DE102007014643A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Druckprodukt durch Tieftemperaturzerlegung von Luft - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Druckprodukt durch Tieftemperaturzerlegung von Luft Download PDF

Info

Publication number
DE102007014643A1
DE102007014643A1 DE102007014643A DE102007014643A DE102007014643A1 DE 102007014643 A1 DE102007014643 A1 DE 102007014643A1 DE 102007014643 A DE102007014643 A DE 102007014643A DE 102007014643 A DE102007014643 A DE 102007014643A DE 102007014643 A1 DE102007014643 A1 DE 102007014643A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
compressor
partial flow
air
feed air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102007014643A
Other languages
English (en)
Inventor
Dietrich Rottmann
Florian Schliebitz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to DE102007014643A priority Critical patent/DE102007014643A1/de
Publication of DE102007014643A1 publication Critical patent/DE102007014643A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04163—Hot end purification of the feed air
    • F25J3/04169—Hot end purification of the feed air by adsorption of the impurities
    • F25J3/04175—Hot end purification of the feed air by adsorption of the impurities at a pressure of substantially more than the highest pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04012—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of warm gaseous streams; details of intake or interstage cooling
    • F25J3/04018—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of warm gaseous streams; details of intake or interstage cooling of main feed air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04012—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of warm gaseous streams; details of intake or interstage cooling
    • F25J3/04024—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of warm gaseous streams; details of intake or interstage cooling of purified feed air, so-called boosted air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04048—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of cold gaseous streams, e.g. intermediate or oxygen enriched (waste) streams
    • F25J3/04054—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit by compression of cold gaseous streams, e.g. intermediate or oxygen enriched (waste) streams of air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04078—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression
    • F25J3/04084—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression of nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04078—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression
    • F25J3/0409—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression of oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04109—Arrangements of compressors and /or their drivers
    • F25J3/04145—Mechanically coupling of different compressors of the air fractionation process to the same driver(s)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/0429—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of feed air, e.g. used as waste or product air or expanded into an auxiliary column
    • F25J3/04296—Claude expansion, i.e. expanded into the main or high pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/0429—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of feed air, e.g. used as waste or product air or expanded into an auxiliary column
    • F25J3/04303—Lachmann expansion, i.e. expanded into oxygen producing or low pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04375—Details relating to the work expansion, e.g. process parameter etc.
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04375—Details relating to the work expansion, e.g. process parameter etc.
    • F25J3/04393—Details relating to the work expansion, e.g. process parameter etc. using multiple or multistage gas work expansion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04406—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system
    • F25J3/04412—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system in a classical double column flowsheet, i.e. with thermal coupling by a main reboiler-condenser in the bottom of low pressure respectively top of high pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/90—Details relating to column internals, e.g. structured packing, gas or liquid distribution
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/02—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum
    • F25J2205/04—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using simple phase separation in a vessel or drum in the feed line, i.e. upstream of the fractionation step
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2215/00—Processes characterised by the type or other details of the product stream
    • F25J2215/50—Oxygen or special cases, e.g. isotope-mixtures or low purity O2

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zur Erzeugung von gasförmigem Druckprodukt durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Destilliersäulen-System, das mindestens eine Hochdrucksäule (15) und eine Niederdrucksäule (16) aufweist. Einsatzluft (30, 36) wird in die Hochdrucksäule (15) geleitet. Ein flüssiger Produktstrom (62, 77) wird aus dem Destilliersäulen-System entnommen, in flüssigem Zustand auf einen erhöhten Druck gebracht (63, 78) und unter diesem erhöhten Druck durch indirekten Wärmeaustausch (11) verdampft oder pseudo-verdampft und schließlich als gasförmiger Produktstrom (65, 80) abgezogen. Die gesamte Einsatzluft (1) wird in einem Hauptluftverdichter (3) auf einen ersten Druck verdichtet, der mindestens 1 bar oberhalb des Betriebsdrucks der Hochdrucksäule (15) liegt. Anschließend wird die Einsatzluft (6) in einer Reinigungsvorrichtung (7) gereinigt. Ein erster Teilstrom (10, 12) der Einsatzluft wird unter etwa dem ersten Druck einer ersten Entspannungsmaschine (13) zugeführt, dort arbeitsleistend auf etwa den Betriebsdruck der Niederdrucksäule (16) entspannt und anschließend in die Niederdrucksäule (16) eingeführt (14). Ein zweiter Teilstrom (11) der Einsatzluft wird in einem ersten Nachverdichter (18) auf einen zweiten Druck verdichtet, der höher als der erste Druck ist. Der zweite Teilstrom (20) wird stromabwärts der Verdichtung (18) auf den zweiten Druck in einen dritten und einen vierten Teilstrom (22, 23) aufgeteilt. Der dritte Teilstrom (22) wird ...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von gasförmigem Drucksauerstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft.
  • Verfahren und Vorrichtungen zur Tieftemperaturzerlegung von Luft sind zum Beispiel aus Hausen/Linde, Tieftemperaturtechnik, 2. Auflage 1985, Kapitel 4 (Seiten 281 bis 337) bekannt.
