WO2023083488A1 - Verfahren und anordnung zur erzeugung eines argonprodukts und eines sauerstoffprodukts und verfahren zum umrüsten einer oder mehrerer luftzerlegungsanlagen - Google Patents

Verfahren und anordnung zur erzeugung eines argonprodukts und eines sauerstoffprodukts und verfahren zum umrüsten einer oder mehrerer luftzerlegungsanlagen Download PDF

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Tobias Lautenschlager
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    • F25J2245/58—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being argon or crude argon

Definitions

  • the invention relates to a method and an arrangement for producing an argon product and an oxygen product and a method for converting one or more air separation plants according to the preambles of the independent patent claims.
  • Air separation plants have rectification column arrangements that can be designed in different ways.
  • rectification columns for obtaining nitrogen and/or oxygen in the liquid and/or gaseous state i.e. rectification columns for nitrogen-oxygen separation, which can be combined in particular in a known double column, rectification columns for obtaining other air components, in particular noble gases, or from be provided pure oxygen.
  • the rectification columns of typical rectification column arrangements are operated at different pressure levels.
  • Known double columns have a so-called pressure column (also referred to as a high-pressure column, medium-pressure column or lower column) and a so-called low-pressure column (upper column).
  • the high-pressure column is typically operated in a pressure range of 4 to 7 bar, in particular up to about 5.3 bar, while the low-pressure column is operated in a pressure range of typically 1 to 2 bar, in particular at about 1.4 bar.
  • Air separation plants with so-called crude and pure argon columns can be used to obtain argon.
  • Crude argon is obtained in a conventional crude argon column and processed into pure argon in a downstream pure argon column.
  • a pure argon column can also be dispensed with for argon recovery if the relevant rectification columns are adapted accordingly.
  • Pure argon can, for example, be withdrawn from the crude argon column or a comparable rectification column further below than the fluid conventionally transferred to the pure argon column, with a section arranged above the withdrawal point being used for nitrogen separation.
  • US 2021/116175 A1 discloses a system and a method for argon production in an air separation plant or enclave with several cryogenic air separation plants.
  • the system and method includes a centralized argon purification system located in one of the cryogenic air separation units and having an argon column assembly with one or more argon columns and an argon condenser. Crude argon streams from one or more of the other air separation units are routed to the argon column assembly of the centralized argon purification system.
  • the object of the present invention is to create improvements with regard to the production of argon and oxygen, particularly in networks consisting of several air separation units, and to provide advantageous measures in order to be able to retrofit corresponding plants or plant networks, particularly during operation.
  • the present invention proposes a method and an arrangement for generating an argon product and an oxygen product and a method for converting one or more air separation plants with the features of the independent patent claims.
  • the dependent claims and the following description relate to advantageous configurations of the invention.
  • the present invention allows air separation plants to be retrofitted during the plant's life cycle to accommodate changing air product needs.
  • the provision of pure argon and high-purity oxygen, which is possible through appropriate retrofitting, can in particular meet the needs of systems for the production of solar cells.
  • a further difference from US 2021/116175 A1 is that the argon-rich, oxygen-containing gas mixture fed to the fractionation unit within the scope of the present invention has a significantly higher oxygen content of 10 to 20% by volume, for example approx. 15% by volume.
  • This gas mixture is therefore also subjected to an argon-oxygen separation in the fractionation unit proposed within the scope of the present invention.
  • liquid nitrogen and/or a small proportion of compressed, dry air can be fed to the fractionation unit proposed within the scope of the present invention.
  • the gas mixture mentioned is formed as top gas in the (or each of the) air separation plant(s) used according to the invention in an argon discharge column.
  • argon discharge column or “dummy argon column” is understood to mean a separating column for separating oxygen and argon, which is not used to obtain a pure argon product, but essentially to discharge argon from the low-pressure column, as is advantageous for separation reasons can.
  • larger dimensioned air separation plants are equipped with appropriate argon removal columns in order to increase the oxygen yield and minimize energy consumption.
  • the top product of such an argon discharge column also referred to here as the export mixture, is generally vented to the atmosphere—possibly after being heated in the main heat exchanger—because its composition is not pure enough to be used as a product.
  • the structure of an argon discharge column basically differs little from that of a classic crude argon column.
  • an argon removal column typically contains significantly fewer theoretical or practical trays, namely less than 40, in particular 15 to 30.
  • the bottom region of an argon removal column is typically connected to an intermediate point of the low-pressure column.
  • the invention relates both to the connection of a single "first" air separation plant with a separate fractionation unit for argon-oxygen separation and to the connection of two or more (e.g. "first" and “second") air separation plants with such a fractionation unit.
  • a fraction is taken out of one of the air separation plants and mixed with the corresponding fractions from the one or more other air separation plants.
  • the mixture is then fed to the fractionation unit.
  • the corresponding fractions can also be fed separately into the fractionation unit.
  • the export mixture from the air separation plant can be fed into a fractionation unit, which is part of a second air separation plant.
  • a fractionation unit which is arranged separately from any air separation plant is preferably used.
  • Separatate from the first (or another) air separation unit is meant here with respect to the fractionation unit that the fractionation unit is housed in an isolation (cold box) which is separate from the isolation (cold box) of the corresponding air separation unit.
  • the separate fractionation unit is preferably at a certain distance from the air separation plant, which is at least 20 m, preferably at least 50 m and, for example, not more than 2 km.
  • the present invention proposes a process for providing an argon product and an oxygen product by the cryogenic separation of air in which an arrangement with an air separation plant or with several air separation plants is used, the air separation plant or each of the several air separation plants having a main heat exchanger, a rectification column system with a pressure column operated in a pressure range of, for example, 3 bar to 7 bar, a pressure column in a pressure range of for example, 1 bar to 2 bar operated low-pressure column and an argon discharge column with less than 40 theoretical plates.
  • the air separation plant(s) is/are not restricted in any way in their remaining structural design.
  • the pressure column is fed with cooled compressed air
  • the low pressure column is fed with fluid from the pressure column which is oxygen-enriched compared to the cooled compressed air
  • the low pressure column is fed a 5 to 15 volume percent argon and 85 to 95 volume percent oxygen as well as Nitrogen-containing transfer mixture is removed, which is transferred to the argon discharge column, and in the argon discharge column, a bottom liquid depleted in argon compared to the transfer mixture, which is at least partly returned to the low-pressure column, and an argon-rich top gas containing 5 to 20 percent by volume of oxygen and nitrogen , which is discharged at least in part as an export mixture from the air separation plant.
  • the transfer mixture is taken from the low-pressure column in particular at the so-called argon maximum or argon belly or below, as is widely known from the field of argon production.
  • the bottom liquid is fed back in the customary manner.
  • At least part of the export mixture of the air separation plant or the export mixtures of the several air separation plants is/are fed to a fractionation unit that is provided separately from the air separation plant or the several air separation plants, and in this fractionation unit, one or more oxygen-enriched compared to the export mixture or the several export mixtures are obtained oxygen fractions and one or more argon fractions enriched in argon compared to the export mixture or mixtures.
  • the statement “provided separately for the air separation plant or the several air separation plants” is intended in particular to designate a structural realization according to which the Oxygen fraction (s) and the argon fraction (s) provided fractionation unit is provided outside the thermally insulated housing (s), which (each) contain at least three rectification columns and at least one heat exchanger of the air separation plant (s), in particular in a separate, thermally insulated housing .
  • the thermally insulated housings are each provided in the manner of known cold boxes.
  • the separate fractionation unit is preferably at a certain distance from the air separation plant, which is at least 20 m, preferably at least 50 m.
