voor de rectificatieko-30 lom en een bron voor koeling vormt. Bij de werkwijze volgens dit octrooischrift levert een gesloten kringloop een aanvullende koeling.

Het Amerikaanse octrooischrift 4.655.809 beschrijft een luchtscheidingssysteem voor de winning van vrijwel zuiver zuurstofgas onder druk. In dit systeem wordt een druk-destillatiekolom toegepast en wordt 35 de geproduceerde stikstofstroom gebruikt als energiebron voor de compressie van de toegevoerde lucht, de compressie voor de afzonderlijke warmtepomp en elektriciteitsopwekking. Er wordt een afzonderlijke warm-tepompcyclus toegepast die zorgt voor de warmteuitwisseling zowel voor de herverdamping als voor de terugvloeilng in de kolom.

40 . De Amerikaanse octrooischriften 4.662.916 en 4.662.917 beschrijven &&03062; 6 variaties op een werkwijze voor de scheiding van lucht door cryogene destillatie in een enkele kolom die een stikstofprodukt en een met zuurstof verrijkt produkt levert. Bij deze werkwijze wordt ten minste een deel van de geproduceerde stikstof gecomprimeerd en teruggevoerd om 5 aldus de herverdamping op de bodem van de destillatiekolom en een bijkomende terugvloeiing in het bovenste gedeelte van de kolom te verzorgen. Verder wordt een gedeelte van de gecomprimeerde luchtstroom geëxpandeerd voor het leveren van arbeid die wordt gebruikt voor het aandrijven van een hulpcompressor die de teruggevoerde stikstofstroom com-10 primeert.

Het Amerikaanse octrooischrift 4.662.918 beschrijft een werkwijze voor de scheiding van lucht door cryogene destillatie in een enkele kolom met als produkten stikstof en een met zuurstof verrijkt produkt.

Bij deze werkwijze wordt ten minste een deel van de geproduceerde stik-15 stof gecomprimeerd en teruggevoerd ter verzorging van de herverdamping op de bodem van de destillatiekolom en enige aanvullende terugvloeiing in het bovengedeelte van de kolom. Verder wordt een deel van de gecomprimeerde teruggevoerde stikstof geëxpandeerd voor het leveren van arbeid.

20 Het Amerikaanse octrooischrift 4.702.757 beschrijft een werkwijze waarin destillatiekolommen met hoge en lage druk worden gebruikt voor de produktie van aan zuurstof verrijkte lucht. De toegevoerde lucht wordt bij twee drukken naar de voornaamste warmtewisselaars geleid. De toevoerlucht onder hoge druk afkomstig van de hoofdwisselaar wordt ge-25 bruikt voor de aanvoer van de koeling doordat een deel van de lucht wordt geëxpandeerd voordat dit in een tussenruimte in de lage-drukkolom wordt geleid en voor het verdampen van het aan zuurstof verrijkte produkt voordat de stroom als terugvloeiing voor de hoge-drukkolom wordt gebruikt. De toevoerlucht onder lage druk afkomstig van de hoofdwisse-30 laars wordt gedeeltelijk gecondenseerd om te functioneren als herver-dampingsmateriaal in een lage-drukkolom en wordt vervolgens in een hoge-drukkolom geleid. De koeler van de hoge-drukkolom wordt gebruikt voor het opnieuw verdampen van een tussenliggende vloeistof in de lage-drukkolom.

35 Het Amerikaanse octrooischrift 4.704.147 beschrijft een werkwijze voor de produktie van aan zuurstof verrijkte lucht waarbij toevoerlucht bij twee drukken naar de voornaamste warmtewisselaars wordt geleid. De toevoerlucht met hoge druk uit de hoofdwisselaar wordt gedeeltelijk gecondenseerd teneinde de met zuurstof verrijkte lucht te verdampen. Deze 40 gedeeltelijk gecondenseerde toevoerlucht wordt gescheiden waarbij de 8803062; 7 dampfase wordt verwarmd en geëxpandeerd ter verzorging van de koeling en vervolgens in de fractioneringssectie bij lage druk wordt geleid en de vloeibare fase wordt gebruikt om zowel de fractioneringsgedeelten met hoge druk als die met lage druk van een dubbele destillatiekolom 5 van terugvloeiing te voorzien. De toevoerlucht met lage druk uit de hoofdwisselaars wordt naar de fractioneringssectie met hoge druk geleid. De koeler van de fractioneringssectie met hoge druk wordt gebruikt om te voorzien in de herverdamping in de fractioneringssectie onder lage druk.

