NO165465B

NO165465B - PROCEDURE AND PLANT FOR AIR DISTILLATION.

Info

Publication number: NO165465B
Application number: NO871015A
Authority: NO
Inventors: Jean-Renaud Brugerolle
Original assignee: Air Liquide
Priority date: 1985-07-15
Filing date: 1987-03-12
Publication date: 1990-11-05
Also published as: NO165465C; NO871015D0; NO871015L

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til destillering av luft i et anlegg som omfatter et hoveddestillasjonsapparat som er forbundet med en argonproduserende kolonne gjennom en argontappeledning. Oppfinnelsen vedrører også et luftdestillasjonsanlegg til utførelse av fremgangsmåten. The present invention relates to a method for distilling air in a plant comprising a main distillation apparatus which is connected to an argon-producing column through an argon tap line. The invention also relates to an air distillation plant for carrying out the method.

Anlegg for destillering av luft vil som kjent være utstyrt med en argonproduserende kolonne, vanligvis i form av en dobbelt kolonne bestående av en middeltrykk-destillasjonskolonne som fungerer ved ca. 6 bar, en lavtrykks-destillasjonskolonne med et drifttrykk litt over atmosfæretrykk og en kondensator-forstøver. Etter å være renset og avkjølt ledes luften til bunnen av middeltrykkolonnen. Det "fete fluidum" (luft anriket med oksygen) som opptas ved bunnen av middeltrykkolonnen, ledes til et mellompunkt i lavtrykkkolonnen, mens en del av det "magre fluidum" som nesten utelukkende består av nitrogen og som opptas ved den øvre ende av middeltrykkolonnen, tilbakeføres til den øvre ende av lavtrykkolonnen. Nedenfor flerfluidums-innløpet er lavtrykkolonnen forbundet med den argonproduserende kolonne gjennom en "argontappeledning" og en ledning for tilbakeføring av fluidum med lavere argoninnhold. Ved bunnen av lavtrykkolonnen er det vanligvis anordnet utløpsledninger for oksygen i gassform og flytende oksygen, og den øvre ende av middeltrykkolonnen er som regel forbundet med utløpsledninger for gassformet nitrogen og flytende nitrogen. Dampen i den øvre ende av lavtrykkolonnen ("urent nitrogen") består av nitrogen inneholdende opptil noen få % oksygen, og avledes vanligvis til atmosfæren. Installations for the distillation of air will, as is known, be equipped with an argon-producing column, usually in the form of a double column consisting of a medium-pressure distillation column that operates at approx. 6 bar, a low-pressure distillation column with an operating pressure slightly above atmospheric pressure and a condenser atomizer. After being cleaned and cooled, the air is led to the bottom of the medium pressure column. The "rich fluid" (oxygen-enriched air) which is taken up at the bottom of the medium-pressure column is directed to an intermediate point in the low-pressure column, while part of the "lean fluid" which consists almost entirely of nitrogen and which is taken up at the upper end of the medium-pressure column, is returned to the upper end of the low pressure column. Below the multi-fluid inlet, the low-pressure column is connected to the argon-producing column through an "argon tap line" and a line for returning fluid with a lower argon content. Outlet lines for gaseous oxygen and liquid oxygen are usually arranged at the bottom of the low-pressure column, and the upper end of the medium-pressure column is usually connected to outlet lines for gaseous nitrogen and liquid nitrogen. The vapor at the upper end of the low-pressure column ("impure nitrogen") consists of nitrogen containing up to a few % oxygen, and is usually vented to the atmosphere.

I anlegg som hovedsakelig er innrettet.: f or produsering av oksygen i gassform som gjennom et rørledningssystem leveres direkte til forbrukeren, kan oksygen iblant være midlertidig til-stede i for stor mengde. Dette er særlig tilfelle i de perioder da brukerfabrikkene er ute av drit. Ved konvensjonelle destilla-sjonsanlegg blir oksygengassen avledet til atmosfæren, hvorved en energien som er brukt for utskilling av detteeoksygen, går tapt. FR-A-2,550,325 inneholder et forslag til begrensing av denne ulempe. Denne løsning har fordelen av å være enkel, men effek-tiviteten er begrenset. In facilities which are mainly set up: for the production of oxygen in gaseous form which is delivered directly to the consumer through a pipeline system, oxygen can sometimes be temporarily present in too large a quantity. This is particularly the case during the periods when the user factories are out of business. In conventional distillation plants, the oxygen gas is diverted to the atmosphere, whereby the energy used for separating this oxygen is lost. FR-A-2,550,325 contains a proposal for limiting this drawback. This solution has the advantage of being simple, but its effectiveness is limited.

Ned destillering av en gitt luftmengde;vil det generelt ut-vinnes ca. 21% oksygen, og dette vil i visse tilfeller overstige det faktiske behov, mens det derimot kan være. ønskelig med annen produksjon, eksempelvis fremstilling av argon,.'. Down distillation of a given amount of air; will generally be extracted approx. 21% oxygen, and this will in certain cases exceed the actual need, while on the other hand it may be. desirable with other production, for example production of argon,.'.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å muliggjøre optimal valorisering av oksygenoverskudd i alle tilfeller, for øking av de ønskede produksjoner og særlig produksjonen av argon. It is an aim of the present invention to enable optimal valorization of excess oxygen in all cases, for increasing the desired productions and in particular the production of argon.

Fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse til destillering av luft er kjennetegnet ved de følgende trinn: overføring, til den nedre ende av en første blanderkolonneseksjon, av nitrogengass som kan være urensetv men stort sett fri for argon og til den øvre ende av en andre blånderkolonneseksjon, av flytende oksygen som kan være urenset, menn stort sett fritt The method according to the present invention for distilling air is characterized by the following steps: transfer, to the lower end of a first mixing column section, of nitrogen gas which may be impure but largely free of argon and to the upper end of a second mixing column section, of liquid oxygen which may be impure, but mostly free

for argon, for argon,

overføring, til den nedre del av den andre seksjon, av i det minste en del av dampen øverst i den første seksjon og, til den øvre del av den første seksjon, av i det minste en del av væsken som er dannet nederst i den andre seksjon, transfer, to the lower part of the second section, of at least part of the vapor at the top of the first section and, to the upper part of the first section, of at least part of the liquid formed at the bottom of the second section,

opprettelse, mellom den første seksjon og den andre seksjon, av minst én mellomliggende utstrømning som består av hhv en restgass eller hvorav det fremstilles en slik gass som er en blanding av nitrogen og oksygen med et innhold av 10-30% oksygen, creation, between the first section and the second section, of at least one intermediate outflow consisting of either a residual gas or from which such a gas is produced that is a mixture of nitrogen and oxygen with a content of 10-30% oxygen,

avleding, fra den øvre del av den andreeseksjon, av urenset oksygen inneholdende opptil noen få % nitrogen, og diversion, from the upper part of the second section, of impure oxygen containing up to a few % nitrogen, and

avleding fra den nedre del av den første seksjon, av mager væske bestående av nitrogen inneholdende opptil noen få % oksygen, og overføring av denne magre væske som kjølemedium til hoveddestillasj onsapparatet. diversion from the lower part of the first section, of lean liquid consisting of nitrogen containing up to a few % oxygen, and transfer of this lean liquid as a cooling medium to the main distillation apparatus.

Ytterligere trekk ved fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse til destillering av luft fremgår av krav 2-13. Further features of the method according to the present invention for distilling air appear from claims 2-13.