  • Das Destilliersäulen-System der Erfindung kann als Zweisäulensystem (zum Beispiel als klassisches Linde-Doppelsäulensystem), oder auch als Drei- oder Mehrsäulensystem ausgebildet sein. Zusätzlich zu den Kolonnen zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung können weitere Vorrichtungen zur Gewinnung anderer Luftkomponenten, insbesondere von Edelgasen vorgesehen sein, beispielsweise eine Argon- oder eine Krypton-Xenon-Gewinnung.
  • Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren, in dem mindestens ein gasförmiges Druckprodukt gewonnen wird, indem ein flüssiger Produktstrom aus dem Destilliersäulen-System zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung entnommen, in flüssigem Zustand auf einen erhöhten Druck gebracht und unter diesem erhöhten Druck durch indirektem Wärmeaustausch verdampft oder (bei überkritischem Druck) pseudo-verdampft wird. Derartige Innenverdichtungsverfahren sind zum Beispiel bekannt aus DE 830805 , DE 901542 (= US 2712738 / US 2784572 ), DE 952908 , DE 1103363 (= US 3083544 ), DE 1112997 (= US 3214925 ), DE 1124529 , DE 1117616 (= US 3280574 ), DE 1226616 (= US 3216206 ), DE 1229561 (= US 3222878 ), DE 1199293 , DE 1187248 (= US 3371496 ), DE 1235347 , DE 1258882 (= US 3426543 ), DE 1263037 (= US 3401531 ), DE 1501722 (= US 3416323 ), DE 1501723 (= US 3500651 ), DE 2535132 (= US 4279631 ), DE 2646690 , EP 93448 B1 (= US 4555256 ), EP 384483 B1 (= US 5036672 ), EP 505812 B1 (= US 5263328 ), EP 716280 B1 (= US 5644934 ), EP 842385 B1 (= US 5953937 ), EP 758733 B1 (= US 5845517 ), EP 895045 B1 (= US 6038885 ), DE 19803437 A1 , EP 949471 B1 (= US 6185960 B1 ), EP 955509 A1 (= US 6196022 B1 ), EP 1031804 A1 (= US 6314755 ), DE 19909744 A1 , EP 1067345 A1 (= US 6336345 ), EP 1074805 A1 (= US 6332337 ), DE 19954593 A1 , EP 1134525 A1 (= US 6477860 ), DE 10013073 A1 , EP 1139046 A1 , EP 1146301 A1 , EP 1150082 A1 , EP 1213552 A1 , DE 10115258 A1 , EP 1284404 A1 (= US 2003051504 A1 ), EP 1308680 A1 (= US 6612129 B2 ), DE 10213212 A1 , DE 10213211 A1 , EP 1357342 A1 oder DE 10238282 A1 .
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung wirtschaftlich besonders günstig zu gestalten.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Wenn zwei Drücke in dieser Anmeldung als "etwa" gleich bezeichnet sind, so schließt dies geringfügige Abweichungen ein, die durch unvermeidbaren Druckabfall entstehen. Ursache für einen derartigen unvermeidbaren Druckabfall kann das Durchströmen von Anlagenteilen sein, die selbst nicht der Druckerhöhung oder -verminderung dienen, wie Rohrleitungen, Wärmetauscherpassagen, Reinigungsvorrichtungen wie ein Molekularsieb, oder reine Regelorgane.
  • Die Entspannungsmaschinen sind vorzugsweise als Turbinen ausgebildet.
  • Die erfindungsgemäße Nutzung einer ersten Entspannungsmaschine, welche in die Niederdrucksäule entspannt, führt zu einer günstigen Ausnutzung des relativ hohen Druckniveaus. Durch den ersten Nachverdichter kann das Druckniveau bei der Reinigung relativ niedrig gehalten werden; dies führt zu einem geringeren Bedarf an Schaltluft während des Wechsels der üblicherweise verwendeten Molsieb-Behälter und zu geringeren Wandstärken in der Reinigungsvorrichtung und im gesamten warmen Teil der Anlage.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für Anlagen, die vorwiegend gasförmige Produkte und keine oder nur geringfügige Mengen an flüssigen Produkten abgeben.
  • Besonders günstig ist das Verfahren außerdem dann, wenn das Sauerstoffprodukt mit relativ geringer Reinheit 98 mol-% oder weniger, vorzugsweise 95 mol-% oder weniger gewonnen wird. In diesem Fall kann ein besonders hoher Anteil der Einsatzluft als erster Teilstrom in die Niederdrucksäule eingeblasen und dabei besonders viel Energie in der ersten Entspannungsmaschine gewonnen werden.
  • Es ist günstig, wenn der zweite Nachverdichter mittels mechanischer Energie angetrieben wird, die in der zweiten Entspannungsturbine gewonnen wird. Die Übertragung der mechanischen Energie von der zweiten Entspannungsmaschine auf den zweiten Nachverdichter erfolgt vorzugsweise durch direkte mechanische Kopplung der beiden Maschinen. Die Nutzung der in der zweiten Entspannungsmaschine gewonnenen Arbeit zum Antrieb des zweiten Nachverdichters, der mindestens zum Teil den Druck herstellt, der zur (Pseudo-)Verdampfung des flüssigen Produktstroms notwendig ist, erweist sich als energetisch besonders günstig. Bei Bedarf kann auch der vierte Teilstrom gemeinsam mit dem dritten in dem zweiten Nachverdichter verdichtet werden. Alternativ treibt die zweite Entspannungsmaschine einen anderen Verdichter an, zum Beispiel einen Nachverdichter, der nur den vierten Teilstrom über den zweiten Druck hinaus verdichtet.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mindestens ein Teil der mechanischen Energie, die in der ersten Entspannungsmaschine gewonnen wird, auf einen dritten Nachverdichter übertragen, in dem ein Teil der Einsatzluft verdichtet wird. Hierdurch wird die in der ersten Entspannungsmaschine verrichtete Arbeit besonders vorteilhaft ausgenutzt. Erste Entspannungsmaschine und dritter Nachverdichter sind vorzugsweise direkt mechanisch gekoppelt.