10 Het Amerikaanse octrooischrift 4.704.148 beschrijft een werkwijze waarin deetillatiekolommen met hoge en met lage druk worden gebruikt voor de scheiding van lucht waarbij zuurstof van geringe zuiverheid en afvalstikstof worden geproduceerd. Toevoerlucht afkomstig van het koude einde van de hoofdwisselaars wordt gebruikt voor de herverdamping in 15 een lage-druk-destillatiekolom en voor het verdampen van het zuurstof-produkt van lage zuiverheid. Deze benodigde warmte voor de herverdamping in de kolom en het verdampen van het produkt wordt geleverd doordat de luchttoevoer in ten minste drie deelstromen wordt gesplitst. Een van de deelstromen wordt volledig gecondenseerd en wordt gebruikt voor 20 de terugvloeiing zowel in de destillatiekolom met lage druk als in die met hoge druk, bij voorkeur de deelstroom die naar de zuurstofverdamper wordt geleid, terwijl een tweede deelstroom gedeeltelijk wordt gecondenseerd waarbij het dampgedeelte van de gedeeltelijk gecondenseerde deelstroom naar de bodem van de destillatiekolom met hoge druk wordt 25 geleid en het vloeibare gedeelte de terugvloeiing voor de lage-druk-kolom levert. De derde deelstroom wordt geëxpandeerd ten behoeve van de koeling en wordt vervolgens als kolomtoevoer naar de lage-drukkolom geleid. Verder wordt de koeler van de hoge-drukkolom gebruikt als een tussenliggende herverdamper in de lage-drukkolom.

30 De uitvinding is een verbetering van de werkwijze voor de produk- tie van stikstof waarbij een enkele cryogene destillatiekolom wordt gebruikt voor het produceren van stikstof, en de koeling voor het proces wordt geleverd door een afvalgasexpansieinrichting of luchtexpansie-inrichting. De essentie van de verbetering is het opnemen van een twee-35 de destillatiekolom in de werkwijze voor de produktie van kleine hoeveelheden zeer zuivere zuurstof. Bij uitvoering van de werkwijze met de tweede kolom wordt een gedeelte van de zuurstofrijke vloeistof uit de kopkoeler van de stikstof producerende kolom verwijderd en op een hoog gelegen positie in de tweede kolom geleid. Materiaal voor herverdamping 40 in de tweede kolom wordt geleverd door condensatie van een deel van de 8803062.

<! 8 * aan de kop van de stikstof producerende kolom onttrokken stikstof in een herverdamper/koeler in het onderste gedeelte van de tweede kolom. Ten minste een deel van de gecondenseerde vloeibare stikstof uit de herverdamper/koeler in het onderste gedeelte van de tweede kolom wordt 5 gebruikt als terugvloeiing voor de stikstof producerende kolom. In bepaalde uitvoeringsvormen van de werkwijze kan een deel van deze vloeibare stikstof uit het proces worden afgevoerd en als produkt naar een opslag worden geleid. De zeer zuivere zuurstof als bijprodukt wordt uit de tweede kolom gewonnen op een punt boven en/of beneden de herverdam-10 per/koeler.

Deze zeer zuivere zuurstof als bijprodukt wordt, zonder verder energieverbruik of en zonder extra toevoer van lucht, gewonnen uit een afvalstroom die normaal in het stikstofproductieproces in de atmosfeer wordt geloosd.

15 Fig. 1 is een schematische weergave van de werkwijze volgens de uitvinding voor de produktie van stikstof en kleine hoeveelheden zeer zuivere zuurstof.

Fig. 2 is een schematische weergave van de werkwijze volgens de Amerikaanse octrooiaanvrage 4.560.397 die enigszins is aangepast zoda-20 nig dat een omkerende warmtewisselaar en een produktie-eenheid voor vloeibare zuurstof zijn opgenomen.

Gebruikers van stikstof hebben vaak behoefte aan kleine hoeveelheden zeer zuivere zuurstof. De vraag naar zuurstof is in het algemeen te groot dan dat daaraan op economische wijze met verdampte vloeibare 25 zuurstof kan worden voldaan en te gering om de installatie van een afzonderlijke cryogene zuurstofgenerator te rechtvaardigen. Voor dergelijke gebruikers biedt een stikstofgenerator die zodanig is aangepast dat een kleine hoeveelheid zeer zuivere zuurstof wordt geleverd zonder noemenswaardige extra energie- en kapitaalbehoefte grote voordelen. De 30 uitvinding komt aan deze vraag tegemoet.