Anlegget ifølge den foreliggende oppfinnelse som er av den type som er utstyrt med et hoveddestillasjonsapparat som er forbundet med en argonproduserende kolonne gjennom en argontappeledning, kjennetegnes ved at det omfatter: en første blanderkolonneseksjon og midler for overføring, til seksjonens nedre ende, av nitrogengass som kan være urenset, men stort sett uten argon, The plant according to the present invention, which is of the type equipped with a main distillation apparatus which is connected to an argon-producing column through an argon tap line, is characterized in that it comprises: a first mixing column section and means for transfer, to the lower end of the section, of nitrogen gas which may be impure but mostly without argon,

en andre blanderkolonneseksjon, og midler for overføring, til seksjonens øvre del, av flytende oksygen som kan være urenset, men stort sett uten argon, a second mixing column section, and means for transferring, to the upper part of the section, liquid oxygen which may be impure but substantially free of argon,

midler for overføring, til den nedre del av den andre seksjon, av i det minste en del av dampen ved en øvre del av den første seksjon, og til den øvre del av den første seksjon, av i hvert fall en del av væsken fra den nedre del av den andre seksjon, means for transferring, to the lower part of the second section, at least part of the vapor at an upper part of the first section, and to the upper part of the first section, of at least part of the liquid from the lower part of the second section,

mellomliggende utløp som er anordnet mellom den første seksjon og den andre seksjon, intermediate outlet arranged between the first section and the second section,

midler for overføring av væsken til den nedre del av den første seksjon som kjølemedium i hoveddestillasjonsapparatet, og means for transferring the liquid to the lower part of the first section as a cooling medium in the main still, and

midler for avleding av dampen fra den øvre del av den andre seksjon. means for diverting the steam from the upper part of the second section.

Ytterligere trekk ved anlegget ifølge den foreliggende oppfinnelse til destillering av luft fremgår av krav 15-19. Further features of the plant according to the present invention for distilling air appear from claims 15-19.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et diagram som illustrerer oppfinnelsens grunnprinsipp. Fig. 2 viser et skjematisk riss av et luftdestillasjonsanlegg ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 viser et skjematisk delriss av en variant av anlegget ifølge fig. 2. Fig. 4-10 viser skjematiske riss av/andre utførelsesformer av anlegget ifølge oppfinnelsen. The invention shall be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, where: Fig. 1 shows a diagram illustrating the basic principle of the invention. Fig. 2 shows a schematic diagram of an air distillation plant according to the invention. Fig. 3 shows a schematic partial view of a variant of the plant according to fig. 2. Fig. 4-10 shows schematic drawings of/other embodiments of the plant according to the invention.

Et apparat for stoff- og varmevekslihg.og av konstruksjon som en destillasjonskolonne, dvs. med en pakking eller et antall plater av den type som brukes ved destillering, er i det etter-følgende benevnt "kolonne" eller "kolonneseksjon". An apparatus for substance and heat exchange and of construction like a distillation column, i.e. with a packing or a number of plates of the type used in distillation, is hereinafter referred to as "column" or "column section".

Det er i fig. 1 vist skjematisk hvordan et konvensjonelt luftdestillasjonsanlegg som er vist mer detaljert i de øvrige figurer, kan modifiseres ifølge foreliggende oppfinnelse. It is in fig. 1 shows schematically how a conventional air distillation plant, which is shown in more detail in the other figures, can be modified according to the present invention.

Det konvensjonelle anlegg er utøket.med minst to blander-kolonneseks joner Kl og K2 som drives under.to trykk Pl og P2 som kan være like eller ulike, som det fremgåra av det etterfølgende. The conventional plant is extended with at least two mixer-column sections Kl and K2 which are operated under two pressures Pl and P2 which can be the same or different, as is evident from what follows.

Til den nedre del av kolonnen Kl overføres nitrogengass som kan inneholde opptil noen få % oksygen men>.som stort sett er fritt for argon (dvs. inneholdende mindre enn 1% argon og for-trinnsvis mindre enn 0,05% argon), mens det..til den øvre del av seksjonen K2 overføres flytende oksygen stort sett uten argon (i samme mening som tidligere nevnt) og nitrogen. Den øverste damp fra seksjonen Kl ledes til underdelen av seksjonen K2 og fluidet fra underdelen av denne tilbakeføres til overdelen av seksjonen Kl. Fra underdelen av seksjonen Kl avledes.imagert fluidum LPl, bestående av nitrogen inneholdende opptil;, noen få % oksygen, og fra overdelen av seksjonen K2 avledes urenset oksygen, dvs. oksygen inneholdende opptil 15% nitrogen ogofortrinnsvis 5-10% nitrogen. Nitrogen gas is transferred to the lower part of the column Kl which can contain up to a few % oxygen but which is mostly free of argon (ie containing less than 1% argon and preferably less than 0.05% argon), while it..to the upper part of section K2, liquid oxygen is transferred largely without argon (in the same sense as previously mentioned) and nitrogen. The upper vapor from section Kl is led to the lower part of section K2 and the fluid from the lower part of this is returned to the upper part of section Kl. From the lower part of section Kl, imaged fluid LPl is diverted, consisting of nitrogen containing up to;, a few % oxygen, and from the upper part of section K2 is derived impure oxygen, i.e. oxygen containing up to 15% nitrogen and preferably 5-10% nitrogen.

For å muliggjøre disse to utstrømninger er det anordnet minst én mellomutstrømning mellom underdelen av seksjonen K2 og overdelen av seksjonen Kl, bestående av residualgass fra anlegget i form av en blanding av oksygen og nitrogen med 10-30% oksygen, og følgelig av nesten samme sammensetninga som luft, men uten argon. To enable these two outflows, at least one intermediate outflow is arranged between the lower part of section K2 and the upper part of section Kl, consisting of residual gas from the plant in the form of a mixture of oxygen and nitrogen with 10-30% oxygen, and consequently of almost the same composition like air, but without argon.

I utførelsesformen ifølge fig. 1. errmellomutstrømningen opprettet mellom seksjonene. Kl og K2. Dénnkan bestå av den øverste damp i seksjonen Kl som også direkte leverer residualgassen R. I visse tilfeller kan det foretrekkes at det nederste fluidum LRl som består av en blanding av/oksygen og nitrogen med oksygeninnhold av 40-7.5%, avledes fra seksjonen K2, og dette fluidum blir da overført til overdelen avyen- tredje blanderkolonneseksjon K3 som drives under et trykk P3, hvorfra den ledes til kolonnens underdel, som i seksjonen Kl, med nitrogengass som kan være urenset men stort sett uten argon. Residualgassen RI ut-strømmer fra overdelen av seksjonen K3, idet fluidet i den nedre del av denne seksjon utgjøres av magert fluidum LP2 som, i likhet med fluidet LPl, består av nitrogen inneholdende opptil noen få % oksygen. In the embodiment according to fig. 1. the interstitial outflow created between the sections. Kl and K2. It can consist of the uppermost steam in section Kl which also directly supplies the residual gas R. In certain cases, it may be preferred that the lowermost fluid LRl, which consists of a mixture of/oxygen and nitrogen with an oxygen content of 40-7.5%, is derived from section K2, and this fluid is then transferred to the upper part of the third mixing column section K3 which is operated under a pressure P3, from where it is led to the lower part of the column, as in section Kl, with nitrogen gas which may be impure but mostly without argon. The residual gas RI flows out from the upper part of section K3, the fluid in the lower part of this section being made up of lean fluid LP2 which, like the fluid LP1, consists of nitrogen containing up to a few % oxygen.