  • the extraction of the oxygen fraction(s) and the argon fraction(s) takes place “externally” to the (respective) air separation plant(s) or, in relation to several such air separation plants, in a “central” or “centralized” manner.
  • One aspect of the invention is the production of (in particular high-purity) oxygen in addition to external or centralized argon production in the sense mentioned above, for which at least one additional rectification column with a condenser is provided in particular.
  • the fractionation unit comprises at least two rectification columns, each with a top condenser, one of the at least two rectification columns of the fractionation unit for predominantly or exclusively separating oxygen from argon and/or nitrogen and the other of the at least two rectification columns of the fractionation unit for predominantly or exclusively separating nitrogen from oxygen and/or argon.
  • the one or more oxygen fractions are or comprise at least one high-purity oxygen fraction with an oxygen content of more than 99.9 percent by volume, an argon content of less than 100 ppm and a total hydrocarbon content of less than 100 ppb.
  • the at least one high-purity oxygen fraction is or are in particular a liquid and/or a gaseous high-purity oxygen fraction.
  • the one or more argon fractions comprise or comprise in particular at least one pure argon fraction with an argon content of more than 99.999 percent by volume, a nitrogen content of 0 to 2 ppm and a Oxygen content of 0 to 2 ppm, and the at least one pure argon fraction is or are a liquid and/or a gaseous pure argon fraction.
  • the export fraction or each of the export fractions contains 80 to 85% by volume, for example about 82% by volume, argon, in particular about 15% by volume oxygen and 2 to 5% by volume, for example about 3% by volume nitrogen.
  • the arrangement provided according to the invention for providing an argon product and an oxygen product by low-temperature separation of air comprises an air separation plant or several air separation plants, the air separation plant or each of the several air separation plants having a rectification column system with a pressure column set up for operation in a pressure range of 3 bar to 7 bar, a has a low-pressure column set up for operation in a pressure range from 1 bar to 2 bar and an argon discharge column with fewer than 40 theoretical plates.
  • the air separation plant or each of the plurality of air separation plants is set up for operation in which the pressure column is fed with cooled compressed air, the low pressure column is fed with fluid from the pressure column which is enriched in oxygen compared to the cooled compressed air, the low pressure column is fed a 5 to 15 percent by volume argon and 85 to 95 percent by volume oxygen and nitrogen-containing transfer mixture is removed, which is transferred to the argon discharge column, and in the argon discharge column a bottom liquid depleted in argon compared to the transfer mixture, which is at least partly returned to the low-pressure column, as well as an argon-rich, 10 to 20 Volume percent oxygen and nitrogen-containing overhead gas, which is discharged at least in part as an export mixture from the air separation plant, are formed.
  • the arrangement has a fractionation unit that is provided separately from the air separation plant or the multiple air separation plants and is set up to feed at least part of the export mixture from the air separation plant or the export mixtures from the multiple air separation plants to the fractionation unit and in this to obtain one or to fractionate a plurality of oxygen fractions enriched in oxygen compared to the export mixture or mixtures and one or more argon fractions enriched in argon compared to the export mixture or mixtures.
  • the one or more oxygen fractions are or comprise at least one high-purity oxygen fraction with an oxygen content of more than 99.9 percent by volume, an argon content of less than 100 ppm and a total hydrocarbon content of less than 100 ppb.
  • the at least one high-purity oxygen fraction is or are in particular a liquid and/or a gaseous high-purity oxygen fraction.
  • the method proposed according to the invention for converting one or more air separation plants comprises that the one or more air separation plants is or are equipped with a fractionation unit while maintaining a previously explained arrangement according to the invention, wherein the equipment of the one or more air separation plants with the fractionation unit without interrupting the operation of one or the several air separation plants of more than two days.
  • FIG. 1 illustrates an air separation plant for use in an arrangement according to an advantageous embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 illustrates an arrangement according to an advantageous embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows an air separation plant, which can be used in an arrangement according to an advantageous embodiment of the present invention, in a greatly simplified manner and denoted overall by 100 .
  • a compressed air flow A formed in this way is, after pre-cooling in a pre-cooling unit 3 and drying and removal of carbon dioxide in a pre-cleaning unit 4, in a main heat exchanger 5 after optional division into differently treated and possibly differently cooled, further compressed, turbine- or throttle-expanded partial flows , as illustrated herein by ellipses, fed to a rectification column system 10.
  • the rectification column system 10 has a double column comprising a pressure column 11 and a low-pressure column 12 , the pressure column 11 and the low-pressure column 12 being connected in a heat-exchanging manner via a main condenser 13 . Furthermore, an argon discharge column 14 of the type explained at the outset is provided, which has a top condenser 15 . At least the pressure column 11 is fed with the cooled, pressurized atmospheric air of the compressed air stream A.
  • the low-pressure column 12 is fed with fluid that is enriched in oxygen compared to the air in the compressed air stream A, which is removed from the pressure column in the form of a stream B and, after optional further steps illustrated here with omission points, for example supercooling in a supercooling countercurrent flow device (not shown), in part fed directly into the low-pressure column 12 and used partly as a coolant in the top condenser 15 of the argon discharge column 14, partially vaporized in the process, and then fed into the low-pressure column 12 in the form of a vaporized and a non-vaporized portion.
  • the specific type of cooling of the top condenser 15 of the argon discharge column 14 and the feeding of the stream B or the fluid enriched in oxygen compared to the air of the compressed air stream A into the low-pressure column 12 is not essential to the invention.
  • a transfer mixture which has the component contents indicated above is removed from the low-pressure column 12 via a side offtake at the so-called argon vent and is transferred in the form of a stream C to the argon discharge column 14 .
  • Cryogenic rectification in the argon discharge column 14 forms a liquid bottom liquid that is depleted in argon compared to the transfer mixture and is returned to the low-pressure column 12 in the form of stream D, as well as a top gas, one of which is not condensed in the top condenser 15 of the argon discharge column 14 Part in the form of an argon-rich, oxygen-containing export mixture is discharged as stream E.
  • the export mixture E is heated in the main heat exchanger 5 to approximately ambient temperature, in particular to 250 to 350 K, more particularly to 260 to 320 K.
  • an arrangement according to one embodiment of the present invention is illustrated in a highly simplified manner and is denoted overall by 1000.
  • the arrangement 1000 comprises two air separation plants, for example, but not necessarily, of the type illustrated in FIG. The components thereof, namely the filter 1, the main air compressor 2, the pre-cooling unit 3, the pre-cleaning unit 3, the The main heat exchanger 5 and the rectification column system 10 (the latter illustrated here in a common block) as well as the argon-rich, oxygen-containing export mixture of the material streams E discharged in particular from an argon discharge column 14 via the main heat exchanger 5 as illustrated above have already been explained.
  • the warm material flows E are now combined to form a collection flow F, which is compressed in a compressor unit 20 and then fed to a fractionation unit 200.
  • the argon-rich, oxygen-containing export mixture of the streams E and the collection stream F is obtained (in the example illustrated here) a gaseous, high-purity oxygen fraction (UHP-)GOX, a liquid, high-purity oxygen fraction (UHP-)LOX, a gaseous, argon fraction GAR and a liquid, high-purity oxygen fraction LAR separated in particular by low-temperature rectification.
  • the fractionation unit 200 is supplied with a liquid nitrogen flow G and a compressed air flow H from one or both of the air separation plants 100 .