De uitvinding is een verbetering op de werkwijze voor de scheiding van lucht met een stikstofgenerator waarbij een gebruikelijke cryogene stikstofgenerator met een enkele destillatiekolom wordt gebruikt, waarbij koeling voor het proces wordt geleverd hetzij door een expansie-35 richting voor afvoergas hetzij door een luchtexpansieinrichting. Een luchtscheidingsproces met een stikstofgenerator is een proces waarin lucht wordt gescheiden door cryogene destillatie in een of meer stik-stofstromen en daarbij wordt het zuurstofbestanddeel van de lucht gewoonlijk als onbenut geloosd. Voorbeelden van luchtscheidingsprocessen 40 met een stikstofgenerator worden beschreven in de Amerikaanse octrooi- 88030627 * 9 schriften 3.217.502, 3.735.599, 3.736.762 en 4.617.037. De verbetering komt neer op de opneming van een tweede kolom in het proces waarmee een zuurstof van hoge zuiverheid als bijprodukt wordt geleverd. Dit zuivere bijprodukt wordt gewonnen uit de afvalstroom van het stikstofgenerator-5 proces, welke stroom gewoonlijk in de atmosfeer wordt geloosd. De zuurstof wordt geproduceerd zonder extra energiebehoefte of extra luchtaan-voer. Volgens de werkwijze van de uitvinding wordt de stikstof geproduceerd hij verhoogde druk zodat voor de meeste toepassingen de noodzaak van compressie van het produkt vervalt.

10 Met het oog op de produktie van zuivere zuurstof als bijprodukt wordt een gedeelte van de zuurstofrijke vloeistof van de kopkoeler van de stikstofgeneratorkolom in een hoog gelegen gedeelte van de tweede kolom geleid. Herverdamping in die tweede kolom wordt geleverd door condensatie van een deel van de stikstofkop van de stikstofgenerator-15 kolom in een herverdamper/koeler die zich op de bodem van de tweede kolom bevindt. De gecondenseerde vloeibare stikstof wordt gebruikt als terugvloeimateriaal voor de stikstofgeneratorkolom en in bepaalde uitvoeringsvormen kan een deel van de vloeibare stikstof als vloeibaar produkt aan het proces wordt onttrokken.

20 De maximale hoeveelheid zuurstof die kan worden geproduceerd wordt bepaald door de totale koelingsbehoefte voor het proces. Door verhoging van de toevoer aan de tweede kolom wordt de hoeveelheid geproduceerde damp uit de herverdamper/koeler die als toevoer dient voor de expansie-turbine, kleiner. Een grote behoefte aan vloeibare stikstof en/of zuur-25 stof vereist grote stromen naar de expansieinrichting en beperken daardoor de voor de tweede kolom beschikbare toevoer. Opbrengst aan stikstof, zuiverheid van de zuurstof, werkdruk zijn van invloed op de vereiste stroming voor de expansieturbine en daarmee op de zuurstofproduktie doordat de voor de tweede kolom beschikbare toevoer wordt ver-30 anderd.

De zuurstofopbrengst kan verder worden verhoogd door een van de volgende aanpassingen. (1) Vloeibare stikstof afkomstig van een externe bron kan als terugvloeiing naar de hoofddestillatiekolom worden geleid waardoor extra koeling in het proces wordt verschaft. Deze aanvullende 35 externe koeling vermindert de beoogde stroming voor de expansieturbine en verhoogt daarmee de stroming die beschikbaar is voor de tweede kolom. (2) In plaats van de expansieklep kan een expansieturbine worden gebruikt waardoor de druk van het kopprodukt van de tweede kolom voordat deze wordt geloosd wordt verminderd. Deze expansiearbeid van de 40 kopstroom van de tweede kolom (of van ten minste een deel daarvan) le- 8803062.

10 vert het proces aanvullende koeling en verhoogt daarmee de stroom die beschikbaar is voor de tweede kolom.

Hoewel de werkwijze volgens de uitvinding tot nu toe wordt beschreven aan de hand van systemen met een stikstofgenerator waarbij een 5 enkele cryogene destillatiekolom wordt gebruikt, is deze werkwijze ook toepasbaar op stikstofgeneratorsystemen waarin een dubbele cryogene destillatiekolom wordt gebruikt. Voorbeelden van dergelijke systemen zijn beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 4.222.756, 4.453.957 en 4.617.036. Bij uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding in 10 een dubbelkolomssysteem wordt de vloeibare toevoer voor de tweede kolom onttrokken aan de hoofdruimte van de herverdamper/koeler of (voorzover van toepassing) van de topherverdamper/koeler.

Fig. 1 illustreert een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding waarin een enkele destillatiekolom wordt gebruikt 15 die stikstof en zuurstof bij de hoogste druk produceert. Gefiltreerde lucht wordt via leiding 1 naar compressor 3 geleid en tot hoge druk gecomprimeerd. Deze gefiltreerde en gecomprimeerde lucht wordt vervolgens tot koelwatertemperaturen afgekoeld voordat deze de hoofd-warmtewisse-laars 7 en 9 via leiding 5 binnentreedt (koeling niet afgebeeld). In 20 deze warmtewisselaars 7 en 9 wordt de lucht tot in de buurt van het dauwpunt afgekoeld door middel van indirecte warmtewisseling met de terugkerende produkten en afvalstromen. Warmtewisselaars 7 en 9 kunnen omkeerbare warmtewisselaars zijn die zorgen voor verwijdering van water en kooldioxide dan wel niet omkeerbare Warmtewisselaars zijn wanneer 25 aan de ingang adsorptiesystemen worden gebruikt voor de verwijdering van water en kooldioxide. De gekoelde lucht treedt via leiding 11 stikstof generatorkolom 13 binnen en wordt in een topfractie bestaande uit zuivere stikstof en een aan zuurstof verrijkte bodemvloeistof gescheiden.