Fluidene LPl og LP2 tilbakekjøles til anlegget, for å for-bedre destillasjonen, og den urensede oksygengass som avledes fra overdelen av seksjonen K2, kan utgjøre en produksjonsgass, eller kan renses for frembringelse av ren oksygengass, som nærmere be-skrevet i det etterfølgende. Kilden til det flytende oksygen og til nitrogengasstrømmen eller -strømmene er omtalt i den etter-følgende beskrivelse. The fluids LP1 and LP2 are cooled back to the plant, to improve the distillation, and the impure oxygen gas which is derived from the upper part of the section K2, can constitute a production gas, or can be purified to produce pure oxygen gas, as described in more detail below. The source of the liquid oxygen and of the nitrogen gas stream or streams is discussed in the following description.

Hvis trykkene Pl, P2 og P3 atskiller seg fra hverandre, vil det anvendes egnede ekspansjonsanordninger (ventiler eller tur-biner) mellom blanderkolonneseksjonene. Hvis Pl er lik P3 vil seksjonene Kl og K3 drives under identiske forhold og kan kom-bineres til en enkel kolonneseksjon, som det fremgår av det etterfølgende med tilknytning til fig. 9. If the pressures P1, P2 and P3 differ from each other, suitable expansion devices (valves or turbines) will be used between the mixer column sections. If P1 is equal to P3, the sections K1 and K3 will be operated under identical conditions and can be combined into a single column section, as can be seen from what follows in connection with fig. 9.

Det viste anlegg ifølge fig. 1 vil i et hvert tilfelle sikre en sammenblanding av flytende oksygen og nitrogengass, som begge er stort sett fri for argon, under tilnærmelsesvis reverserbare betingelser, hvilket motsvarer gjenvinning av energi. Denne energi fremtrer i form av en kjølende overføringsvirkning, som ved en varmepumpe, mellom det flytende oksygen og det magre fluidum LP1-LP2 og kan utnyttes i anlegget for økende produksjon av annet enn oksygen, nemlig nitrogengass under trykk, produksjon av væske og fremfor alt av argon, slik det fremgår av den etter-følgende beskrivelse. Det bør bemerkes at den ovennevnte tekniske effekt også vil oppnås ved innføring av flytende oksygen, inneholdende opptil noen få % nitrogen som urenhet, til overdelen av seksjonen K2. The shown plant according to fig. 1 will in each case ensure a mixing of liquid oxygen and nitrogen gas, both of which are largely free of argon, under approximately reversible conditions, which corresponds to recovery of energy. This energy appears in the form of a cooling transfer effect, as with a heat pump, between the liquid oxygen and the lean fluid LP1-LP2 and can be utilized in the plant for increasing production of other than oxygen, namely nitrogen gas under pressure, production of liquid and above all of argon, as appears from the following description. It should be noted that the above-mentioned technical effect will also be achieved by introducing liquid oxygen, containing up to a few % nitrogen as an impurity, to the upper part of the section K2.

Fig. 2-9 viser forskjellige utførelsesformer av luftdestillasjonsanlegg med dobbeltkolonne, basert på det viste grunnprinsipp i fig. 1. I disse figurer er visse ledninger og konvensjonelle elementer (særlig varmevekslere) i dobbelt-kolonneanlegg utelatt for tydelighetens skyld. Fig. 2-9 show different embodiments of air distillation plants with a double column, based on the basic principle shown in fig. 1. In these figures, certain lines and conventional elements (especially heat exchangers) in double-column systems are omitted for the sake of clarity.

Luftdestillasjonsanlegg ifølge fig. 2 er-rinnrettet dels for fremstillling av urenset oksygen inneholdendé'. 5-10% oksygen, og dels argon og eventuelt nitrogen. Anlegget orrÆåtter i hovedtrekk en dobbeltkolonne 1, en argonproduksjonskolonne 2, en blander-kolonne 3 og et gjenblandertårn 4. Dobbeltkolonnen 1 omfatter på vanlig måte en lederkolonne 5 som drives veddet absolutt middeltrykk av 6 bar, en øvre kolonne 6 som drivesr.ved et lavtrykk BP som er noe høyere enn atmosfæretrykket, og enrforstøver-kondensator 7 for opprettelse av varmeveksling mellom bunnfluidet (stort sett rent, flytende oksygen) i lavtrykkolonnen og dampen (stort sett rent nitrogen) øverst i middeltrykkolonnen. Air distillation plant according to fig. 2 is partly adapted for the production of impure oxygen content. 5-10% oxygen, and partly argon and possibly nitrogen. The plant basically consists of a double column 1, an argon production column 2, a mixer column 3 and a re-mixer tower 4. The double column 1 normally comprises a conductor column 5 which is operated at an absolute mean pressure of 6 bar, an upper column 6 which is operated at a low pressure BP which is somewhat higher than the atmospheric pressure, and an atomizer condenser 7 for creating heat exchange between the bottom fluid (mostly pure, liquid oxygen) in the low-pressure column and the steam (mostly pure nitrogen) at the top of the medium-pressure column.

Luften som skal behandles, komprimeres til 6 bar, renses og avkjøles nesten til duggpunktet og injiseres.nederst i middeltrykkolonnen. Bunnfluidet i denne kolonne, som er rikt på oksygen (fettfluidum LR med ca. 40% oksygen) inneholder i det nærmeste totalmengden av oksygenet og argonet i den innførte luft, og ekspanderer og injiseres ved 8 i. en mellomsone av lavtrykkolonnen, mens fluidet øverst i kolonnen 5 (fluidum med lite oksygeninnhold LP) ekspanderer og injiseres ved 9 i overdelen av lavtrykkolonnen. The air to be treated is compressed to 6 bar, cleaned and cooled almost to the dew point and injected at the bottom of the medium pressure column. The bottom fluid in this column, which is rich in oxygen (fatty fluid LR with approx. 40% oxygen) contains approximately the total amount of the oxygen and argon in the introduced air, and expands and is injected at 8 in. an intermediate zone of the low-pressure column, while the fluid at the top in column 5 (fluid with low oxygen content LP) expands and is injected at 9 in the upper part of the low pressure column.

Gjennom en argontappeledning 10 nedenfor punktet 8 over-føres en stort sett nitrogenfri gass til kolonnen 2, og gjennom en ledning 11 tilbakeføres bunnfluidet i denne kolonne. 2, som er litt mindre rikt på argon, i omtrent samme nivå til lavtrykkolonnen. Det urensede argon (argonblandingen) ekstraheres fra den øvre ende av kolonnen 2, for å renses på vanlig måte. Through an argon tap line 10 below point 8, a largely nitrogen-free gas is transferred to the column 2, and through a line 11 the bottom fluid is returned to this column. 2, which is slightly less rich in argon, at about the same level as the low-pressure column. The impure argon (argon mixture) is extracted from the upper end of column 2, to be purified in the usual way.