  • In diesem dritten Nachverdichter werden insbesondere der dritte oder der vierte Teilstrom der Einsatzluft oder beide nachverdichtet. Hierdurch kann die entsprechende Energie für die (Pseudo-)Verdampfung des flüssigen Produktstroms und/oder für die Erhöhung des Druckgefälles an der zweiten Entspannungsmaschine genutzt werden.
  • In vielen Fällen ist es günstig, wenn die in beiden Entspannungsmaschinen erzeugte Energie für die (Pseudo-)Verdampfung des flüssigen Produktstroms genutzt wird, indem der dritte Teilstrom den zweiten und den dritten Nachverdichter durchströmt, wobei insbesondere der dritte Nachverdichter stromabwärts des ersten Nachverdichters angeordnet ist. In einer Variante werden die beiden Nachverdichter ausschließlich durch den dritten Teilstrom beaufschlagt; alternativ durchströmt auch der vierte Teilstrom den zweiten oder den zweiten und den dritten Nachverdichter.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der dritte Nachverdichter als Kaltverdichter ausgebildet. Hierdurch kann die geleistete Arbeit besonders effizient genutzt werden. Unter "Kaltverdichter" wird hier ein Verdichter verstanden, dem das Gas bei einer Temperatur zugeführt wird, die deutlich unterhalb der Umgebungstemperatur liegt, im Allgemeinen unterhalb von 250 K.
  • Außerdem ist es günstig, wenn der Hauptluftverdichter und der erste Nachverdichter einen gemeinsamen Antrieb aufweisen. Insbesondere können sie durch eine Kombimaschine, zum Beispiel einen Getriebeverdichter gebildet sein. Eine erste Gruppe von Verdichterrädern stellen dann den Hauptluftverdichter dar, eine zweite Gruppe den ersten Nachverdichter. Der Hauptluftverdichter weist zum Beispiel ein bis vier Stufen, der erste Nachverdichter ein bis zwei Stufen auf.
  • Vorzugsweise beträgt der erste Druck weniger als 10 bar. Hierbei kann der gegenüber dem Betriebsdruck der Hochdrucksäule überschüssige Druck optimal genutzt werden.
  • Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Druckprodukt durch Tieftemperaturzerlegung von Luft gemäß den Patentansprüchen 9 bis 13.
    •
  • Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen:
  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit Kopplung der zweiten Entspannungsmaschine an einen Kaltverdichter,
  • 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit Kopplung der zweiten Entspannungsmaschine an einen Kaltverdichter und
  • 3 eine Abwandlung von 1, mit Kopplung der ersten Entspannungsmaschine an einen dritten Nachverdichter zur Nachverdichtung des vierten Teilstroms.
  • In dem Ausführungsbeispiel von 1 wird atmosphärische Luft als Hauptluftstrom über Leitung 1 und ein Filter 2 von einem Hauptluftverdichter 3 angesaugt und dort auf einen ersten Druck von 7 bis 9,9 bar, beispielsweise 9,2 bar gebracht. Unter diesem Druck wird die Luft über Leitung 4 einer Vorkühlung in einem Direktkontaktkühler 5 und weiter über Leitung 6 einer Reinigungsvorrichtung 7 zugeleitet, die ein Paar umschaltbarer Molsiebadsorber aufweist. Anschließend wird sie auf etwa Umgebungstemperatur abgekühlt und einer adsorptiven Luftreinigung 4 zugeführt.
  • Die gereinigte gesamte Einsatzluft 8 wird bei 9 unter etwa dem ersten Druck (abzüglich Leitungs- und Druckverlusten) in einen ersten Teilstrom 10 und einen zweiten Teilstrom 11 aufgeteilt. Der erste Teilstrom 10 wird in einem Hauptwärmetauscher 11 auf eine erste Zwischentemperatur von beispielsweise 178 K abgekühlt. Der abgekühlte erste Teilstrom 12 wird in einer ersten Entspannungsmaschine, der Turbine 13 beispielsweise von etwa 8,9 auf etwa 1,4 bar arbeitsleistend entspannt. Der entspannte erste Teilstrom 14 wird in die Niederdrucksäule 16 eines Destilliersäulen-Systems eingeleitet, das in dem Beispiel aus einer klassischen Doppelsäule mit Hochdrucksäule 15, Niederdrucksäule 16 und Hauptkondensator 17 besteht.
  • Der zweite Teilstrom 11 wird in einem ersten Nachverdichter 18 mit Nachkühler 19 auf einen zweiten Druck von beispielsweise 15,9 bar verdichtet. Der zweite Teilstrom 20 wird anschließend bei 21 weiter in einen dritten Teilstrom 22 und einen vierten Teilstrom 23 aufgeteilt.