30 Een deel van de kopstikstof wordt uit de stikstofgeneratorkolom 13 via leiding 44 naar de kopcondensor 43 geleid waarin deze wordt gecondenseerd en in leiding 45 wordt geleid. De rest van de kopstikstof wordt uit kolom 13 via leiding 51 afgevoerd. Deze stikstofstroom wordt in twee deelstromen gesplitst, respectievelijk leidingen 53 en 81. De 35 eerste deelstroom 53 wordt na herverdamper/condensor 55, die zich in de bodem van de tweede kolom 39 bevindt, geleid, waar deze wordt gecondenseerd en als vloeibare stikstof via leiding 57 wordt afgevoerd. De vloeibare stikstof in leidingen 45 en 57 wordt verenigd en een deel van de verenigde vloeibare stikfstof wordt als vloeibaar produkt via lei-40 ding 61 afgevoerd, terwijl de rest aan de top van de stikstofkolom 13 8803062.

11 als terugvloeiing wordt toegevoerd. De tweede deelstroom 81 wisselt * warmte uit in warmtewisselaars 19, 9 en 7 teneinde daar koeling te leveren en wordt als gasvormige stikstof via leiding 83 uit het proces afgevoerd.

5 Een kleine hoeveelheid lucht wordt via leiding 17 uit de stikstof- generator 13 afgevoerd en in warmtewisselaar (oververhitter) 19 gecondenseerd. Deze gecondenseerde lucht wordt via leiding 21 toegevoegd aan ruwe vloeibare zuurstof in leiding 15 afkomstig uit de bodem van de stikstofgenerator 13. Deze gecombineerde stroom wordt in warmtewisse-10 laar 19 onderkoeld en via leiding 23 geleid naar klep 25 waar hij snel wordt verdampt (onder vorming van een twee-fasenmengsel) en daarna via leiding 27 naar de kopruimte 29 van stikstofgeneratorkolom 13 geleid.

Een deel van de zuurstofrijke vloeistof in de kopruimte 29 wordt via leiding 33 afgevoerd, in klep 35 snel verdampt en via leiding 37 15 naar de kop van de tweede kolom 39 geleid. De rest van de zuurstofrijke vloeistof in kopruimte 29 wordt door de condenserende stikstof in her-verdamper/condensor 43 verdampt en via leiding 93 uit kolom 13 geleid.

Deze stroom 93 wordt gedeeltelijk in oververhitter 19 opgewarmd. De verwarmde stroom wordt in leiding 95 in twee deelstromen, respectieve-2(3 lijk leidingen 97 en 101 gesplitst. Deelstroom 97 wordt via doorlaat-klep 99 om warmtewisselaar 9 heengeleid en wordt herenigd met deelstroom 101 die in warmtewisselaar 9 is opgewarmd. De verenigde stroom in leiding 103 kan in twee delen worden gesplitst. Het eerste deel 105 wordt in expansieinrichting 107 geëxpandeerd en vormt stroom 109. Het 25 tweede gedeelte 111 wordt in klep 113 geëxpandeerd en de hoeveelheid stroom 111 is omgekeerd evenredig met de hoeveelheid zuurstof die door het proces wordt geleverd. De geëxpandeerde gassen in leidingen 109 en 115 worden verenigd met de kopfractie van de tweede kolom 39 die via leiding 91 en drukreduceerventiel 92 (dit ventiel kan ook een expansie-30 turbine zijn [niet afgebeeld] waarmede voor het proces beschikbare hoeveelheid koeling wordt verhoogd) wordt geleid, die tezamen de gecombineerde stroom 117 vormen. Deze gecombineerde stroom 117 wordt in warmtewisselaars 19, 9 en 7 verwarmd en als afvalstroom via leiding 119 uit het proces afgevoerd.

35 De via leiding 37 aan de top van de tweede kolom toegevoerde stroom wordt in de tweede kolom 39 gescheiden onder vorming van zeer zuivere zuurstof die als vloeibaar produkt uit de bodem (71) van kolom 39 via leiding 73 wordt afgetapt en als gasvormig produkt via leiding 75, warmtewisselaars 19, 9 en 7 en leiding 75 wordt afgevoerd.