Kolonnen 3 er i funksjon under anleggets middeltrykk og kombinerer blanderkolonneseksjonene Kl og K2 ifølge fig. 1, idet P er lik P2. Den forsynes i sin nedre ende med nitrogen som er avledet fra den øvre del av middeltrykkolonnen 5, og i sin øvre ende med flytende oksygen som er avledet fra bunnen av lavtrykkolonnen 6 og komprimert til middeltrykk ved hjelp av en pumpe 12. i kolonnen 3 blir det nedadstrømmende, flytende oksygen og den oppadstrømmende nitrogengass sammenblandet på en relativt reverserbar måte som medfører: oppsamling, ved bunnen av kolonnen 3, av ytterligere, magert fluidum LPl, bestående av nitrogen inneholdende opptil noen få % oksygen, som kan tilsettes i det magre fluidum som utstrømmer fra middeltrykkolonnen, for å øke tilbakeføringen med ved 9 i lavtrykkolonnen, The column 3 is in operation under the plant's mean pressure and combines the mixer column sections Kl and K2 according to fig. 1, P being equal to P2. It is supplied at its lower end with nitrogen which is derived from the upper part of the medium pressure column 5, and at its upper end with liquid oxygen which is derived from the bottom of the low pressure column 6 and compressed to medium pressure by means of a pump 12. in column 3 is the downward-flowing liquid oxygen and the upward-flowing nitrogen gas are mixed together in a relatively reversible manner resulting in: collection, at the bottom of the column 3, of additional lean fluid LPl, consisting of nitrogen containing up to a few % oxygen, which can be added to the lean fluid which flows out of the medium pressure column, to increase the return by 9 in the low pressure column,

ansamling, øverst i kolonnen 3, av oksygen i gassform (oksygen inneholdende mindre enn 15% nitrogen, eksempelvis 5-10% nitrogen) ved et trykk av 6 bar, og accumulation, at the top of column 3, of oxygen in gaseous form (oxygen containing less than 15% nitrogen, for example 5-10% nitrogen) at a pressure of 6 bar, and

ansamling, i en mellomsone av kolonnen 3 som kan betraktes som beliggende mellom den nedre seksjon Kl og den øvre seksjon K2 av kolonnen 3, av anriket fluidum LRl som består av nitrogen blandet med oksygen i en mengde som avhenger av utstrømnings-nivået, og som kan variere eksempelvis mellom 40 og 75% oksygen og ligge f.eks. i nærhet av det anrikede fluidum LR. accumulation, in an intermediate zone of the column 3 which can be considered situated between the lower section K1 and the upper section K2 of the column 3, of enriched fluid LR1 which consists of nitrogen mixed with oxygen in an amount which depends on the outflow level, and which can vary, for example, between 40 and 75% oxygen and lie e.g. in the vicinity of the enriched fluid LR.

Da de to fluider som innføres ved overenden og underenden av kolonnen 3 er stort sett fri for argon, vil det samme være tilfelle for de tre fluider som avledes fra denne kolonne, og særlig vil det urene oksygen som derved produseres, inneholde stort sett utelukkende nitrogen som urenhet. As the two fluids that are introduced at the top and bottom of column 3 are largely free of argon, the same will be the case for the three fluids that are diverted from this column, and in particular the impure oxygen produced thereby will contain mostly exclusively nitrogen as impurity.

Blandertårnet 4 danner blanderkolonneseksjonen K3 ifølge The mixer tower 4 forms the mixer column section K3 according to

fig. 1. Dets underdel står i direkte forbindelse med overdelen av lavtrykkolonnen 6. Til tårnets underdel overføres derfor urenset nitrogen (nitrogen inneholdende opptil noen få % oksygen). I den øvre ende, ved 13, tilføres tårnet anriket fluidum LRl som passende ekspandert utstrømmer fra kolonnen 3. Den relativt reverserbare sammenblanding av urenset nitrogen og anriket fluidum LRl produserer et ekstra kvantum av magert fluidum LP2 bestående av nitrogen inneholdende opptil noen få % oksygen, som synker i kolonnen 1 og øker tilbakeføringen i denne. Fra overenden av tårnet 4 utstrømmer residualgass Ri som er fri for argon og som har tilnærmelsesvis samme sammensetning som luft. fig. 1. Its lower part is in direct connection with the upper part of the low-pressure column 6. Impure nitrogen is therefore transferred to the lower part of the tower (nitrogen containing up to a few % oxygen). At the upper end, at 13, the tower is supplied with enriched fluid LR1 which, suitably expanded, flows out from column 3. The relatively reversible mixing of impure nitrogen and enriched fluid LR1 produces an additional quantity of lean fluid LP2 consisting of nitrogen containing up to a few % oxygen, which decreases in column 1 and increases the return in this. From the upper end of the tower 4 flows residual gas Ri which is free of argon and which has approximately the same composition as air.

En del av det anrikede fluidum LR eller LRl kan på vanlig måte ekspanderes og forstøves i en kondensator øverst i kolonnen 2 og deretter tilbakeføres til kolonnen 6 nær nivået 8. Som det videre fremgår, kan en del av dampen øverst i kolonnen 6 avledes, eksempelvis for fremstilling av rent nitrogen under lavt trykk under destillasjon i en hjelpekolonneseksjon (ikke vist). Part of the enriched fluid LR or LRl can be expanded and atomized in a condenser at the top of column 2 in the usual way and then returned to column 6 near level 8. As will be seen further, part of the vapor at the top of column 6 can be diverted, for example for the production of pure nitrogen under low pressure during distillation in an auxiliary column section (not shown).

Under antakelse av at alt flytende oksygen som produseres i kolonnen 6, overføres til kolonnen 3, vil anlegget ifølge fig. 2 muliggjøre fremstilling av nitrogen og urent oksygen i tillegg til argon. For frembringelse av rent oksygen somukan avledes på vanlig måte fra underdelen av lavtrykkolonnen, kan det skjeamtisk viste anlegg ifølge fig. 3 komme til anvendelse, da dette har den fordel at den argonproduserende kolonne 2 kan fungere ufor-styrret. Assuming that all liquid oxygen produced in column 6 is transferred to column 3, the plant according to fig. 2 enable the production of nitrogen and impure oxygen in addition to argon. For producing pure oxygen which cannot be diverted in the usual way from the lower part of the low-pressure column, the schematically shown plant according to fig. 3 be used, as this has the advantage that the argon-producing column 2 can function undisturbed.

Det fremgår av fig. 3 at fluidum avledes fra lavtrykkolonnen noen få plater ovenfor argontappeledningen 10, og overføres til overdelen av en hjelpelavtrykkolonne 14 som ved underdelen forsynes med urenset oksygen som tilføres fra blanderkolonnen 3 og som er ekspandert til lavtrykk i en turbin 15. Fluidet fra underdelen av kolonnen 14 består av urenset oksygen som er fritt for argon og som tilsettes, foran pumpen 12, It appears from fig. 3 that fluid is diverted from the low-pressure column a few plates above the argon tap line 10, and is transferred to the upper part of an auxiliary low-pressure column 14 which is supplied at the lower part with impure oxygen which is supplied from the mixer column 3 and which is expanded to low pressure in a turbine 15. The fluid from the lower part of the column 14 consists of impure oxygen which is free from argon and which is added, in front of the pump 12,

i det rene, flytende oksygen som avledes fra lavtrykkolonnen. in the pure, liquid oxygen that is diverted from the low-pressure column.

Hele argoninnholdet i fluidet som injiseres øverst i kolonnen 14, utstrømmer med dampen øverst i kolonnen og tilbakeføres til lavtrykkolonnen 6 omtrent i nivå med det utstrømmende fluidum. The entire argon content of the fluid injected at the top of the column 14 flows out with the steam at the top of the column and is returned to the low-pressure column 6 approximately at the level of the flowing fluid.