  • Dieser dritte Teilstrom 22 wird in einem dritten Nachverdichter 24, der mechanisch mit der ersten Turbine 13 gekoppelt ist und einen Nachkühler 25 aufweist, von dem zweiten Druck aus auf einen Druck von beispielsweise 20,3 bar weiterverdichtet. Anschließend wird der dritte Teilstrom 26 im Hauptwärmetauscher 11 auf eine zweite Zwischentemperatur von beispielsweise 175 K abgekühlt und unter dieser Temperatur einem zweiten Nachverdichter 28 zugeführt, der als Kaltverdichter ausgebildet ist. Dort wird er weiter auf einen dritten Druck von beispielsweise 37,4 bar verdichtet und bei einer dritten Zwischentemperatur von beispielsweise 221 K über Leitung 29 wieder in den Hauptwärmetauscher 11 eingeleitet. Dort wird er bis zum kalten Ende abgekühlt und schließlich über Leitung 30 und Drosselventil 31 in die Hochdrucksäule 15 eingeführt, deren Betriebsdruck in dem Beispiel 5,4 bar beträgt.
  • Der vierte Teilstrom 23 der Einsatzluft wird in dem Hauptwärmetauscher auf eine vierte Zwischentemperatur von beispielsweise 140 K abgekühlt und anschließend über Leitung 32 einer zweiten Entspannungsmaschine 33 zugeführt, die ebenfalls als Turbine ausgebildet ist. Dort wird der vierte Teilstrom von etwa dem zweiten Druck aus auf knapp über Hochdrucksäulendruck entspannt, in dem Beispiel auf 5,8 bar. Die zweite Entspannungsmaschine 33 ist mechanisch mit dem zweiten Nachverdichter 28 gekoppelt. Der entspannte vierte Teilstrom 34 wird in einem Abscheider 35 von eventuell entstandenem Kondensat befreit und über Leitung 36 der Hochdrucksäule 15 zugeführt. Das Kondensat wird gegebenenfalls über die Leitung 37 und 38 und Drosselventil 39 in die Niederdrucksäule 16 eingeleitet.
  • Bei Bedarf kann ein fünfter Teilstrom 38 der Luft bei 37 abgezweigt, im Hauptwärmetauscher abgekühlt und über Leitung 39 der Hochdrucksäulenluft 36 zugemischt werden.
  • Unterhalb der Mündung der Leitung 36 weist die Hochdrucksäule 15 einen Stoffaustauschabschnitt 40 aus etwa 2 bis 10 praktischen Böden auf. Vom Sumpf der Hochdrucksäule wird ein Rohsauerstoffstrom 41 abgezogen, in einem Unterkühlungs-Gegenströmer 42 abgekühlt und über Leitung 43 und Drosselventil 44 der Niederdrucksäule 16 an einer Zwischenstelle zugeführt.
  • Oberhalb eines Sperrbodens 45 wird über Leitung 46 Flüssigluft aus der Hochdrucksäule 15 abgezogen, im Unterkühlungs-Gegenströmer 42 abgekühlt und über die Leitungen 47 und 38 und Drosselventil 39 der Niederdrucksäule 16 an einer anderen, höheren Zwischenstelle zugeführt. Von etwas unterhalb des Kopfs der Hochdrucksäule wird stickstoffreiche Flüssigkeit 48 entnommen, im Unterkühlungs-Gegenströmer 42 abgekühlt und über Leitung 49 und Drosselventil 50 als Rücklaufflüssigkeit auf den Kopf der Niederdrucksäule 16 aufgegeben. Ein kleiner Teil 51 kann als Flüssigprodukt (LIN – liquid nitrogen) abgegeben werden.
  • Reiner gasförmiger Kopfstickstoff 52 kann zu einem Teil 53, 54 nach Anwärmung im Hauptwärmetauscher 11 als gasförmiges Mitteldruckprodukt abgegeben werden. Der Rest 55 wird im Hauptkondensator 17 gegen verdampfenden Sauerstoff aus dem Sumpf der Niederdrucksäule kondensiert und zu einem ersten Teil 56 als Rücklauf auf die Hochdrucksäule aufgegeben. Ein zweiter Teil 58 kann gegebenenfalls über Unterkühlungs-Gegenströmer 42, Leitungen 59 und 61 und Abscheider 60 als hoch reines Flüssigstickstoffprodukt (HLIN – high purity liquid nitrogen) gewonnen werden.
  • Ein dritter Teil 62 des verflüssigten Kopfstickstoffs der Hochdrucksäule wird als erster flüssiger Produktstrom in einer Stickstoffpumpe 63 auf einen erhöhten Druck von 9 bar gebracht, über Leitung 64 unter diesem erhöhten Druck dem Hauptwärmetauscher 11 zugeführt, dort in indirektem Wärmeaustausch mit dem ersten Teilstrom der Einsatzluft verdampft und angewärmt und schließlich über Leitung 65 als gasförmiges Druckprodukt (HPGAN – high pressure gaseous nitrogen) gewonnen.