40 Zoals eerder vermeld, kunnen water, kooldioxide en andere veront- 8803062.

ψ 12 reinigingen die bij eryogene temperaturen kunnen bevriezen, door toepassing van een omkeerbare warmtewisselaar of door toepassing van een voorgeschakeld adsorptiesysteem met molecuulzeven worden verwijderd. Zowel het molecuulzeefsysteem als het warmtewisselaarsysteem zorgen 5 voor een voldoende verwijdering van verontreinigingen die bij cryogene temperaturen uitvriezen. Geen van beide systemen heeft belangrijke voordelen ten opzichte van het andere.

Het opnemen van een tweede kolom voor de produktie van zuurstof uit een stikstofgeneratorproces kan in principe op elk stikstofgenera-10 torproces dat thans in gebruik is worden toegepast.

De werkwijze volgens de uitvinding heeft tal van voordelen waarvan hieronder enkele worden genoemd. De werkwijze maakt een tweede cryogene luchtscheidingsinstallatie voor de produktie van zuurstof en het aanvoeren van vloeibare zuurstof op plaatsen waar een stikstofinstallatie 15 nodig is overbodig. Met de werkwijze kan een kleine hoeveelheid zeer zuivere zuurstof worden geleverd uit een enkel cryogeen proces dat als hoofdprodukt zeer zuivere stikstof bij verhoogde druk oplevert. Stikstof wordt bij verhoogde druk (vrijwel de druk van de hoofdkolom) geproduceerd waardoor in veel toepassingen de noodzaak van compressie van 20 de stikstof vervalt. Het achterwege laten van de stikstofcompressie is een belangrijk voordeel ten opzichte van de gangbare lage-druk-zuur-stofgenerator die ook stikstof van lage druk levert. De geproduceerde zuurstof heeft ook een verhoogde druk (in vergelijking met die van zuurstof uit een conventionele installatie) waardoor de kosten van 25 zuurstofcompressie worden bespaard. De werkwijze leidt tot een vloeibare zuurstof als produkt die kan worden opgeslagen tot het moment dat daaraan in het bedrijf behoefte is. De werkwijze heeft ook als voordeel dat wanneer de zuurstof niet nodig is, de zuurstofapparatuur buiten gebruik kan worden gesteld en het proces als conventionele stikstofgene-30 rator kan worden gevoerd. De werkwijze kan ook worden toegepast voor het produceren van zuurstof van geringe zuiverheid voor die toepassingen waarvoor geen zeer zuivere zuurstof nodig is.

De onderstaande voorbeelden zijn computersimulaties die het rendement van de werkwijze volgens de uitvinding illustreren en een verge-35 lijking bieden met de best beschikbare stand van de techniek.

Voorbeeld I

De werkwijze volgens de uitvinding overeenkomend met het schema van fig. 1 werd door computersimulering gevarieerd tot produktie van de maximale hoeveelheid zuurstof. In tabel A zijn de werkomstandigheden en 40 de stromen en samenstellingen bepaalde processtromen weergegeven.

8803062; 13 Μ 3 C 5> 0) — § 'o'o inininwcomcoopoOP-OOj-· P g ij Q\ <y\ O' <} in Cs VO O O O CM O O P** ti L £ oooooovooooor-oo» g ji 3 CM CM CM CM CM <-> V 3

ü ” N

S 8 * £ α) dl Ό Ö0 g

rM C O

CO *rl g· 2 Ί2 oo cn<nc->ooncnooOOOcnoO£ g* 5 S ω ^ βί w σ% o σ\ o o o o o o o o •°> C« 000000000°00000 ij τΜ 0) o 3 *g O 3

> <U

Ό i—1 e ® •Sc So cMCMCMOCOr-^COOasOOgg^

m£ Ê4J f-ïr-l,-<v1DONVD^CM<NCOOOOOrM

§ ? 0 0 0

Ό > +J 4J

e w » io ai

< JJ N

w ·*-> 1—1 ε o) o !s X # # ” « ^ ** ε h S >2 g h 53 P 3 ooOr-iMPinO' conosqo'OsgP'

h-C. ooOOtrjm^CMCMCOCMOOOO

Φ “ *o COOsOCMOCO'C'C-OOI^r-lr-IrM

to 0>ε o ο o in mcn^r-d· <i-<fcn

c »H I

CÖ CO Ö0 l—i MJ ^

CO O

X H

m o u cn U t_i'f_iinininmiciosO'00'pgo'00'2 ocMOOOOcnr^C'C'C'rMn'inrM »S ΛΑΛ#»ΛΛΛ·»λλΛλΛΛΛ

& X t_l0NO'OsO'0'moOOOeOCMCMCOCOCM

*·

iJ

3 o 2 gr^cMr-t-'^TOinmino-ininin C'

So >v£iinvO'©Ofr),-M<—

So WcnvovDsor-r-r-r-i-^coC'^w 1 g + ΐΐίΐΐί Μ ΐ + ί*ϊ (D o

H

s sise|se|§es|||| S S S ί > a ö ί s ^ ^ s ° 60

C P •H (U

2 I ^Minr-iinC'cncncoC''-MCsr^^jc^'-Μ ^ § ^.-(r-icMcninin ior^r^oocxjos

.J C

6803062.