I kolonnen 14 foregår således en utskilling av oksygen og argon parallelt med det som gjennomføres i den nedre del av kolonnen 6, men i nærvær av en ballast av 5-10% nitrogen. Mengden av flytende oksygen som tilbakeføres fra bunnen av kolonnen 14 In column 14, a separation of oxygen and argon takes place in parallel with what is carried out in the lower part of column 6, but in the presence of a ballast of 5-10% nitrogen. The amount of liquid oxygen that is returned from the bottom of the column 14

til kolonnen 3, behøver ikke lenger å avledes fra bunnen av kolonnen 6, og en tilsvarende mengde rent oksygen kan følgelig avledes som et produkt fra underdelen av denne kolonne 6. to column 3, no longer need to be diverted from the bottom of column 6, and a corresponding amount of pure oxygen can consequently be diverted as a product from the lower part of this column 6.

I anleggene ifølge fig. 2 og 3 vil avledingen av flytende oksygen fra underdelen av kolonnen 6, for overføring til kolonnen 3, være likeverdig med øket oppvarming av denne kolonne. I In the facilities according to fig. 2 and 3, the diversion of liquid oxygen from the lower part of column 6, for transfer to column 3, will be equivalent to increased heating of this column. IN

kolonnen 6 er det følgelig oppnådd en økning såvel i til-bakekjølingen ved overenden som i oppvarming ved underenden, med derav følgende forbedring av destillasjonen, og dette kan med fordel utnyttes for å øke ytelsen i forbindelse med ekstrahering av argon og/eller fremstilling i anlegget av andre produkter enn oksygengass: det supplerende nitrogen av middeltrykk kan anvendes direkte som et produkt under trykk eller i turbin for utvikling av kulde med henblikk på økning av anleggets fluidumproduksjon (flytende nitrogen eller flytende oksygen). En slik økning i column 6, an increase has been achieved both in the re-cooling at the upper end and in heating at the lower end, with the consequent improvement of the distillation, and this can be advantageously used to increase performance in connection with the extraction of argon and/or production in the plant of products other than oxygen gas: the supplementary nitrogen of medium pressure can be used directly as a product under pressure or in a turbine for the development of cold with a view to increasing the plant's fluid production (liquid nitrogen or liquid oxygen). Such an increase in

anleggets produksjon av fluidum kan dessuten oppnås på annen måte i anlegg som er innrettet for innblåsing av luft i lavtrykkolonnen med øking av luftstrømmen fra turbinen. Disse forskjellige muligheter er vist i fig. 4-8. I samme øyemed kan også residualgass R som utstrømmer fra en mellomsone av kolonnen 3, som vist i fig. 3, videreføres gjennom en turbin. the facility's production of fluid can also be achieved in a different way in facilities that are designed to blow air into the low-pressure column with an increase in the air flow from the turbine. These different possibilities are shown in fig. 4-8. For the same purpose, residual gas R which flows from an intermediate zone of the column 3, as shown in fig. 3, is continued through a turbine.

Kolonnen 3 ifølge fig. 4 drives tilnærmelsesvis under lavt trykk og mottar direkte i overenden flytende oksygen fra underdelen av kolonnen 6. Følgelig er turbinen 15 ifølge fig. 3 eli-minert og kolonnene 3 og 14 er forenet i en enkel yttermantel 14. Underdelen av kolonnen 3 tilføres nitrogen som er oppnådd ved ekspansjon i en middeltrykknitrogenturbin 17. Nitrogen av middeltrykk ekspanderer, som vist, i turbinen 17 og kan deretter, gjennom en ekspansjonsventil 17A, innblåses øverste i kolonnen 6. The column 3 according to fig. 4 is operated approximately under low pressure and receives liquid oxygen directly at the upper end from the lower part of the column 6. Accordingly, the turbine 15 according to fig. 3 is eliminated and the columns 3 and 14 are united in a single outer jacket 14. The lower part of the column 3 is supplied with nitrogen obtained by expansion in a medium pressure nitrogen turbine 17. Nitrogen of medium pressure expands, as shown, in the turbine 17 and can then, through a expansion valve 17A, is blown into the top of column 6.

Fig. 5 viser et annet system for innføring av lavtrykk-nitrogen i underdelen av kolonnen 3: den øvre del av kolonnen 6 er kombinert med en hjelpekolonne 18 som bringes under et noe høyere trykk, eksempelvis 1,8 bar mot 1,4 bar for kolonnen 6. Fig. 5 shows another system for introducing low-pressure nitrogen into the lower part of the column 3: the upper part of the column 6 is combined with an auxiliary column 18 which is brought under a slightly higher pressure, for example 1.8 bar versus 1.4 bar for column 6.

En del av den behandlede luftstrøm avledes og ekspanderer til 1,8 bar i en turbin 19. En del av turbinstrømmen ledes til underdelen av kolonnen 18 som øverst, i likhet med kolonnen 6, mottar magert fluidum under passende trykk. Resten av turbin-luften ekspanderer til 1,4 bar i en ekspansjonsventil 20 og innblåses i kolonnen 6 sammen med fluidet fra underdelen av kolonnen 18. Fluidet som avledes fra overdelen av kolonnen 18 og tilføres underdelen av kolonnen 3, består av urenset nitrogen som inneholder opptil noen få % oksygen og praktisk talt intet argon. A part of the treated air flow is diverted and expanded to 1.8 bar in a turbine 19. A part of the turbine flow is directed to the lower part of the column 18 which at the top, like the column 6, receives lean fluid under suitable pressure. The rest of the turbine air expands to 1.4 bar in an expansion valve 20 and is blown into the column 6 together with the fluid from the lower part of the column 18. The fluid that is diverted from the upper part of the column 18 and supplied to the lower part of the column 3 consists of impure nitrogen containing up to a few % oxygen and practically no argon.

Fig. 6 viser en variant av fig. 5, hvor pumpen (ikke vist) for løfting av fluidet LPl er utelatt. Seksjonen Kl er derfor flyttet og montert over kolonnen 18 i en felles yttermantel, og fluidet LRl fordeles mellom overendene av tårnet 4 og av seksjonen Kl. Ved en modifisert utførelsesform kan ledningen med ventilen 20 være utelatt slik at all luft fra turbinen kan destilleres i kolonnen 18. Det vil derved produseres en andre residualgass R øverst i seksjonen Kl, som vist ved en punkt-streklinje i fig. 6. Fig. 6 shows a variant of fig. 5, where the pump (not shown) for lifting the fluid LPl is omitted. The section Kl is therefore moved and mounted above the column 18 in a common outer casing, and the fluid LRl is distributed between the upper ends of the tower 4 and of the section Kl. In a modified embodiment, the line with the valve 20 can be omitted so that all air from the turbine can be distilled in the column 18. A second residual gas R will thereby be produced at the top of section Kl, as shown by a dotted line in fig. 6.