  • Gasförmiger Unreinstickstoff 66, 67 beziehungsweise 74, 75 vom Kopf beziehungsweise von einer Zwischenstelle der Niederdrucksäule 16 wird im Unterkühlungs-Gegenströmer 42 und im Hauptwärmetauscher 11 angewärmt. Der warme Unreinstickstoff 68, 76 kann verschiedenen Nutzungen zugeführt werden, zum Beispiel über Leitungen 69/70 als Regeneriergas für die Reinigungsvorrichtung 7 oder über Leitung 71 in einem Verdunstungskühler 72 zur Abkühlung von Kühlwasser für die Vorkühlung 5. Der Rest kann über Leitung 73 in die Atmosphäre abgeblasen werden.
  • Vom Sumpf der Niederdrucksäule 16 wird flüssiger Sauerstoff als zweiter flüssiger Produktstrom 77 abgezogen, in einer Sauerstoffpumpe 78 auf einen erhöhten Druck von 45 bar gebracht, über Leitung 79 unter diesem erhöhten Druck dem Hauptwärmetauscher 11 zugeführt, dort in indirektem Wärmeaustausch mit dem ersten Teilstrom der Einsatzluft pseudo-verdampft und angewärmt und schließlich über Leitung 80 als gasförmiges Druckprodukt (GOX-IP – gaseous oxygen – internally pressurized) gewonnen.
  • Eine kleine Menge flüssigen Sauerstoffs 81, 82 kann, gegebenenfalls nach Abkühlung im Unterkühlungs-Gegenströmer 42, als Flüssigprodukt gewonnen werden (LOX – liquid oxygen). Falls Bedarf für ein druckloses Sauerstoffprodukt besteht, kann dieses unmittelbar gasförmig über Leitung 83 vom Sumpf der Niederdrucksäule 16 abgezogen, im Hauptwärmetauscher 11 angewärmt und über Leitung 84 abgegeben werden (GOX – gaseous oxygen).
  • 2 unterscheidet sich von 1 lediglich dadurch, dass der zweite Nachverdichter 228 hier nicht als Kaltverdichter betrieben wird, sondern mit einer Eintrittstemperatur in der Nähe der Umgebungstemperatur. Er weist folglich auch einen Nachkühler 129 auf.
  • 3 entspricht ebenfalls weitgehend 1. Der dritte Teilstrom 322, 327, 329, 330 der Einsatzluft wird hier stromabwärts des ersten Nachverdichters 18 lediglich im zweiten Nachverdichter 328 nachverdichtet. Der dritte Nachverdichter wird zur weiteren Druckerhöhung im vierten Teilstrom 323, 323a, 332 stromaufwärts der zweiten Entspannungsmaschine 333 genutzt.
  • Es sind vielfältige Abwandlungen der drei Ausführungsbeispiel im Rahmen der Erfindung möglich. So können der zweite und der dritte Nachverdichter auch von anderen Quellen betrieben werden, z.B. von Motoren oder von jeder beliebigen anderen, im Prozess vorhandenen Turbine, während die von der ersten und zweiten Entspannungsmaschine geleistete Arbeit anderweitig genutzt wird. Alternativen ergeben sich aus der Möglichkeit, anstelle des Boosterns des dritten Teilstroms der Einsatzluft, die Mitteldruckturbine sich selbst (also den vierten Teilstrom) oder sich und den Drosselstrom (also den dritten Teilstrom) zu boostern. Des Weiteren kann auf den Einsatz eines Kaltverdichters verzichtet und ein herkömmlicher Turbinen-Booster im warmen Temperaturbereich vorgesehen werden.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Erzeugung von gasförmigem Druckprodukt durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Destilliersäulen-System, das mindestens eine Hochdrucksäule (15) und eine Niederdrucksäule (16) aufweist, bei dem – Einsatzluft (30, 36) in die Hochdrucksäule (15) eingeleitet wird, – ein flüssiger Produktstrom (62, 77) aus dem Destilliersäulen-System entnommen, in flüssigem Zustand auf einen erhöhten Druck gebracht (63, 78) und unter diesem erhöhten Druck durch indirekten Wärmeaustausch (11) verdampft oder pseudo-verdampft und schließlich als gasförmiger Produktstrom (65, 80) abgezogen wird, – die gesamte Einsatzluft (1) in einem Hauptluftverdichter (3) auf einen ersten Druck verdichtet wird, der mindestens 1 bar oberhalb des Betriebsdrucks der Hochdrucksäule (15) liegt, – und anschließend in einer Reinigungsvorrichtung (7) gereinigt wird, – ein erster Teilstrom (10, 12) der Einsatzluft unter etwa dem ersten Druck einer ersten Entspannungsmaschine (13) zugeführt, dort arbeitsleistend auf etwa den Betriebsdruck der Niederdrucksäule (16) entspannt und anschließend in die Niederdrucksäule (16) eingeführt (14) wird, – ein zweiter Teilstrom (11) der Einsatzluft in einem ersten Nachverdichter (18) auf einen zweiten Druck verdichtet wird, der höher als der erste Druck ist, – der zweite Teilstrom (20) stromabwärts der Verdichtung (18) auf den zweiten Druck in einen dritten und einen vierten Teilstrom (22, 23) aufgeteilt wird, – der dritte Teilstrom (22) in einem zweiten Nachverdichter (24) auf einen dritten Druck nachverdichtet wird, der höher als der zweite Druck ist, dem indirekten Wärmeaustausch (11) zur Verdampfung beziehungsweise Pseudo-Verdampfung des flüssigen Produktstroms zugeführt und anschließend in das Destilliersäulen-System eingeleitet (39) wird und – der vierte Teilstrom (23) der Einsatzluft mindestens teilweise in einer zweiten Entspannungsmaschine (33) arbeitsleistend entspannt und anschließend in die Hochdrucksäule (15) eingeleitet (36) wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der zweite Nachverdichter (24) mittels mechanischer Energie angetrieben wird, die in der ersten Entspannungsmaschine (13) gewonnen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mindestens ein Teil der mechanischen Energie, die in der zweiten Entspannungsmaschine (33) gewonnen wird, auf einen dritten Nachverdichter (28) übertragen wird, in dem ein Teil (27) der Einsatzluft verdichtet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der dritte und/oder der vierte Teilstrom (22, 23) der Einsatzluft in dem dritten Nachverdichter (28) nachverdichtet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, bei dem der dritte Teilstrom (22, 26, 27) den zweiten und den dritten Nachverdichter (24, 28) durchströmt, wobei insbesondere der dritte Nachverdichter (28) stromabwärts des ersten Nachverdichters (24) angeordnet ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem der dritte Nachverdichter (28) als Kaltverdichter ausgebildet ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Hauptluftverdichter (3) und der erste Nachverdichter (18) einen gemeinsamen Antrieb aufweisen.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druck weniger als 10 bar beträgt.