  • fractionation unit 200 comprises at least two rectification columns 210, 220, each with a top condenser (not shown separately), one of the at least two rectification columns 210, 220 of fractionation unit 200 being used to predominantly or exclusively separate oxygen from argon and/or nitrogen and the or another of the at least two rectification columns 210, 220 of the fractionation unit 200 is set up for predominantly or exclusively separating nitrogen from oxygen and/or argon.
  • the columns 210, 220 can be designed, for example, as in EP 299364 B1 (columns 10 and 23). Then the collected flow is introduced into the lower region of a first column 210 (10 in EP 299364 B1).
  • a liquid stream is removed from the first column 210 and fed to the top of the second column 220 (23 in EP 299364 B1).
  • Highly pure oxygen is drawn off at the bottom of the second column 220, and argon which is practically free of oxygen is drawn off at the top of the first column 210.
  • one classic pure argon column can be provided, in which the oxygen-free argon is freed from nitrogen.
  • second column 220 can also be dispensed with. Instead, the first column is then extended downwards and fitted with a sump heater. The high purity oxygen product is then withdrawn at the bottom of the first column.
  • Gaseous nitrogen is generally used as the heat and cold carrier for heating and cooling the columns in the fractionation unit 200 . If the air separation plant or one of the air separation plants is arranged spatially close to the fractionation unit 200, dry air, which is branched off from the feed air for the corresponding air separation plant, comes into consideration as an alternative or in addition. If available, dry compressed air from another source or another external dry gas can of course also be used.

Abstract

Ein Exportgemisch (E) aus einer Argonausschleussäule (14) einer Luftzerlegungsanlage (100) wird einer separat zu der Luftzerlegungsanlage (100) bereitgestellten Fraktionierungseinheit (200) zugeführt und in dieser unter Erhalt einer gegenüber dem Exportgemisch (E) an Sauerstoff angereicherten Sauerstofffraktion (GOX, LOX) und einer gegenüber dem Exportgemisch (E) an Argon angereicherter Argonfraktionen (LAR, GAR). Eine entsprechende Anordnung (1000) und ein Verfahren zur Umrüstung einer oder mehrerer Luftzerlegungsanlagen (100) sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung.

Description

Beschreibung
Verfahren und Anordnung zur Erzeugung eines Argonprodukts und eines Sauerstoffprodukts und Verfahren zum Umrüsten einer oder mehrerer Luftzerlegungsanlagen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Erzeugung eines Argonprodukts und eines Sauerstoffprodukts und ein Verfahren zum Umrüsten einer oder mehrerer Luftzerlegungsanlagen gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Hintergrund
Die Herstellung von Luftprodukten in flüssigem oder gasförmigem Zustand durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in Luftzerlegungsanlagen ist bekannt und beispielsweise bei H.-W. Häring (Hrsg.), Industrial Gases Processing, Wiley-VCH, 2006, insbesondere Abschnitt 2.2.5, "Cryogenic Rectification", beschrieben. Sofern nicht ausdrücklich abweichend definiert, besitzen die nachfolgend verwendeten Begriffe den in der Fachliteratur üblichen Bedeutungsgehalt.
Luftzerlegungsanlagen weisen Rektifikationskolonnenanordnungen auf, die unterschiedlich ausgestaltet sein können. Neben Rektifikationskolonnen zur Gewinnung von Stickstoff und/oder Sauerstoff in flüssigem und/oder gasförmigem Zustand, also Rektifikationskolonnen zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung, die insbesondere in einer bekannten Doppelkolonne zusammengefasst sein können, können Rektifikationskolonnen zur Gewinnung weiterer Luftkomponenten, insbesondere von Edelgasen, oder von Reinsauerstoff vorgesehen sein.
Die Rektifikationskolonnen typischer Rektifikationskolonnenanordnungen werden auf unterschiedlichen Druckniveaus betrieben. Bekannte Doppelkolonnen weisen eine sogenannte Druckkolonne (auch als Hochdruckkolonne, Mitteldruckkolonne oder untere Kolonne bezeichnet) und eine sogenannte Niederdruckkolonne (obere Kolonne) auf. Die Hochdruckkolonne wird typischerweise in einem Druckbereich von 4 bis 7 bar, insbesondere auf ca. 5,3 bar, betrieben, die Niederdruckkolonne dagegen in einem Druckbereich von typischerweise 1 bis 2 bar, insbesondere bei ca. 1 ,4 bar. Zur Argongewinnung können Luftzerlegungsanlagen mit sogenannten Roh- und Reinargonkolonnen eingesetzt werden. Ein Beispiel ist bei Häring (s.o.) in Figur 2.3A veranschaulicht und ab Seite 26 im Abschnitt "Rectification in the Low-pressure, Crude and Pure Argon Column" sowie ab Seite 29 im Abschnitt "Cryogenic Production of Pure Argon" beschrieben. In einer herkömmlichen Rohargonkolonne wird Rohargon gewonnen und in einer nachgeschalteten Reinargonkolonne zu Reinargon aufbereitet. Grundsätzlich kann zur Argongewinnung auch auf eine Reinargonkolonne verzichtet werden, wenn die betreffenden Rektifikationskolonnen entsprechend angepasst werden. Reinargon kann beispielsweise aus der Rohargonkolonne bzw. einer vergleichbaren Rektifikationskolonne weiter unterhalb als das herkömmlicherweise in die Reinargonkolonne überführte Fluid abgezogen werden, wobei ein oberhalb der Entnahmestelle angeordneter Abschnitt zur Stickstoffabtrennung dient.
Die US 2021/116175 A1 offenbart ein System und ein Verfahren zur Argonproduktion in einer Luftzerlegungsanlage oder Enklave mit mehreren kryogenen Luftzerlegungsanlagen. Das System und Verfahren umfasst ein zentralisiertes Argonaufreinigungssystem, das in einer der kryogenen Luftzerlegungsanlagen angeordnet ist und eine Argonkolonnenanordnung mit einer oder mehreren Argonkolonnen und einen Argonkondensator aufweist. Rohargonströme aus einer oder mehrerer der anderen Luftzerlegungsanlagen werden zu der Argonkolonnenanordnung des zentralisierten Argonaufreinigungssystems geleitet.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, insbesondere in Verbünden aus mehreren Luftzerlegungen Verbesserungen hinsichtlich der Gewinnung von Argon und Sauerstoff zu schaffen und vorteilhafte Maßnahmen bereitzustellen, um entsprechende Anlagen bzw. Anlagenverbünde insbesondere im Betrieb nachrüsten zu können.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Anordnung zur Erzeugung eines Argonprodukts und eines Sauerstoffprodukts und ein Verfahren zum Umrüsten einer oder mehrerer Luftzerlegungsanlagen mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vor. Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgende Beschreibung betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es insbesondere, Luftzerlegungsanlagen während der Anlagenlebensdauer zur Anpassung an sich ändernde Bedarfe an Luftprodukten umzurüsten. Die Bereitstellung von reinem Argon und hochreinem Sauerstoff, die durch eine entsprechende Nachrüstung möglich ist, kann insbesondere den Bedarf von Anlagen zur Herstellung von Solarzellen decken.
Da ein längerer Stillstand für Nachrüstungsarbeiten insbesondere bei größeren Luftzerlegungsanlagen oft nicht tolerierbar bzw. zulässig ist, schafft eine unabhängige und eigenständige Fraktionierungseinheit, die sowohl reines Argon als auch hochreinen Sauerstoff aus einem argonreichen, sauerstoffhaltigen Gasgemisch erzeugen kann, wie sie im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird, besondere Vorteile. Die vorgeschlagene Fraktionierungseinheit ist dabei nicht, wie in der US 2021/116175 A1 offenbart, Teil einer Luftzerlegungsanlage eines entsprechenden Verbundsystems und daher ohne Stillstand einer entsprechenden Luftzerlegungsanlage nachrüstbar.