I anleggene ifølge fig. 5 og 6 vil residualgassen Ri ut-strømme fra tårnet 4 under et trykk av størrelsesorden 1,3 bar, hvilket er tilstrekkelig til at gassen kan brukes til regenerering av adsorpsjonssylindre (ikke vi st) .; for rensing av den innstrømmende luft. Dette er fordelaktig menriresulterer i et relativt høyt driftstrykk med. derav følgende*; økende utgifter til nødvendig energi for komprimering av den innstrømmende luft. Videre vil innsnevringen av luftstrømmen i ventilen 20, dersom denne benyttes, medføre tap av energi. In the facilities according to fig. 5 and 6, the residual gas Ri will flow out from the tower 4 under a pressure of the order of 1.3 bar, which is sufficient for the gas to be used for regeneration of adsorption cylinders (not vi st).; for cleaning the incoming air. This is advantageous but results in a relatively high operating pressure. hence the following*; increasing expenses for the necessary energy for compressing the incoming air. Furthermore, the narrowing of the air flow in the valve 20, if this is used, will result in a loss of energy.

Anlegget som er vist i fig. 7, er basert på prinsippet ifølge fig. 5, men luftstrømstrupingen er bortfalt og drifts-trykket senket: kolonnen 18 er flyttet og montert under kolonnen 3, i samme mantel, og mottar øverst magert fluidum fra seksjonen Kl, tilsatt magert fluidum LP' som avledes fra den øvre del av kolonnen 5 og ekspanderer i en. ventil 21 hvorfra det innføres nederst, idet hele luftmengden er ekspandert-til 1,8 bar i turbinen 19. Da det under innvirkning av denne luftstrøm vil dannes, øverst i kolonnen 18,. en strøm av urenset nitrogen som er større enn nødvendig for drift av kolonnen 3, kan det fra denne avledes en supplerende residualgass R med et trykk av ca. 1,6 bar, som kan anvendes til regenerering av de ovennevnte adsorp-s jonssylindre. Gassen Ri som utstrømmer frautårnet 4, vil ikke lenger benyttes til slik regenerering og behøver bare å befinne seg under et trykk som er litt høyere enn atmosfæretrykket, for å overvinne trykktapene i den varmevekslingsledning som benyttes for avkjøling av den innstrømmende luft. Anleggets driftstrykk vil på den måte senkes. The plant shown in fig. 7, is based on the principle according to fig. 5, but the airflow throttling has been eliminated and the operating pressure lowered: the column 18 has been moved and mounted below column 3, in the same casing, and receives at the top lean fluid from section Kl, added lean fluid LP' which is diverted from the upper part of column 5 and expands in a. valve 21 from where it is introduced at the bottom, as the entire amount of air is expanded to 1.8 bar in the turbine 19. As under the influence of this air flow will be formed, at the top of the column 18,. a flow of impure nitrogen that is greater than necessary for operation of column 3, a supplementary residual gas R with a pressure of approx. 1.6 bar, which can be used for regeneration of the above-mentioned adsorptive ion cylinders. The gas Ri that flows out from the tower 4 will no longer be used for such regeneration and only needs to be under a pressure that is slightly higher than the atmospheric pressure, in order to overcome the pressure losses in the heat exchange line that is used for cooling the inflowing air. The plant's operating pressure will thus be lowered.

Fig. 7 viser kilden til og anvendelsen av rikt fluidum av to typer: (a) argonrik fluidum som tilføres, dels fra underdelen av middeltrykkolonnen 5 og dels fra underdelen av kolonnen 18, idet de to fluidumstrømmer forenes og benyttes både for tilbake-føring i lavtrykkolonnen 6 og for innføring, i den øvre kondensator 2A i kolonnen 2 på vanlig måte, og (b) rikt fluidum LRl uten argon, som avledes mellom seksjonene Kl og K2 i kolonnen 3 innføres øverst i tårnet 4. Videre vil det, ved jevnføring mellom fig. 7 og fig. 1, fremgå at det mellom seksjonene Kl og K2 er anordnet de to utløp som er vist i fig. 1, nemlig for direkte avleding av residualgass R og for avleding av fluidum LRl som, etter å være blandet med nitrogen også danner residualgass Ri, men under et annet trykk. Fig. 7 shows the source and use of rich fluid of two types: (a) argon-rich fluid which is supplied, partly from the lower part of the medium pressure column 5 and partly from the lower part of the column 18, the two fluid streams being combined and used both for return in the low-pressure column 6 and for introduction, into the upper condenser 2A of column 2 in the usual way, and (b) rich fluid LRl without argon, which is diverted between sections Kl and K2 of column 3 is introduced at the top of the tower 4. Furthermore, upon equalization between fig. 7 and fig. 1, it can be seen that the two outlets shown in fig. are arranged between the sections Kl and K2. 1, namely for the direct discharge of residual gas R and for the discharge of fluid LRl which, after being mixed with nitrogen, also forms residual gas Ri, but under a different pressure.

Som det videre fremgår av fig. 7, er det anordnet ledninger for fjerning av lavtrykkfluidum eller oksygengass fra kolonnen 6 og middeltrykkfluidum eller nitrogengass fra kolonnen 5. As further appears from fig. 7, lines are arranged for the removal of low-pressure fluid or oxygen gas from column 6 and medium-pressure fluid or nitrogen gas from column 5.

En annen mulighet for forebygging av energitap grunnet bruk av luftspjeld, er vist i forbindelse med anlegget ifølge fig. 8. Dette anlegg omfatter også en dobbeltkolonne 5, 6, med et oven-påliggende tårn 4 som motsvarer seksjonen K3 i fig. 1. Luft-strømmen i turbinen 19 ekspanderer til 1,3 bar og innblåses i kolonnen 6. Det benyttes imidlertid to hjelpekolonner, hvorav en kolonne 3A som drives ved et trykk av 1,4 bar og er forbundet med kolonnen 14 for rensing av oksygen og den nedenforliggende seksjon K2 ifølge fig. 1, samt en kolonne 3B som drives ved et trykk av 1,5 bar og hvori seksjonen Kl ifølge fig. IA er forbundet med et underliggende duplikat 6A av den øvre del av lavtrykkolonnen 6. Another possibility for preventing energy loss due to the use of air dampers is shown in connection with the system according to fig. 8. This facility also comprises a double column 5, 6, with a superposed tower 4 which corresponds to section K3 in fig. 1. The air flow in the turbine 19 expands to 1.3 bar and is blown into column 6. However, two auxiliary columns are used, of which column 3A is operated at a pressure of 1.4 bar and is connected to column 14 for purifying oxygen and the underlying section K2 according to fig. 1, as well as a column 3B which is operated at a pressure of 1.5 bar and in which the section Kl according to fig. IA is connected to an underlying duplicate 6A of the upper part of the low pressure column 6.

Seksjonen K2 mottar øverst flytende oksygen fra den nedre del av kolonnen 6, mens den nederst mottar gass G.fra den øvre del av kolonnen 3B, dvs. fra den øverste del av seksjonen Kl. Rikt, argonfritt fluidum LRl som avledes fra den nedre del av kolonnen 3A, tilbakeføres til den øvre ende både av kolonnen 3B og av tårnet 4. Magert fluidum tilbakeføres som kjølemedium både av kolonnen 6 og av seksjonen 6A, mens argonrikt fluidum fra underenden av kolonnen 5 blir til dels injisert både i kolonnen 6 og i seksjonen 6A og til dels forstøvet i kondensatoren 2A ovenpå kolonnen 2A og deretter injisert nederst i seksjonen 6A. Det meget rike fluidum som innløper ved bunnen av sistnevnte seksjon, blir i sin tur injisert i kolonnen 6. The section K2 receives at the top liquid oxygen from the lower part of the column 6, while at the bottom it receives gas G. from the upper part of the column 3B, i.e. from the upper part of the section Kl. Rich, argon-free fluid LR1 which is diverted from the lower part of column 3A, is returned to the upper end both of column 3B and of tower 4. Lean fluid is returned as coolant both by column 6 and by section 6A, while argon-rich fluid from the lower end of column 5 is partly injected both into column 6 and into section 6A and partly atomized in condenser 2A on top of column 2A and then injected at the bottom of section 6A. The very rich fluid that enters at the bottom of the latter section is in turn injected into column 6.