a

U

u 3 Ö 3 0) § oo r^r^vooor^oooo 3 g4J CM «si 00 CM CM © ON O'

JJ |C0 AAAAAAAA

co 60 3 >}<fH<t<iONN

co ,ϋ 3 <-i r-i <υ 3

ϋ ·· N

O 3 3 a)

ft JJ

3 cu 3 «60 3 H 3 o 3 tH ft d fl Ë 3 „ _ ftC oo rocor^rocoooo <υ 1-H 060 CMCMOCMCMOOn© O ^ ΛΛΛΛΛΛΛΛ

4J 33 OOOOOOOO

3 «Η 3 0 3 Ό O 3 >3 ft

Ό H

/^3 3 60 3 W 3 «Ί Η Ό3 co o vOvorocMCM<t-r''i-'.

o <U3 Ρ·ο mmvocncocM^ovo ft 60 Ο® ·>·»*>«>·»·'“*> μ 60 1—< Oft

3 «Η O 3*i~t 1—<i—I t—<i—< 60 cO

> Ό > +J 4J

^✓3 C/D CO

3 3

C 4J N

co ·π H ë ·Η 3 Ο & ft ft ft ·· 3 3 3 e Η 3 3 0 3 & 5 0 3 3« ώιίΐϋιηΐΟΗΌιη 3 μ -ν. ooor^i^comm JJ ¢0,-( ΛΛΛΛΛΛΛΛ ο ΟνΟνΌΟΟΟΟΟΟ© co 3 ε ι—< 1—< 1—1 ι—< ιπιη

3 Η I

3 3 60 Η U ft 3 0 ft Η <1-1 ο

JJ

W

ft ΙΤίΓ-Ιι-Ι-ί'ί'ΐΐΝ^-Ι 33 cocooocmoOcmooo

μ (Q

©ft ιΟίΛίΠιΠι-ιιΠιΗι-ι 3 3 3 +J ΚΜ00<\|ΗΝΟ4 μ U οοι'^γ-'-ονι-ιονκίοο 3ο r»vOOi-HvOr-<i^cn Ρ* τ-4γ-<*—tt—I r-l «—( τ—1 *Γ

ë I I I I I I I

3 ΕΊ

iS

60 3 3 •H 3 OS _ •h 1 onmr'incrii-ir^cri 33 OnOnOnOOi-Ii-Ii-i ft 3 1—< iH r—< i—< 1—< 8803062.

$ 15

Voorbeeld II s

Ter vergelijking van de werkwijze volgens de uitvinding met de werkwijze volgens de dichtstbijzijnde stand van de techniek werd een computersimulatie uitgevoerd van de proceskringloop volgens het Amerikaanse octrooischrift 4.560.397, zoals weergegeven in bijgaande fig. 2, voor de produktie van een maximale hoeveelheid zuurstof. De werkwijze volgens dit Amerikaanse octrooischrift werd enigszins aangepast door opneming van een omkeerbare warmtewisselaar en de produktie van vloeibare zuurstof. De genoemde werkwijze komt, afgezien van een aantal essentiële onderdelen, overeen met de werkwijze volgens de uitvinding. De verschillen blijken uit het onderstaande.

In het schema van fig. 2 wordt de zuurstofrijke stroom 23 voorbij de verdampingsklep 25 in twee delen gesplitst. Een eerste deel gaat via leiding 127 naar kopruimte 29 en het tweede deel gaat via leiding 133, verdampingsklep 35 en leiding 37 naar de tweede kolom 39. Uit de kopruimte 29 wordt via leiding 120 ook een vloeistofspoelstroom onttrokken. De overige stromen zijn gelijk aan die in fig. 1 en zijn van dezelfde cijfers voorzien. Tabel B bevat de werkomstandigheden en de stromingen en samenstellingen voor bepaalde stromingen.

8803062? <? 16 τ 3 3 3 V.

γΗ <4-1 ΰ,-Ν οο ιοιοιηο-οοιοοοοοοί'οοη 3 ο- g -3 oftftcoioftooooir^ooo

Mfjgys ICO λλλλλλλλλλλλλλ ύ m (au oooooooooomoovo

3 · ü 3 CM CM CM CM CM

e ° S

o \D ·· N

3 co C

4j . 3 CO <f 3 3

3 to O

•O © 3 3 w .0 cd ft rt Λ* 6 3 _ pL, cu oo cococoo cncoooo ocoooo o) 3 c bo ftftftftoft oooooooio ^ r* ^ ΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛΛ £i 33 OOOOOOOCCOOOO©