  9. Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Druckprodukt durch Tieftemperaturzerlegung von Luft mit – einem Destilliersäulen-System, das mindestens eine Hochdrucksäule (15) und eine Niederdrucksäule (16) aufweist, – Mitteln (30, 36) zum Einleiten von Einsatzluft in die Hochdrucksäule (15), – Mitteln zum Entnehmen eines flüssigen Produktstroms (62, 77) aus dem Destilliersäulen-System, – Mitteln zur Druckerhöhung (63, 78) des flüssigen Produktstroms (62, 77), – Mitteln zum Verdampfen oder Pseudo-Verdampfen des flüssigen Produktstroms unter diesem erhöhten Druck durch indirekten Wärmeaustausch (11), – Mitteln zum Abziehen des verdampften beziehungsweise pseudo-verdampften Produktstroms als gasförmigen Produktstrom (65, 80), – einem Hauptluftverdichter (3) zum Verdichten der gesamten Einsatzluft auf einen ersten Druck, der mindestens 1 bar oberhalb des Betriebsdrucks der Hochdrucksäule (15) liegt, – einer Reinigungsvorrichtung (7) zum Reinigen der auf den ersten Druck verdichteten gesamten Einsatzluft (4, 6), – Mitteln (9) zum Aufteilen der gereinigten Einsatzluft (8) in einen ersten Teilstrom (10) und einen zweiten Teilstrom (11), – Mitteln zur Einführen des ersten Teilstroms (10, 12) der Einsatzluft in eine erste Entspannungsmaschine (13) unter etwa dem ersten Druck, – Mitteln zum Einführen des entspannten ersten Teilstroms (14) in die Niederdrucksäule (16), – einen ersten Nachverdichter (18) zum Verdichten des zweiten Teilstroms (11) von etwa dem ersten Druck auf einen zweiten Druck, der höher als der erste Druck ist, – Mitteln (21) zum Aufteilen des zweiten Teilstroms (20) stromabwärts des ersten Nachverdichters (18) in einen dritten und einen vierten Teilstrom (22, 23), – einem zweiten Nachverdichter (24) zum Verdichten des dritten Teilstroms (22) auf einen dritten Druck, der höher als der zweite Druck ist, – Mitteln zum Zuführen des dritten Teilstroms (26) stromabwärts des zweiten Nachverdichters (24) zu den Mitteln (11) zum Verdampfen oder Pseudo-Verdampfen des flüssigen Produktstroms, – Mitteln zum Einleiten des dritten Teilstroms (30) stromabwärts der Mittel (11) zum Verdampfen oder Pseudo-Verdampfen in das Destilliersäulen-System, – einer zweiten Entspannungsmaschine (33) zur arbeitsleistenden Entspannung des vierten Teilstroms (23, 32) der Einsatzluft und – Mitteln zum Einleiten des entspannten vierten Teilstroms (34, 36) in die Hochdrucksäule (15).
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher der zweite Nachverdichter (24) und die erste Entspannungsturbine (13) mechanisch gekoppelt sind.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der die zweite Entspannungsmaschine (33) mechanisch mit einem dritten Nachverdichter (28) gekoppelt ist, der insbesondere zum Nachverdichten des dritten und/oder vierten Teilstroms (22, 23) ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Nachverdichter (28) als Kaltverdichter ausgebildet ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptluftverdichter (3) und der erste Nachverdichter (18) einen gemeinsamen Antrieb aufweisen.