Det fremgår ved betraktninger av trykktapet, at anordningen ifølge fig. 8 er særlig fordelaktig dersom i hvert fall kolonnen 2 er fylt ved pakking. Det vil videre fremgå at anlegget ifølge fig. 8 er egnet for drift også hvis luftekspansjonen erstattes av nitrogenekspansjon. It appears from considerations of the pressure loss that the device according to fig. 8 is particularly advantageous if at least column 2 is filled during packing. It will also appear that the plant according to fig. 8 is also suitable for operation if the air expansion is replaced by nitrogen expansion.

Fig. 9 viser et annet anlegg, hvor de to seksjoner Kl og K3 drives ved samme trykk som lavtrykkolonnen 6, og er samordnet. Ovenfor dobbeltkolonnen er det anordnet en gjenblanderkolonne 3B som øverst mottar flytende oksygen fra undérenden av kolonnen 6, og nederst forsynes med urenset nitrogen fraaoverenden av samme kolonne 6. Bunnfluidet i kolonnen 3B tilbakeføres til kolonnen 6 og urenset oksygen avledes fra den øvre dellav kolonnen 3B. Residualgassen R avledes mellom seksjonen K2'på den ene side og seksjonen K1-K3 på den annen side. Fig. 9 shows another plant, where the two sections Kl and K3 are operated at the same pressure as the low-pressure column 6, and are coordinated. Above the double column, a re-mixer column 3B is arranged, which at the top receives liquid oxygen from the lower end of column 6, and at the bottom is supplied with impure nitrogen from the upper end of the same column 6. The bottom fluid in column 3B is returned to column 6 and impure oxygen is diverted from the upper part of column 3B. The residual gas R is diverted between section K2' on the one hand and section K1-K3 on the other.

Oppfinnelsen er egnet for anvendelse ikke bare ved anlegg med dobbeltkolonner men også ved luftdestillasjonsanlegg av hvilken som helst type med argonproduserende innretninger. Et eksempel på et slikt anlegg, med en enkelt søyle er vist i fig. 100 som er mer fullstendig enn fig. 2-9. The invention is suitable for use not only in installations with double columns but also in air distillation installations of any type with argon-producing devices. An example of such a facility, with a single column, is shown in fig. 100 which is more complete than fig. 2-9.

I dette anlegg blir komprimert og renset luft avkjølt og delvis flytendegjort i en varmevekslingsledning 20. Hoveddelen av luftstrømmen ekspanderer til 1,5 bar i en turbin 21 (Claude cycle), for deretter å injiseres i den enkeltstående destillasjonskolonne IA som er forbundet med den argonproduserende kolonne 2. Den flytende luft som ekspanderer i en ventil 22, injiseres i samme kolonne. Sistnevnte kolonne produserer oksygen nederst og nitrogen øverst. Etter oppvarming i varmevekslingsledningen 20 blir sistnevnte gass delvis komprimert til 6 bar ved hjelp av en kompressor 23, avkjølt og ledet gjennom et spiralrør 24 ved bunnen av kolonnen IA, hvor den kondenseres ved fordamping av det flytende oksygen, og deretter ekspanderer i en ventil 25 og tilbakeføres som kjølemedium til den øverste del av kolonnen IA. Resten av det kondenserte nitrogen ekspanderer i en ventil 26, forstøves i kondensatoren på kolonnen 2 og ledes til den nedre del av blanderkolonnen 3 som forener seksjonene Kl og K2 som drives trykk av 2-3 bar. In this plant, compressed and purified air is cooled and partially liquefied in a heat exchange line 20. The main part of the air flow expands to 1.5 bar in a turbine 21 (Claude cycle), to then be injected into the single distillation column IA which is connected to the argon-producing column 2. The liquid air that expands in a valve 22 is injected into the same column. The latter column produces oxygen at the bottom and nitrogen at the top. After heating in the heat exchange line 20, the latter gas is partially compressed to 6 bar by means of a compressor 23, cooled and led through a spiral tube 24 at the bottom of the column IA, where it is condensed by evaporation of the liquid oxygen, and then expands in a valve 25 and is returned as cooling medium to the upper part of the column IA. The rest of the condensed nitrogen expands in a valve 26, is atomized in the condenser on the column 2 and is led to the lower part of the mixer column 3 which unites the sections K1 and K2 which are operated at a pressure of 2-3 bar.

Det flytende oksygen, som produseres nederst i kolonnen IA, blir i hvert fall delvis komprimert til samme trykk som i kolonnen 3 ved hjelp av en pumpe og injisert øverst i denne kolonnen. Den urensede oksygengass som avledes fra den øvre del av kolonnen 3, kondenseres i et andre spiralrør 27 ved bunnen av kolonnen IA, ekspanderer i en ventil 28 og injiseres i samme kolonne IA. The liquid oxygen, which is produced at the bottom of column IA, is at least partially compressed to the same pressure as in column 3 by means of a pump and injected at the top of this column. The unpurified oxygen gas which is diverted from the upper part of the column 3 is condensed in a second spiral tube 27 at the bottom of the column IA, expands in a valve 28 and is injected into the same column IA.

Seksjonen K3 som er anordnet ovenfor kolonnen IA, mottar øverst rikt,fluidum LRl som er avledet mellom seksjonene Kl og K2, ekspandert til det lave trykk og tilført nederst sammen med nitrogen fra den øvre del av kolonnen IA. I denne kolonne produseres nederst magert fluidum LP2, som i likhet med det magre fluidum LPl fra bunnen av kolonnen 3, tilbakeføres som kjøle-medium til den øvre del av kolonnen IA, mens det øverst produseres residualgass Ri som oppvarmes i varmevekslingsledningen 20 innen den utstrømmer eller, hvis trykket er tilstrekkelig, benyttes til regenerering av de adsorberende sylindre for rensing av den innstrømmende luft. The section K3 which is arranged above the column IA receives at the top rich, fluid LR1 which is diverted between the sections K1 and K2, expanded to the low pressure and supplied at the bottom together with nitrogen from the upper part of the column IA. In this column, lean fluid LP2 is produced at the bottom, which, like the lean fluid LP1 from the bottom of column 3, is returned as a cooling medium to the upper part of column IA, while residual gas Ri is produced at the top, which is heated in the heat exchange line 20 before it flows out or, if the pressure is sufficient, used to regenerate the adsorbing cylinders for cleaning the inflowing air.

Anlegget kan, som vist, også produsere flytende oksygen som avledes fra bunnen av kolonnen IA, oksygengass som likeledes avledes fra bunnen av denne kolonne og oppvarmes i varmevekslingsledningen 20, samt nitrogengass som avledes fra den øvre del av samme kolonne og, etter oppvarming, utstrømmer foran kompressoren 3. Som vist ved punkt-streklinje, kan det også avledes nitrogen, med et trykk av 6 bar bakenfor kompressoren 23. As shown, the plant can also produce liquid oxygen which is diverted from the bottom of the column IA, oxygen gas which is likewise diverted from the bottom of this column and heated in the heat exchange line 20, as well as nitrogen gas which is diverted from the upper part of the same column and, after heating, flows out in front of the compressor 3. As shown by the dot-dash line, nitrogen can also be diverted, with a pressure of 6 bar behind the compressor 23.