3 0 <U

O CU Ό

0 3 CU

> X

3 3 3 fl 9) O 3 *3 -3 3 CO O MCMCMO'OOr^OOCTvOO'ft^ft* <U 3 ¢3 3 t3 3 -d" 3 VO 3 rH 00 © O O O ft C*, OCO ************ ** bc OA! ooooco<i*cMOo-f'^.©©©33© .Hnu 3 3 r-. r-. co co co co -a· st cm Ό 3 3 3 3 3 M co 3 3 pq 3 3 3

3 6 CU

CU O Ό # " 3 3 3 Θ H 3 3 ° 3 |S CU O 3 _ bC 33 OOOvOftiiOOOftiOmvDvom (J ri 3^. OOOI-~0'iO33c0CMr'-O©<l· φ Q ÜD t"H ************** > o OOOiOCMOOO-0-OOt0330- 3 3 g OOOLO LOf-)C0 <ί·<)·ΟΙ 3 3 3 | 3 3 3 3 N 3 60 3 τ-) 3 #

3 3 O

^3 & H

3 & O 3 3 a>

W tS

33ioiOiOiOffift>OOOOftOO*a· 33 Ο0ΜΟΟΟΟ0-0-('^0-3(,^ΙΟ3 3 3 ·<·*·>·«·>·>·'·'·»“«·**“

R ,Q 3ftftftftftOOOOOOCMCMOOCOCM

#· 3 3

3 O

3 1250-30-0-3101010^0-100-0- pj |—j ************* 30 >vDinvDv0O333<J-C03C0C0

30 WtOvOVOvOO-O-O-O-F^COO-COCO

g S I I I I I I I I I I

ai o

H

m SSiSCfliijCflsCrttotogSSS

£ 0ρ}ρΕ>0£>θΕ>!>Ε>ρηΡΡ 00 C 3 3 3 t3 β 3β ,-|ι03»00»<0«ΟΓ^3<00-3Ρ03 33 3 33csiioiovorvrvcocoft P c &S03 062.1 17 u 3 3 fU _ 'o o 00 00»Αι-)ι-4|^Γ-<»-*ίΜΙΠ § C" gS οοοο<Μοσοοοσ*σ\ι-ισ\ ert m2 oooo«a-ooooo>J-*Or-i H · Ai g ^ ^ ^ 0 ° g

o so ·· N

μ in C

JJ · dl « <r *j

P

o) CO 0) •OP g

r-f w O

CO (X

cLin OO OOCT'OOO OOOcn w rr ··>*·>*·»* ^ J§ c £ oooooooooo h ü <ü o <u ό

o -U <D

> 5 a) ^ c *ö· 3 ^ o II s - · “i “i ·". ί ^ ^ °.

g § * § * 2S^SS0^S°S

> Ό C *J ·υ 0 te CC 03 cd +j pa 4J 03 00 .1-1 B 0) <1) O Ή P A " CO M 03 g

f-t <13 C ° U

-5¾ 2§ mininr>»r^cooooo 5 » MS—J ΛΛΛΛΛΛ^Λ Λ Λ m > 0)1 cmcs^cnN ^

C aj t—i I

CO N CO op

rH *n 4J A

CÖ *H O

P > H

«w ,ώ o u •u cu ca is U ^«o-sfr^O-r^iNi-tooin

au sd-'d-'i-cncncncnoO'O

rg ..«*«·>**·>·>» J2 <r <}· -<J" -<3· 1—r—<i—i^fO^ ··

H

3 2 ONcoco^p^osr^r^cor-i 2 o PiNN(^"iO\incono m O t^vOvDcsI'DMh'POr^-r'

& .-l^.-C.-li-Cr-i.-C + r-C.-C

B I I I I I I I I 1 3

H

ÖD

C U •H <U

l-j rt

Λΐ§ ösCNC'OOt-ii-*·—^IC^ICO

jJJf- 1-i t—I 1—1 1—11 1—l t—· Γ-* 8803062.

18

Een overeenkomstig proces beschreven in het Amerikaanse octrooi-schrift 4.560.397 levert ook zeer zuivere stikstof en zuurstof uit een cryogeen luchtscheidingsproces. Hierbij wordt een enkele stikstofgene-ratorkolom gebruikt met een tweede kolom voor het produceren van zeer 5 zuivere zuurstof. Hoewel er dus vele punten van overeenkomst zijn tussen deze werkwijze en de werkwijze volgens de uitvinding, zijn er ook belangrijke verschillen:

Volgens de werkwijze van de uitvinding wordt alle vloeistof van de bodem van de hoofdkolom naar de herverdamper/condensor in de kop geleid 10 en vervolgens van de herverdamper/condensor naar de tweede kolom. Door deze extra stap wordt de toevoer van de tweede kolom verrijkt en wordt het aantal benodigde theoretische destillatiestadia verlaagd dan wel de produktopbrengst met hetzelfde aantal destillatiestadia verhoogd. Volgens het Amerikaanse octrooischrift wordt de vloeistof van de bodem van 15 de hoofdkolom verdeeld tussen de herverdamper/condensor en de tweede kolom. Hierbij wordt geen voordeel getrokken van de zuurstofverrijking in de herverdamper/condensor.