Ein weiterer Unterschied zur US 2021/116175 A1 besteht darin, dass das im Rahmen der vorliegenden Erfindung das der Fraktionierungseinheit zugeführte argonreiche, sauerstoffhaltige Gasgemisch einen deutlich höheren Sauerstoffgehalt von 10 bis 20% im Volumenanteil, beispielsweise ca. 15% im Volumenanteil, aufweist. Dieses Gasgemisch wird daher in der im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen Fraktionierungseinheit noch einer Argon-Sauerstoff-Trennung unterworfen. Neben dem argonreichen, sauerstoffhaltigen Gasgemisch kann der im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen Fraktionierungseinheit als Betriebsmittel Flüssigstickstoff und/oder ein kleiner Anteil an verdichteter, trockener Luft zugeführt werden. Das erwähnte Gasgemisch wird in der (oder jeder der) erfindungsgemäß verwendeten Luftzerlegungsanlage(n) in einer Argonausschleuskolonne als Kopfgas gebildet.
Unter einer "Argonausschleuskolonne" bzw. "Dummy-Argonkolonne" wird eine Trennkolonne zur Trennung von Sauerstoff und Argon verstanden, die nicht zur Gewinnung eines reinen Argonprodukts, sondern im Wesentlichen zur Ausschleusung von Argon aus der Niederdruckkolonne dient, wie sie aus trenntechnischen Gründen vorteilhaft sein kann. Insbesondere größer dimensionierte Luftzerlegungsanlagen sind dabei mit entsprechenden Argonausschleuskolonnen ausgestattet, um die Sauerstoffausbeute zu erhöhen und den Energieverbrauch zu minimieren. Das Kopfprodukt einer solchen Argonausschleuskolonne, hier auch als Exportgemisch bezeichnet, wird in der Regel - gegebenenfalls nach Anwärmung im Hauptwärmetauscher - an die Atmosphäre abgeblasen, da seine Zusammensetzung nicht rein genug ist, um als Produkt verwendet zu werden. Der Aufbau einer Argonausschleuskolonne unterscheidet sich grundsätzlich wenig von jenem einer klassischen Rohargonkolonne. Allerdings enthält eine Argonausschleuskolonne typischerweise deutlich weniger theoretische oder praktische Böden, nämlich weniger als 40, insbesondere 15 bis 30. Wie bei einer herkömmlichen Rohargonkolonne auch ist der Sumpfbereich einer Argonausschleuskolonne typischerweise mit einer Zwischenstelle der Niederdruckkolonne verbunden.
Die Erfindung bezieht sich sowohl auf die Verbindung einer einzigen "ersten" Luftzerlegungsanlage mit einer separaten Fraktionierungseinheit zur Argon-Sauerstoff- Trennung als auch auf eine Verbindung von zwei oder mehr (zum Beispiel "erste" und "zweite") Luftzerlegungsanlagen mit einer solchen Fraktionierungseinheit. Im letzteren Fall wird beispielsweise jeweils eine Fraktion aus einer der Luftzerlegungsanlagen herausgeführt und mit den entsprechenden Fraktionen aus der oder den anderen Luftzerlegungsanlagen vermischt. Das Gemisch wird dann der Fraktionierungseinheit zugeführt. Alternativ können die entsprechenden Fraktionen auch separat in die Fraktionierungseinheit geleitet werden. Grundsätzlich kann das Exportgemisch der Luftzerlegungsanlage in eine Fraktionierungseinheit eingeleitet werden, die Teil einer zweiten Luftzerlegungsanlage ist. Im Rahmen der Erfindung wird vorzugsweise eine Fraktionierungseinheit die separat von jeglicher Luftzerlegungsanlage angeordnet ist. Unter "separat" von der ersten (oder einer anderen) Luftzerlegungsanlage wird hier bezüglich der Fraktionierungseinheit verstanden, dass die Fraktionierungseinheit in einer Isolierung (Coldbox) untergebracht ist, die getrennt ist von der Isolierung (Coldbox) der entsprechenden Luftzerlegungsanlage. Neben der separaten Coldbox weist die separate Fraktionierungseinheit vorzugsweise einen gewissen Abstand zur Luftzerlegungsanlage auf, der mindestens 20 m, vorzugsweise mindestens 50 m beträgt und beispielsweise nicht höher als 2 km ist.
Insgesamt schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Bereitstellung eines Argonprodukts und eines Sauerstoffprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft vor, bei dem eine Anordnung mit einer Luftzerlegungsanlage oder mit mehreren Luftzerlegungsanlagen verwendet wird, wobei die Luftzerlegungsanlage oder jede der mehreren Luftzerlegungsanlagen einen Hauptwärmetauscher, ein Rektifikationskolonnensystem mit einer in einem Druckbereich von zum Beispiel 3 bar bis 7 bar betriebenen Druckkolonne, einer in einem Druckbereich von zum Beispiel 1 bar bis 2 bar betriebenen Niederdruckkolonne und einer Argonausschleuskolonne mit weniger als 40 theoretischen Böden aufweist. Die Luftzerlegungsanlage(n) ist bzw. sind in ihrer übrigen baulichen Ausgestaltung in keiner Weise beschränkt.
In der Luftzerlegungsanlage oder in jeder der mehreren Luftzerlegungsanlagen wird die Druckkolonne mit abgekühlter Druckluft gespeist, die Niederdruckkolonne wird mit gegenüber der abgekühlten Druckluft an Sauerstoff angereichertem Fluid aus der Druckkolonne gespeist, der Niederdruckkolonne wird ein 5 bis 15 Volumenprozent Argon und 85 bis 95 Volumenprozent Sauerstoff sowie Stickstoff enthaltendes Transfergemisch entnommen, das in die Argonausschleuskolonne transferiert wird, und in der Argonausschleuskolonne werden eine gegenüber dem Transfergemisch an Argon abgereicherte Sumpfflüssigkeit, die zumindest zu einem Teil in die Niederdruckkolonne zurückgeführt wird, sowie ein argonreiches, 5 bis 20 Volumenprozent Sauerstoff sowie Stickstoff enthaltendes Kopfgas, das zumindest zu einem Teil als Exportgemisch aus der Luftzerlegungsanlage ausgeleitet wird, gebildet. Das Transfergemisch wird insbesondere am sogenannten Argonmaximum bzw. Argonbauch oder darunter aus der Niederdruckkolonne entnommen, wie sattsam aus dem Bereich der Argongewinnung bekannt. Die Rückspeisung der Sumpfflüssigkeit erfolgt in fachüblicher Weise.