DE102007014643A 2007-03-27 2007-03-27 Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Druckprodukt durch Tieftemperaturzerlegung von Luft Withdrawn DE102007014643A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007014643A DE102007014643A1 (de) 2007-03-27 2007-03-27 Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Druckprodukt durch Tieftemperaturzerlegung von Luft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007014643A DE102007014643A1 (de) 2007-03-27 2007-03-27 Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Druckprodukt durch Tieftemperaturzerlegung von Luft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007014643A1 true DE102007014643A1 (de) 2007-09-20

Family

ID=38375164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007014643A Withdrawn DE102007014643A1 (de) 2007-03-27 2007-03-27 Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Druckprodukt durch Tieftemperaturzerlegung von Luft

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102007014643A1 (de)

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2943408A1 (fr) * 2009-03-17 2010-09-24 Air Liquide Procede et installation de separation d'air par distillation cryogenique
FR2948184A1 (fr) * 2009-07-20 2011-01-21 Air Liquide Procede et appareil de separation d'air par distillation cryogenique
DE102010034802A1 (de) 2010-08-19 2012-02-23 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP2458311A1 (de) 2010-11-25 2012-05-30 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines gasförmigen Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102010052544A1 (de) 2010-11-25 2012-05-31 Linde Ag Verfahren zur Gewinnung eines gasförmigen Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
FR2973485A1 (fr) * 2011-03-29 2012-10-05 Air Liquide Procede et appareil de separation d'air par distillation cryogenique
EP2520886A1 (de) 2011-05-05 2012-11-07 Linde AG Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines gasförmigen Sauerstoff-Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP2568242A1 (de) 2011-09-08 2013-03-13 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Stahl
EP2600090A1 (de) 2011-12-01 2013-06-05 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Drucksauerstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102011121314A1 (de) 2011-12-16 2013-06-20 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Erzeugung eines gasförmigen Sauerstoff-Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102013017590A1 (de) 2013-10-22 2014-01-02 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Gewinnung eines Krypton und Xenon enthaltenden Fluids und hierfür eingerichtete Luftzerlegungsanlage
DE102012017488A1 (de) 2012-09-04 2014-03-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Erstellung einer Luftzerlegungsanlage, Luftzerlegungsanlage und zugehöriges Betriebsverfahren
EP2784420A1 (de) 2013-03-26 2014-10-01 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Luftzerlegung und Luftzerlegungsanlage
WO2014154339A2 (de) 2013-03-26 2014-10-02 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur luftzerlegung und luftzerlegungsanlage
EP2801777A1 (de) 2013-05-08 2014-11-12 Linde Aktiengesellschaft Luftzerlegungsanlage mit Hauptverdichterantrieb
WO2015003785A1 (de) 2013-07-09 2015-01-15 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines verdichteten gasstroms und verfahren und vorrichtung zur tieftemperatur-zerlegung von luft
FR3010778A1 (fr) * 2013-09-17 2015-03-20 Air Liquide Procede et appareil de production d'oxygene gazeux par distillation cryogenique de l'air
EP2963369A1 (de) 2014-07-05 2016-01-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur tieftemperaturzerlegung von luft
EP2963370A1 (de) 2014-07-05 2016-01-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur tieftemperaturzerlegung von luft
EP2963367A1 (de) 2014-07-05 2016-01-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft mit variablem Energieverbrauch
EP2963371A1 (de) 2014-07-05 2016-01-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur gewinnung eines druckgasprodukts durch tieftemperaturzerlegung von luft
EP2980514A1 (de) * 2014-07-31 2016-02-03 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft und Luftzerlegungsanlage
WO2016025063A1 (en) * 2014-07-28 2016-02-18 Praxair Technolgy, Inc. Air separation method and apparatus
EP3179188A1 (de) * 2015-12-07 2017-06-14 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur tieftemperaturzerlegung von luft und luftzerlegungsanlage

Cited By (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2943408A1 (fr) * 2009-03-17 2010-09-24 Air Liquide Procede et installation de separation d'air par distillation cryogenique
US9091478B2 (en) 2009-07-20 2015-07-28 L'Air Liquide Société Anonyme Pour L'Étude Et L'Exploitation Des Procedes Georges Claude Method and apparatus for separating air by cryogenic distillation
FR2948184A1 (fr) * 2009-07-20 2011-01-21 Air Liquide Procede et appareil de separation d'air par distillation cryogenique
WO2011010049A3 (fr) * 2009-07-20 2012-11-15 L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Procédé et appareil de séparation d'air par distillation cryogénique
DE102010034802A1 (de) 2010-08-19 2012-02-23 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP2458311A1 (de) 2010-11-25 2012-05-30 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines gasförmigen Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102010052544A1 (de) 2010-11-25 2012-05-31 Linde Ag Verfahren zur Gewinnung eines gasförmigen Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102010052545A1 (de) 2010-11-25 2012-05-31 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines gasförmigen Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP2466236A1 (de) 2010-11-25 2012-06-20 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Gewinnung eines gasförmigen Druckprodukts durch Tiefemperaturzerlegung von Luft
FR2973485A1 (fr) * 2011-03-29 2012-10-05 Air Liquide Procede et appareil de separation d'air par distillation cryogenique
EP2520886A1 (de) 2011-05-05 2012-11-07 Linde AG Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines gasförmigen Sauerstoff-Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102011112909A1 (de) 2011-09-08 2013-03-14 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Stahl
EP2568242A1 (de) 2011-09-08 2013-03-13 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Stahl