Claims

1. Procedure for distilling air ti. a plant comprising a main distillation apparatus (1;1,18;1,6A;IA) which is connected to an argon producing column (2) through an argon tapping line (10), characterize r.-:t' by the following steps: transfer, to the lower end of a first mixer-column section (K1), of nitrogen gas which may be impure, but mostly free of argon and to the upper end of a second mixer-column section (K2), of liquid oxygen so as to be impure , but largely free of argon, transfer, to the lower part of the second section (K2), of at least part of the steam at the top of the first section and, to the upper part of the first section (K1), of where at least part of the liquid formed at the bottom of the second section, creation, between the first section (Kl) and the second section (K2), of at least one intermediate outflow (R,LRl) consisting of a residual gas (R ) or from which such a gas (Ri) is produced which is a mixture of nitrogen and oxygen with a content of 10-30% oxygen, breed ding, from the upper part of the second section (K2), of impure oxygen containing up to a few % in nitrogen, and derivation from the lower part of the first section (Kl), of lean liquid (LPl) consisting of nitrogen containing up to a few % oxygen, and transferring this lean liquid as a cooling medium to the main distillation ion apparatus (1; 1.18; 1, 6A; .1A) .

2. Method in accordance with claim 1, characterized in that the impure oxygen contains less than 15% nitrogen.

3. Method in accordance with claim 1 or' 2, whereby liquid (LRl) is diverted between the two mixer column sections (Kl,K2), characterized in that the liquid (LRl) is mixed again with nitrogen gas, which can be purified, but mostly without argon , in a third mixer column section (K3), whereby the steam at the top of this third section forms residual gas (RI), while at the bottom of the column supplementary lean liquid (LP2) is formed which serves as a cooling medium, returned to the main still (1; 1.18; 1,6A;IA) and which consists of nitrogen containing up to a few % oxygen.

4. Method in accordance with one of the claims 1-3, characterized in that a main distillation apparatus is used which comprises a double column (1) which itself consists of a medium pressure column (5) which is operated under a relatively high pressure, and a low pressure column (6 ) which is operated under a relatively low pressure and is connected to the argon producing column (2) through the argon tapping line (10).

5. Method in accordance with claim 4, characterized in that the first and second mixer column sections (Kl,K2) are operated at medium pressure, the first section (Kl) receiving nitrogen from the medium pressure column (5) and the second section (K2) receiving liquid oxygen which is diverted from the lower part of the low pressure column (6) and brought to the same pressure.

6. Method in accordance with claim 1, 2 or 3, characterized in that the impure oxygen is condensed by atomization of liquid oxygen in the main distillation ion apparatus (IA), and that the produced liquid is transferred as a cooling medium to this column at a level above the argon tap line (10 ).

7. Method in accordance with claim 4, characterized in that the impure oxygen is distilled in an auxiliary low-pressure column (14) which is supplied with fluid that is diverted from the low-pressure column (6) above the argon tap line (10), and that the steam from the upper part of the auxiliary low-pressure column (14) introduced largely at the same level in the low-pressure column (6), while the fluid in the lower part is transferred as a cooling medium to the second mixer-column section (K2).

8. Method in accordance with claim 4, characterized in that part of the steam from the upper part of the medium pressure column (5) is expanded in a turbine (17).

9. Method in accordance with claim 8, characterized in that the first mixer column section (K1) and the second mixer column section (K2) are operated at the same pressure, approximately corresponding to the low pressure, by transferring to the first section (K1): nitrogen which is derived from the medium pressure column and expanded in the turbine (17), while liquid oxygen is transferred directly to the second section (K2) from the lower part of the low pressure column (6).

10. Method in accordance with claim 4, characterized in that the first and second mixer column sections (K1,K2) are operated at a return pressure that is slightly higher than the low pressure, expanding part of the treated air to this return pressure in a turbine (19) , distilling at least part of the turbine air flow (at 18) using lean fluid as a cooling medium, and transferring impure nitrogen from the distillation process to the first mixer-column section (K1).

11. Method in accordance with claim 10, characterized in that the excess turbine airflow is blown into the low-pressure column (6) after expansion in a valve (20).

12. Method in accordance with claim 10, characterized in that the entire amount of air from the turbine is distilled from the lower part of the first mixing column section (Kl) as a cooling medium, that impure nitrogen from the distillation process is transferred to the lower part of the section and that residual gas (R) is diverted between the two mixer column sections (Kl,K2).

13. Method according to one of claims 1-12, characterized in that the residual gas (R, Ri) is used for regeneration of adsorption cylinders for cleaning the inflowing air.

14. Air distillation plant for carrying out the method according to one of claims 1-13, of a type comprising a main distillation ion apparatus (1;1,18;1,6A;IA) which is connected to an argon-producing column (2) through an argon tap line ( 10), characterized in that it comprises: a first mixer column section (K1) and means for transferring, to the lower end of the section, nitrogen gas which may be impure, but mostly without argon, a second mixer column section (K2), and means for transfer, to the upper part of the section, of liquid oxygen which may be impure, but mostly without argon, means for transferring, to the lower part of the second section (K2), at least part of the steam at an upper part of the first section, and to the upper part of the first section (Kl), of at least part of the liquid from the lower part of the second section, intermediate outlet which is arranged between the first section (Kl) and the second section (K2), means for transferring the liquid (LPl) to the ne dre part of the first section (K1) as a cooling medium in the main distillation apparatus (1;1,18;1,6A;IA), and means for diverting the steam from the upper part of the second section (K2).

15. Installation in accordance with claim 14, characterized in that it comprises a third mixer column section (K3), means for transferring, to the lower part of this section, nitrogen gas which may be impure but mostly without argon and, to the upper part of the section , of liquid (LRl) which is diverted through the intermediate outlet, and means for diverting, from the upper part of the third section, a residual gas (Ri) in the plant.

16. Plant in accordance with claim 14 or 15, characterized in that the main distillation apparatus (1) comprises a double column which itself consists of a medium pressure column (5) which is operated under a relatively high pressure, and a low pressure column (6 ) which is operated under a relatively low pressure and is connected to the argon producing column (2) through the argon tapping line (10).

17. Installation in accordance with claim 16, characterized in that an auxiliary column section (14) is arranged which at the top receives fluid which is derived from the low pressure column (6) above the argon tap line (10), means for returning the steam from the upper part of this auxiliary column to the low pressure column, largely at the same level, as the steam from the upper part of the second mixer column section (K2) is transferred to its lower part of the auxiliary section (14), while the liquid in the lower part of the auxiliary section is transferred as a cooling medium to the upper part of the second mixer column section.

18. Installation in accordance with claim 16, characterized in that it is equipped with a turbine (17) for expanding the steam from the upper part of the medium pressure column (5).

19. Installation in accordance with claim 16, characterized in that it is equipped with a turbine (19) for expanding part of the inflowing air and a second auxiliary column section (18) which is operated at a pressure slightly higher than the low pressure and produces impure nitrogen in the upper part, for transfer to the lower part of the first mixer column section (Kl) .