Erfindungsgemäß wird bzw. werden das Exportgemisch der Luftzerlegungsanlage oder die Exportgemische der mehreren Luftzerlegungsanlagen zumindest zu einem Teil einer separat zu der Luftzerlegungsanlage oder den mehreren Luftzerlegungsanlagen bereitgestellten Fraktionierungseinheit zugeführt und in dieser unter Erhalt einer oder mehrerer, gegenüber dem Exportgemisch oder den mehreren Exportgemischen an Sauerstoff angereicherter Sauerstofffraktionen und einer oder mehrerer, gegenüber dem Exportgemisch oder den mehreren Exportgemischen an Argon angereicherter Argonfraktionen fraktioniert. Die Angabe „separat zu der Luftzerlegungsanlage oder den mehreren Luftzerlegungsanlagen bereitgestellt“ soll dabei insbesondere eine bauliche Realisierung bezeichnen, gemäß der die zur Gewinnung der Sauerstofffraktion(en) und der Argonfraktion(en) bereitgestellte Fraktionierungseinheit außerhalb der thermisch isolierten Einhausung(en), die (jeweils) mindestens drei Rektifikationskolonnen sowie mindestens einen Wärmetauscher der Luftzerlegungsanlage(n) enthalten, bereitgestellt ist, insbesondere in einer separaten, thermisch isolierten Einhausung. Die thermisch isolierten Einhausungen sind jeweils nach Art bekannter Coldboxen bereitgestellt. Neben der separaten Coldbox weist die separate Fraktionierungseinheit vorzugsweise einen gewissen Abstand zur Luftzerlegungsanlage auf, der mindestens 20 m, vorzugsweise mindestens 50 m beträgt. Die Gewinnung der Sauerstofffraktion(en) und der Argonfraktion(en) erfolgt mit anderen Worten „extern“ der (jeweiligen) Luftzerlegungsanlage(n) bzw., bezogen auf mehrere solcher Luftzerlegungsanlagen, in einer „zentralen“ bzw. „zentralisierten“ Weise.
Ein Aspekt der Erfindung ist die Gewinnung von (insbesondere hochreinem) Sauerstoff neben einer im oben genannten Sinne externen bzw. zentralisierten Argonproduktion, zu der insbesondere wenigstens eine zusätzliche Rektifikationskolonne mit einem Kondensator bereitgestellt wird. Die Fraktionierungseinheit umfasst, mit anderen Worten, wenigstens zwei Rektifikationskolonnen mit jeweils einem Kopfkondensator, wobei eine der wenigstens zwei Rektifikationskolonnen der Fraktionierungseinheit zum überwiegenden oder ausschließlichen Abtrennen von Sauerstoff von Argon und/oder Stickstoff und die bzw. eine andere der wenigstens zwei Rektifikationskolonnen der Fraktionierungseinheit zum überwiegenden oder ausschließlichen Abtrennen von Stickstoff von Sauerstoff und/oder Argon eingerichtet ist.
Die eine oder die mehreren Sauerstofffraktionen ist, sind bzw. umfassen erfindungsgemäß wenigstens eine Hochreinsauerstofffraktion mit einem Sauerstoffgehalt von mehr als 99,9 Volumenprozent, einem Argongehalt von weniger als 100 ppm und einem Gesamtgehalt an Kohlenwasserstoffen von weniger als 100 ppb. Die wenigstens eine Hochreinsauerstofffraktion ist bzw. sind insbesondere eine flüssige und/oder eine gasförmige Hochreinsauerstofffraktion.
Entsprechend umfasst bzw. umfassen die eine oder die mehreren Argonfraktionen insbesondere wenigstens eine Reinargonfraktion mit einem Argongehalt von mehr als 99,999 Volumenprozent, einem Stickstoffgehalt von 0 bis 2 ppm und einem Sauerstoffgehalt von 0 bis 2 ppm, und die wenigstens eine Reinargonfraktion ist bzw. sind eine flüssige und/oder eine gasförmige Reinargonfraktion.
Die Exportfraktion oder jede der Exportfraktionen enthält bzw. enthalten 80 bis 85 Volumenprozent, beispielsweise ca. 82 Volumenprozent, Argon, insbesondere ca. 15 Volumenprozent Sauerstoff und 2 bis 5 Volumenprozent, beispielsweise ca. 3 Volumenprozent Stickstoff.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Anordnung zur Bereitstellung eines Argonprodukts und eines Sauerstoffprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft umfasst eine Luftzerlegungsanlage oder mehrere Luftzerlegungsanlagen, wobei die Luftzerlegungsanlage oder jede der mehreren Luftzerlegungsanlagen ein Rektifikationskolonnensystem mit einer für einen Betrieb in einem Druckbereich von 3 bar bis 7 bar eingerichteten Druckkolonne, einer für einen Betrieb in einem Druckbereich von 1 bar bis 2 bar eingerichteten Niederdruckkolonne und einer Argonausschleuskolonne mit weniger als 40 theoretischen Böden aufweist.
Die Luftzerlegungsanlage oder jede der mehreren Luftzerlegungsanlagen ist für einen Betrieb eingerichtet, in dem die Druckkolonne mit abgekühlter Druckluft gespeist wird, die Niederdruckkolonne mit gegenüber der abgekühlten Druckluft an Sauerstoff angereichertem Fluid aus der Druckkolonne gespeist wird, der Niederdruckkolonne wird ein 5 bis 15 Volumenprozent Argon und 85 bis 95 Volumenprozent Sauerstoff sowie Stickstoff enthaltendes Transfergemisch entnommen wird, das in die Argonausschleuskolonne transferiert wird, und in der Argonausschleuskolonne eine gegenüber dem Transfergemisch an Argon abgereicherte Sumpfflüssigkeit, die zumindest zu einem Teil in die Niederdruckkolonne zurückgeführt wird, sowie ein argonreiches, 10 bis 20 Volumenprozent Sauerstoff und Stickstoff enthaltendes Kopfgas, das zumindest zu einem Teil als Exportgemisch aus der Luftzerlegungsanlage ausgeleitet wird, gebildet werden.
Erfindungsgemäß weist die Anordnung eine separat zu der Luftzerlegungsanlage oder den mehreren Luftzerlegungsanlagen bereitgestellte Fraktionierungseinheit auf und ist dafür eingerichtet, das Exportgemisch der Luftzerlegungsanlage oder die Exportgemische der mehreren Luftzerlegungsanlagen zumindest zu einem Teil der Fraktionierungseinheit zuzuführen zugeführt und in dieser unter Erhalt einer oder mehrerer, gegenüber dem Exportgemisch oder den mehreren Exportgemischen an Sauerstoff angereicherter Sauerstofffraktionen und einer oder mehrerer, gegenüber dem Exportgemisch oder den mehreren Exportgemischen an Argon angereicherter Argonfraktionen zu fraktionieren.
Die eine oder die mehreren Sauerstofffraktionen ist, sind bzw. umfassen erfindungsgemäß wenigstens eine Hochreinsauerstofffraktion mit einem Sauerstoffgehalt von mehr als 99,9 Volumenprozent, einem Argongehalt von weniger als 100 ppm und einem Gesamtgehalt an Kohlenwasserstoffen von weniger als 100 ppb. Die wenigstens eine Hochreinsauerstofffraktion ist bzw. sind insbesondere eine flüssige und/oder eine gasförmige Hochreinsauerstofffraktion.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung ist insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens eingerichtet, wie es zuvor in Ausgestaltungen erläutert wurde. Auf die obigen Erläuterungen bezüglich der erfindungsgemäßen Verfahren und ihrer vorteilhaften Ausgestaltungen sei daher ausdrücklich verwiesen.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren zum Umrüsten einer oder mehrerer Luftzerlegungsanlagen umfasst, dass die eine oder die mehreren Luftzerlegungsanlagen unter Erhalt einer zuvor erläuterten erfindungsgemäßen Anordnung mit einer Fraktionierungseinheit ausgestattet wird oder werden, wobei die Ausstattung der einen oder mehreren Luftzerlegungsanlagen mit der Fraktionierungseinheit ohne eine Betriebsunterbrechung der einen oder der mehreren Luftzerlegungsanlagen von mehr als zwei Tagen erfolgt.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, die die bevorzugten Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
Figurenbeschreibung
Figur 1 veranschaulicht eine Luftzerlegungsanlage zum Einsatz in einer Anordnung gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Figur 2 veranschaulicht eine Anordnung gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung.