EP2600090A1 (de) 2011-12-01 2013-06-05 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Drucksauerstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102011121314A1 (de) 2011-12-16 2013-06-20 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Erzeugung eines gasförmigen Sauerstoff-Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102012017488A1 (de) 2012-09-04 2014-03-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Erstellung einer Luftzerlegungsanlage, Luftzerlegungsanlage und zugehöriges Betriebsverfahren
EP2784420A1 (de) 2013-03-26 2014-10-01 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Luftzerlegung und Luftzerlegungsanlage
WO2014154339A2 (de) 2013-03-26 2014-10-02 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur luftzerlegung und luftzerlegungsanlage
EP2801777A1 (de) 2013-05-08 2014-11-12 Linde Aktiengesellschaft Luftzerlegungsanlage mit Hauptverdichterantrieb
WO2014180964A1 (de) * 2013-05-08 2014-11-13 Linde Aktiengesellschaft Luftzerlegungsanlage mit hauptverdichterantrieb
WO2015003785A1 (de) 2013-07-09 2015-01-15 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines verdichteten gasstroms und verfahren und vorrichtung zur tieftemperatur-zerlegung von luft
US9976803B2 (en) 2013-09-17 2018-05-22 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitattion Des Procedes Georges Claude Process and apparatus for producing gaseous oxygen by cryogenic distillation of air
FR3010778A1 (fr) * 2013-09-17 2015-03-20 Air Liquide Procede et appareil de production d'oxygene gazeux par distillation cryogenique de l'air
WO2015040306A3 (fr) * 2013-09-17 2015-06-11 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé et appareil de production d'oxygène gazeux par distillation cryogénique de l'air
DE102013017590A1 (de) 2013-10-22 2014-01-02 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Gewinnung eines Krypton und Xenon enthaltenden Fluids und hierfür eingerichtete Luftzerlegungsanlage
EP2963369A1 (de) 2014-07-05 2016-01-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur tieftemperaturzerlegung von luft
EP2963370A1 (de) 2014-07-05 2016-01-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur tieftemperaturzerlegung von luft
EP2963371A1 (de) 2014-07-05 2016-01-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur gewinnung eines druckgasprodukts durch tieftemperaturzerlegung von luft
WO2016005031A1 (de) 2014-07-05 2016-01-14 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur tieftemperaturzerlegung von luft mit variablem energieverbrauch
EP2963367A1 (de) 2014-07-05 2016-01-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft mit variablem Energieverbrauch
US11193710B2 (en) 2014-07-05 2021-12-07 Linde Aktiengesellschaft Method and apparatus for the cryogenic separation of air
RU2681901C2 (ru) * 2014-07-05 2019-03-13 Линде Акциенгезелльшафт Способ и устройство для низкотемпературного разделения воздуха
WO2016025063A1 (en) * 2014-07-28 2016-02-18 Praxair Technolgy, Inc. Air separation method and apparatus
EP2980514A1 (de) * 2014-07-31 2016-02-03 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft und Luftzerlegungsanlage
CN106716033A (zh) * 2014-07-31 2017-05-24 林德股份公司 空气的低温分离方法和空气分离设备
US10480853B2 (en) 2014-07-31 2019-11-19 Linde Aktiengesellschaft Method for the cryogenic separation of air and air separation plant
CN106716033B (zh) * 2014-07-31 2020-03-31 林德股份公司 空气的低温分离方法和空气分离设备
WO2016015860A1 (de) * 2014-07-31 2016-02-04 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur tieftemperaturzerlegung von luft und luftzerlegungsanlage
EP3179188A1 (de) * 2015-12-07 2017-06-14 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur tieftemperaturzerlegung von luft und luftzerlegungsanlage

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007014643A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Druckprodukt durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP2235460B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur tieftemperatur-luftzerlegung
EP1134525B1 (de) Verfahren zur Gewinnung von gasförmigem und flüssigem Stickstoff mit variablem Anteil des Flüssigprodukts
EP2015012A2 (de) Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102007031759A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Druckprodukt durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP2236964B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperatur-Luftzerlegung
EP1031804B1 (de) Tieftemperaturzerlegung von Luft mit Stickstoff Rückführung
DE102010052545A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines gasförmigen Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102010052544A1 (de) Verfahren zur Gewinnung eines gasförmigen Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102009048456A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP3290843A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von druckstickstoff und flüssigstickstoff durch tieftemperaturzerlegung von luft
DE102010056560A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Drucksauerstoff und Druckstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP2053330A1 (de) Verfahren zur Tieftemperatur-Luftzerlegung
EP2053331A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperatur-Luftzerlegung
EP2551619A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Druckstickstoff und Drucksauerstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
WO2013053425A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung zweier gereinigter luftteilströme
WO2021104668A1 (de) Verfahren und anlage zur tieftemperaturzerlegung von luft
DE102007042462A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE19933558B4 (de) Dreisäulenverfahren und -vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP2600090B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Drucksauerstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP3557166A1 (de) Verfahren zur tieftemperaturzerlegung von luft und luftzerlegungsanlage
WO2011110301A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur tieftemperaturzerlegung von luft
EP1199532B1 (de) Drei-Säulen-System zur Tieftemperatur-Zerlegung von Luft
EP1189001B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung hoch reinen Stickstoffs durch Tieftemperatur-Luftzerlegung
EP4133227A2 (de) Verfahren zur tieftemperaturzerlegung von luft, luftzerlegungsanlage und verbund aus wenigstens zwei luftzerlegungsanlagen

Legal Events

Date Code Title Description
OAV Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: LINDE AG, 80807 MUENCHEN, DE

8139 Disposal/non-payment of the annual fee