Doordat de tweede kolom wordt gevoed uit de herverdamper/condensor is verder de vloeibare fase rijker aan stikstof (ongeveer 56%) dan de 20 vloeibare fase in de herverdamper/condensor in de werkwijze volgens US-4.560.397 (ongeveer 39% stikstof). Dankzij de hogere concentratie stikstof kan de herverdamper/condensor bij hogere druk werken en dus bij een hogere inlaatdruk voor de expansieturbine. Deze hogere druk leidt tot een grotere beschikbaarheid van koeling voor de produktie van 25 vloeistof. Verder leidt deze hogere druk bij een vaste koelingsbelas-ting tot een verlaging van de expansiestroom en tot verhoging van de voor de tweede kolom beschikbare stroom waardoor de zuurstöfproduktie stijgt.

Een ander verschil van het Amerikaanse octrooischrift 4.560.397 30 is, zoals in het octrooischrift zelf is vermeld, de toepassing van een mechanische pomp die een deel van de vloeistof uit de bodem van de tweede kolom terugleidt naar de herverdamper/condensor van de hoofdkolom. In de onderhavige werkwijze is de mechanische pomp overbodig doordat continu vloeibare zuurstof uit de bodem van de tweede kolom wordt 35 afgevoerd. Deze stroom kan als vloeibare zuurstof worden opgeslagen of worden verdampt en als gasvormig produkt worden gebruikt. Achterwege laten van de pomp leidt tot minder onderhoud en verbetert de algehele betrouwbaarheid en doelmatigheid van het proces.

Deze verschillen leiden tot een groot verschil in de geproduceerde 40 hoeveelheid zuurstof. Bij de werkwijze volgens de uitvinding kunnen, in 88 03 062 X? 19 een variant met maximale zuurstofproduktie, per 100 kg-mol toegevoerde * lucht 7,8 kg-mol zeer zuivere gasvormige zuurstof en 0,2 kg-mol zeer zuivere vloeibare zuurstof worden geproduceerd. Bij de werkwijze volgens het Amerikaanse octrooischrift 4.560.397 kunnen daarentegen, bij 5 een procesvoering met maximale zuurstofproduktie slechts 5,75 kg-mol zeer zuivere gasvormige zuurstof en 0,2 kg-mol zeer zuivere vloeibare zuurstof per 100 kg-mol toegevoerd lucht worden geproduceerd. Dit is een toename van meer dan 34% in de hoeveelheid zeer zuivere zuurstof die met de werkwijze volgens de uitvinding kan worden geproduceerd, dus 10 een produktieverhoging met 34%, zonder dat de aan het proces toegevoerde hoeveelheid lucht wordt verhoogd, de hoeveelheid geproduceerde stikstof wordt verlaagd of de voor het doen verlopen van het proces benodigde hoeveelheid energie wordt verhoogd. Dit vormt een belangrijke verbetering in de techniek.

0803062.

Claims

1. Werkwijze voor het scheiden van lucht in stikstof en zuurstof 5 met toepassing van een enkele cryogene, stikstof leverende destillatie-kolom en hetzij een expansieinrichting voor afvalgas hetzij een lucht-expansieinrichting voor de verzorging van de koeling, waarbij de cryogene destillatiekolom een kopcondensor en een vloeistofbad rondom de kopcondensor bevat, met het kenmerk, dat men voor het produceren van 10 zeer zuivere zuurstof als bijprodukt: (a) een tweede destillatiekolom toepast, (b) een deel van de zuurstofrijke vloeistof uit het vloeistofbad van de kopcondensor van de stikstof leverende kolom bij een hoog gelegen positie van de tweede kolom aan die kolom toe- 15 voert, (c) materiaal voor herverdamping in de tweede kolom aanvoert door condenseren van een deel van de uit de kop van de stikstof leverende kolom afkomstige stikstof in een herverdamper/con-densor die zich onderin de tweede kolom bevindt, 20 (d) ten minste een deel van de gecondenseerde vloeibare stikstof uit de herverdamper/condensor onderin de tweede kolom gebruikt voor de terugvloeiing in de stikstof leverende kolom, en (e) zeer zuivere zuurstof als nevenprodukt uit de tweede kolom wint; 25 waarbij de zeer zuivere zuurstof wordt gewonnen uit een afvalstroom die normaliter bij toepassing van een stikstofgeneratorproces in de atmosfeer wordt geloosd en waarbij geen extra energie of luchttoevoer wordt toegepast.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men ten 30 minste een deel van de kopfractie van de tweede destillatiekolom expan-siearbeid laat leveren voordat dit als afval wordt afgevoerd. 9803062.