In den Figuren sind einander baulich oder funktional entsprechende Elemente mit identischen Bezugszeichen angegeben und werden der Übersichtlichkeit halber nicht wiederholt erläutert. Anlagen und Anlagenkomponenten betreffende Erläuterungen gelten für entsprechende Verfahren und Verfahrensschritte in gleicher Weise.
In Figur 1 ist eine Luftzerlegungsanlage, die in einer Anordnung gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann, stark vereinfacht veranschaulicht und insgesamt mit 100 bezeichnet.
Zu weiteren Erläuterungen bezüglich der nachfolgend nur kurz angesprochenen Komponenten der Luftzerlegungsanlage 100 sei beispielsweise auf die eingangs zitierte Fachliteratur, insbesondere Figur 2.3A und die zugehörigen Erläuterungen bei Haering (s.o.) ausdrücklich verwiesen. Ausdrücklich sei betont, dass in der Darstellung der Figur 1 aus Gründen der Verallgemeinerung und der Übersichtlichkeit eine Vielzahl von Stoffströmen nicht dargestellt sind und nicht erläutert werden.
In der Luftzerlegungsanlage 100 wird Luft mittels eines Hauptluftverdichters 2 über einen Filter 1 angesaugt und auf ein geeignetes Druckniveau verdichtet. Ein auf diese Weise gebildeter Druckluftstrom A wird nach Vorkühlen in einer Vorkühleinheit 3 sowie einer Trocknung und Entfernung von Kohlendioxid in einer Vorreinigungseinheit 4 in einem Hauptwärmetauscher 5 nach optionaler Aufteilung in unterschiedlich behandelte und ggf. unterschiedlich stark abgekühlte, weiter verdichte, turbinen- oder drosselentspannte Teilströme, wie hier durch Auslassungspunkte veranschaulicht, in ein Rektifikationskolonnensystem 10 eingespeist.
Das Rektifikationskolonnensystem 10 weist im dargestellten Beispiel eine Druckkolonne 11 und eine Niederdruckkolonne 12 umfassende Doppelkolonne auf, wobei die Druckkolonne 11 und die Niederdruckkolonne 12 über einen Hauptkondensator 13 wärmetauschend verbunden sind. Weiters ist eine Argonausschleuskolonne 14 der eingangs erläuterten Art bereitgestellt, welche einen Kopfkondensator 15 aufweist. Zumindest die Druckkolonne 11 wird mit der abgekühlten, druckbeaufschlagten atmosphärischen Luft des Druckluftstrom A gespeist. Die Niederdruckkolonne 12 wird mit gegenüber der Luft des Druckluftstroms A an Sauerstoff angereicherten Fluid gespeist, das aus der Druckkolonne in Form eines Stoffstroms B entnommen und, nach hier mit Auslassungspunkten veranschaulichten optionalen weiteren Schritten, beispielsweise einer Unterkühlung in einem nicht dargestellten Unterkühlungsgegenströmer, zu einem Teil direkt in die Niederdruckkolonne 12 eingespeist und zu einem weiteren Teil als Kühlmittel in dem Kopfkondensator 15 der Argonausschleuskolonne 14 verwendet, dabei teilverdampft, und danach in Form eines verdampften und eines unverdampften Anteils in die Niederdruckkolonne 12 eingespeist wird. Die konkrete Art der Kühlung des Kopfkondensators 15 der Argonausschleuskolonne 14 und der Einspeisung des Stoffstroms B bzw. des gegenüber der Luft des Druckluftstroms A an Sauerstoff angereicherten Fluids in die Niederdruckkolonne 12 ist nicht erfindungswesentlich.
Aus der Niederdruckkolonne 12 wird über einen Seitenabzug am sog. Argonbauch ein Transfergemisch entnommen, das die oben angegebenen Gehalte an Komponenten aufweist, und in Form eines Stoffstroms C in die Argonausschleuskolonne 14 überführt. Durch kryogene Rektifikation in der Argonausschleuskolonne 14 werden in dieser eine flüssige, gegenüber dem Transfergemisch an Argon abgereicherte Sumpfflüssigkeit gebildet, die in Form des Stoffstroms D in die Niederdruckkolonne 12 zurückgeführt wird, sowie ein Kopfgas, von dem ein nicht im Kopfkondensator 15 der Argonausschleuskolonne 14 kondensierter Anteil in Form eines argonreichen, Sauerstoff enthaltenden Exportgemischs als Stoffstrom E ausgeleitet wird. Zu den Komponenten des Exportgemischs und den jeweiligen Gehalten sei auf die obigen Erläuterungen ausdrücklich verwiesen. Das Exportgemisch E wird in dem Hauptwärmetauscher 5 auf etwa Umgebungstemperatur angewärmt, insbesondere auf 250 bis 350 K, weiter insbesondere auf 260 bis 320 K.
In Figur 2 ist eine Anordnung gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung stark vereinfacht veranschaulicht und insgesamt mit 1000 bezeichnet. Die Anordnung 1000 umfasst im hier veranschaulichten Beispiel zwei Luftzerlegungsanlagen, beispielsweise, aber nicht notwendigerweise, der in Figur 1 veranschaulichten Art, die daher hier ebenfalls mit 100 bezeichnet sind. Die Komponenten hiervon, nämlich der Filter 1 , der Hauptluftverdichter 2, die Vorkühleinheit 3, die Vorreinigungseinheit 3, der Hauptwärmetauscher 5 und das Rektifikationskolonnensystem 10 (letztere hier in einem gemeinsamen Block veranschaulicht) sowie das jeweils insbesondere aus einer Argonausschleuskolonne 14 über den Hauptwärmetauscher 5 wie zuvor veranschaulicht ausgeschleuste argonreiche, Sauerstoff enthaltende Exportgemisch der Stoffströme E wurden bereits erläutert.
In der Anordnung 1000 werden nun die warmen Stoffströme E zu einem Sammelstrom F zusammengefasst, der in einer Verdichtereinheit 20 verdichtet und danach einer Fraktionierungseinheit 200 zugeführt wird. In der Fraktionierungseinheit 200 wird das argonreiche, Sauerstoff enthaltende Exportgemisch der Stoffströme E bzw. des Sammelstroms F unter Erhalt (im hier veranschaulichten Beispiel) einer gasförmigen, hochreinen Sauerstofffraktion (UHP-)GOX, einer flüssigen, hochreinen Sauerstofffraktion (UHP-)LOX, einer gasförmigen, Argonfraktion GAR und einer flüssigen, hochreinen Sauerstofffraktion LAR insbesondere durch Tieftemperaturrektifikation getrennt.
Der Fraktionierungseinheit 200 werden in dem hier veranschaulichten Beispiel (dies ist aber grundsätzlich optional) ein Flüssigstickstoffstrom G und ein Druckluftstrom H aus einer oder beiden der Luftzerlegungsanlagen 100 zugeführt.
Wie hier stark vereinfacht veranschaulicht, umfasst die Fraktionierungseinheit 200 wenigstens zwei Rektifikationskolonnen 210, 220 mit jeweils einem nicht gesondert dargestellten Kopfkondensator, wobei eine der wenigstens zwei Rektifikationskolonnen 210, 220 der Fraktionierungseinheit 200 zum überwiegenden oder ausschließlichen Abtrennen von Sauerstoff von Argon und/oder Stickstoff und die bzw. eine andere der wenigstens zwei Rektifikationskolonnen 210, 220 der Fraktionierungseinheit 200 zum überwiegenden oder ausschließlichen Abtrennen von Stickstoff von Sauerstoff und/oder Argon eingerichtet ist. Alternativ können die Kolonnen 210, 220 beispielsweise wie in EP 299364 B1 (Kolonnen 10 und 23) ausgebildet sein. Dann wird der Sammelstrom in den unteren Bereich einer ersten Säule 210 (10 in EP 299364 B1) eingeleitet. An einer Zwischenstelle wird ein flüssiger Strom aus der ersten Säule 210 entnommen und auf den Kopf der zweiten Säule 220 (23 in EP 299364 B1) aufgegeben. Am Sumpf der zweiten Säule 220 wird hoch reiner Sauerstoff abgezogen, am Kopf der ersten Säule 210 praktisch sauerstofffreies Argon. Zusätzlich kann eine klassische Reinargonsäule vorgesehen sein, in der das sauerstofffreie Argon noch von Stickstoff befreit wird.
Falls der Stoffstrom E/F vollkommen frei von Kohlenwasserstoffen ist, kann auch auf die zweite Säule 220 verzichtet werden. Stattdessen wird die erste Säule dann nach unten verlängert und mit einer Sumpfheizung versehen. Das hoch reine Sauerstoffprodukt wird dann am Sumpf der ersten Säule abgezogen.
Als Wärme- und Kälteträger für die Heizung und Kühlung der Kolonnen in der Fraktionierungseinheit 200 wird in der Regel gasförmiger Stickstoff verwendet. Wenn die Luftzerlegungsanlage oder eine der Luftzerlegungsanlagen räumlich nahe bei der Fraktionierungseinheit 200 angeordnet ist, kommt alternativ oder zusätzlich trockene Luft in Frage, die von der Einsatzluft für die entsprechende Luftzerlegungsanlage abgezweigt wird. Wenn verfügbar, kann natürlich auch trockene Druckluft aus einer anderen Quelle oder ein anderes externes trockenes Gas eingesetzt werden.

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Bereitstellung eines Argonprodukts und eines Sauerstoffprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft, bei dem eine Anordnung (1000) mit einer ersten Luftzerlegungsanlage (100) verwendet wird, wobei die erste Luftzerlegungsanlage (100) einen Hauptwärmetauscher (5), ein Rektifikationskolonnensystem (10) mit einer Druckkolonne (11), einer Niederdruckkolonne (12) und einer Argonausschleuskolonne (14) mit weniger als 40 theoretischen Böden aufweist, wobei in der ersten Luftzerlegungsanlage (100) die Druckkolonne (11 ) mit abgekühlter Druckluft (A) gespeist wird, die Niederdruckkolonne (12) mit gegenüber der abgekühlten Druckluft (A) an Sauerstoff angereichertem Fluid (B) aus der Druckkolonne (11) gespeist wird, der Niederdruckkolonne (12) ein 5 bis 15 Volumenprozent Argon und 85 bis 95 Volumenprozent Sauerstoff enthaltendes Transfergemisch (C) entnommen wird, das in die Argonausschleuskolonne (14) transferiert wird, und in der Argonausschleuskolonne (14) eine gegenüber dem Transfergemisch an Argon abgereicherte Sumpfflüssigkeit, die zumindest zu einem Teil in die Niederdruckkolonne (12) zurückgeführt wird, sowie ein argonreiches, 5 bis 20 Volumenprozent Sauerstoff enthaltendes Kopfgas gebildet werden, wobei das Kopfgas zumindest zu einem Teil als Exportgemisch (E) in dem Hauptwärmetauscher (5) angewärmt und das angewärmte Exportgemisch aus der ersten Luftzerlegungsanlage (100) ausgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das angewärmte Exportgemisch (E) der ersten Luftzerlegungsanlage (100) zumindest zu einem Teil einer separat zu der ersten Luftzerlegungsanlage (100) bereitgestellten Fraktionierungseinheit (200) zugeführt und in dieser unter Erhalt einer gegenüber dem Exportgemisch (E) an Sauerstoff angereicherten Sauerstofffraktion (GOX, LOX) und einer gegenüber dem Exportgemisch (E) an Argon angereicherter Argonfraktion (LAR, GAR) fraktioniert wird. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem die Sauerstofffraktion (GOX, LOX) durch eine Hochreinsauerstofffraktion gebildet wird, die einen Sauerstoffgehalt von mehr als 99,999 Volumenprozent, einen Argongehalt von weniger als 5 ppm und einen Gesamtgehalt an Kohlenwasserstoffen von weniger als 5 ppb aufweist. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Exportgemisch (E) in dem Hauptwärmetauscher (5) auf etwa Umgebungstemperatur angewärmt wird, insbesondere auf 250 bis 350 K.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das angewärmte Exportgemisch (E) unter etwa Umgebungstemperatur der separaten Fraktionierungseinheit (200) zugeführt wird, insbesondere bei einer Temperatur von 250 bis 350 K.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Anordnung (1000) außerdem eine zweite Luftzerlegungsanlage (100) umfasst, wobei die zweite Luftzerlegungsanlage (100) ein Rektifikationskolonnensystem (10) mit einer Druckkolonne (11 ), einer Niederdruckkolonne (12) und einer Argonausschleuskolonne (14) mit weniger als 40 theoretischen Böden aufweist, wobei in der zweiten Luftzerlegungsanlage (100) die Druckkolonne (11 ) mit abgekühlter Druckluft (A) gespeist wird, die Niederdruckkolonne (12) mit gegenüber der abgekühlten Druckluft (A) an Sauerstoff angereichertem Fluid (B) aus der Druckkolonne (11) gespeist wird, der Niederdruckkolonne (12) ein 5 bis 15 Volumenprozent Argon und 85 bis 95 Volumenprozent Sauerstoff enthaltendes Transfergemisch (C) entnommen wird, das in die Argonausschleuskolonne (14) transferiert wird, und in der Argonausschleuskolonne (14) eine gegenüber dem Transfergemisch an Argon abgereicherte Sumpfflüssigkeit, die zumindest zu einem Teil in die Niederdruckkolonne (12) zurückgeführt wird, sowie ein argonreiches, 5 bis 20 Volumenprozent Sauerstoff enthaltendes Kopfgas gebildet werden, wobei das Kopfgas zumindest zu einem Teil als Exportgemisch (E) in dem Hauptwärmetauscher (5) angewärmt und das angewärmte Exportgemisch aus der zweiten Luftzerlegungsanlage (100) ausgeleitet wird, und das angewärmte Exportgemisch (E) der zweiten Luftzerlegungsanlage (100) zumindest zu einem Teil der Fraktionierungseinheit (200) zugeführt wird, die auch separat zu der zweiten Luftzerlegungsanlage ausgebildet ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Druckkolonne (11 ) der ersten und/oder zweiten Luftzerlegungsanlage in einem Druckbereich von 3 bar bis 7 bar und die Niederdruckkolonne (12) der ersten und/oder zweiten Luftzerlegungsanlage in einem Druckbereich von Druckbereich von 1 bar bis 2 bar betrieben werden. 15
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die an Sauerstoff angereicherte Sauerstofffraktion (GOX, LOX) eine flüssige (LOX) und/oder eine gasförmige Hochreinsauerstofffraktion (GOX) ist.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die eine oder die mehreren Argonfraktionen (GAR, LAR) wenigstens eine Reinargonfraktion mit einem Argongehalt von mehr als 99,999 Volumenprozent, einem Stickstoffgehalt von 0 bis 2 ppm und einem Sauerstoffgehalt von 0 bis 2 ppm ist, sind oder umfassen.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die wenigstens eine Reinargonfraktion eine flüssige (LAR) und/oder eine gasförmige Reinargonfraktion (GAR) ist.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Exportgemisch (E) oder jedes der Exportgemische 80 bis 85 Volumenprozent Argon und 2 bis 5 Volumenprozent Stickstoff enthält.
11 . Anordnung (1000) zur Bereitstellung eines Argonprodukts und eines Sauerstoffprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft, mit einer ersten Luftzerlegungsanlage (100), die einen Hauptwärmetauscher (5), ein Rektifikationskolonnensystem (10) mit einer für einen Betrieb in einem Druckbereich von 3 bar bis 7 bar eingerichteten Druckkolonne (11), einer für einen Betrieb in einem Druckbereich von 1 bar bis 2 bar eingerichteten Niederdruckkolonne (12) und einer Argonausschleuskolonne (14) mit weniger als 40 theoretischen Böden aufweist, wobei die erste Luftzerlegungsanlage (100) eine Einsatzluftleitung zum Einspeisen abgekühlter Druckluft (A) in die Druckkolonne (11 ) aufweist sowie eine Rohsauerstoffleitung zum Einspeisen von gegenüber der abgekühlten Druckluft (A) an Sauerstoff angereichertem Fluid (B) aus der Druckkolonne (11 ) in die Niederdruckkolonne (12), eine Argonübergangsleitung zum Entnehmen aus der Niederdruckkolonne (12) und Transferieren in die Argonausschleuskolonne (14) eines 5 bis 15 Volumenprozent Argon und 85 bis 95 Volumenprozent Sauerstoff enthaltendes Transfergemischs (C) und eine Exportleitung zum Ausleiten eines argonreichen, 5 bis 20 Volumenprozent Sauerstoff enthaltenden Kopfgases der Argonausschleuskolonne (14) als 16
Exportgemisch (E) aus der ersten Luftzerlegungsanlage (100) über den Hauptwärmetauscher (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung eine separat zu der ersten Luftzerlegungsanlage (100) bereitgestellte Fraktionierungseinheit (200) aufweist und dafür eingerichtet ist, das Exportgemisch (E) der Luftzerlegungsanlage (100) aus der Exportleitung zumindest zu einem Teil der Fraktionierungseinheit zuzuführen und in dieser unter Erhalt einer gegenüber dem Exportgemisch (E) an Sauerstoff angereicherter Sauerstofffraktion (GOX, LOX) und einer oder mehrerer, gegenüber dem Exportgemisch (E) an Argon angereicherter Argonfraktionen (LAR, GAR) zu fraktionieren. Anordnung nach Anspruch 11 , wobei die Fraktionierungseinheit (200) dafür eingerichtet ist, die Sauerstofffraktion (GOX, LOX) als Hochreinsauerstofffraktion mit einem Sauerstoffgehalt von mehr als 99,999 Volumenprozent, einem Argongehalt von weniger als 5 ppm und einem Gesamtgehalt an Kohlenwasserstoffen von weniger als 5 ppb ist zu gewinnen. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, die außerdem eine zweite Luftzerlegungsanlage (100) umfasst, wobei die zweite Luftzerlegungsanlage (100) einen Hauptwärmetauscher (5), ein Rektifikationskolonnensystem (10) mit einer für einen Betrieb in einem Druckbereich von 3 bar bis 7 bar eingerichteten Druckkolonne (11 ), einer für einen Betrieb in einem Druckbereich von 1 bar bis 2 bar eingerichteten Niederdruckkolonne (12) und einer Argonausschleuskolonne (14) mit weniger als 40 theoretischen Böden aufweist, wobei die zweite Luftzerlegungsanlage (100) eine Einsatzluftleitung zum Einspeisen abgekühlter Druckluft (A) in die Druckkolonne (11 ) aufweist sowie eine Rohsauerstoffleitung zum Einspeisen von gegenüber der abgekühlten Druckluft (A) an Sauerstoff angereichertem Fluid (B) aus der Druckkolonne (11) in die Niederdruckkolonne (12), eine Argonübergangsleitung zum Entnehmen aus der Niederdruckkolonne (12) und Transferieren in die Argonausschleuskolonne (14) eines 5 bis 15 Volumenprozent Argon und 85 bis 95 Volumenprozent Sauerstoff enthaltendes Transfergemischs (C) und eine Exportleitung zum Ausleiten eines argonreichen, 5 bis 20 Volumenprozent Sauerstoff enthaltenden Kopfgases der Argonausschleuskolonne (14), zum Ausleiten eines Exportgemischs (E) aus der zweiten Luftzerlegungsanlage (100) über den Hauptwärmetauscher (5), wobei die Anordnung dafür eingerichtet ist, das Exportgemisch (E) der Luftzerlegungsanlage 17
(100) aus der Exportleitung zumindest zu einem Teil der Fraktionierungseinheit
(200) zuzuführen, auch separat zu der zweiten Luftzerlegungsanlage (100) Fraktionierungseinheit (200) ausgebildet ist. 14. Verfahren zum Umrüsten einer oder mehrerer Luftzerlegungsanlagen (100), dadurch gekennzeichnet, dass die erste Luftzerlegungsanlage (100) unter Erhalt einer Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13 mit einer separaten Fraktionierungseinheit (200) ausgestattet wird. 15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Ausstattung der ersten
Luftzerlegungsanlage (100) mit der Fraktionierungseinheit (200) ohne eine Betriebsunterbrechung der ersten Luftzerlegungsanlage (100) von mehr als zwei Tagen erfolgt.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0299364B1 (de) 1987-07-09 1990-12-27 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Luftzerlegung durch Rektifikation
US20090320520A1 (en) * 2008-06-30 2009-12-31 David Ross Parsnick Nitrogen liquefier retrofit for an air separation plant
JP2016040494A (ja) * 2014-08-12 2016-03-24 神鋼エア・ウォーター・クライオプラント株式会社 超高純度酸素の製造方法および超高純度酸素製造装置
US20170030638A1 (en) * 2015-07-31 2017-02-02 Neil M. Prosser Method and apparatus for argon rejection and recovery
CN104501530B (zh) * 2014-12-25 2017-05-17 杭州杭氧股份有限公司 一种利用多套空分制取的粗氩提取高纯液氩的装置及方法
US20210116175A1 (en) 2019-10-17 2021-04-22 David R. Parsnick System and method for the production of argon in an air separation plant facility or enclave having multiple cryogenic air separation units
CN113739515A (zh) * 2021-09-06 2021-12-03 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 一种通过富氩气提取高纯液氩的方法和装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0299364B1 (de) 1987-07-09 1990-12-27 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Luftzerlegung durch Rektifikation
US20090320520A1 (en) * 2008-06-30 2009-12-31 David Ross Parsnick Nitrogen liquefier retrofit for an air separation plant
JP2016040494A (ja) * 2014-08-12 2016-03-24 神鋼エア・ウォーター・クライオプラント株式会社 超高純度酸素の製造方法および超高純度酸素製造装置
CN104501530B (zh) * 2014-12-25 2017-05-17 杭州杭氧股份有限公司 一种利用多套空分制取的粗氩提取高纯液氩的装置及方法
US20170030638A1 (en) * 2015-07-31 2017-02-02 Neil M. Prosser Method and apparatus for argon rejection and recovery
US20210116175A1 (en) 2019-10-17 2021-04-22 David R. Parsnick System and method for the production of argon in an air separation plant facility or enclave having multiple cryogenic air separation units
CN113739515A (zh) * 2021-09-06 2021-12-03 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 一种通过富氩气提取高纯液氩的方法和装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Industrial Gases Processing", 2006, WILEY-VCH, article "Cryogenic Rectification"

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