DE102009048456A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft - Google Patents

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Abstract

Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zur Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Destilliersäulen-System (50), das mindestens eine Trennsäule (14, 15) aufweist. Ein Hauptluftstrom (1, 5) wird in einem Luftverdichter (2) auf einen ersten Druck verdichtet und anschließend in einer Reinigungsvorrichtung (4) gereinigt. Ein erster Luftstrom (6), der aus mindestens einem Teil des gereinigten Hauptluftstroms (5) gebildet wird, wird in einem Nachverdichter (7) auf einen zweiten Druck nachverdichtet, der höher als der erste Druck ist. Der nachverdichtete erste Luftstrom (8) wird in einem Hauptwärmetauscher (9) abgekühlt. Aus dem abgekühlten nachverdichteten ersten Luftstrom (10) werden ein Drosselstrom (11) und ein Turbinenstrom (18, 70, 21) abgezweigt. Der Drosselstrom (11) wird in dem Hauptwärmetauscher verflüssigt oder pseudo-verflüssigt und anschließend einer Entspannungseinrichtung (12) zugeführt. Der entspannte Drosselstrom (13) wird in das Destilliersäulen-System (50) eingeleitet. Der Turbinenstrom (70) wird unter einer Zwischentemperatur des Hauptwärmetauschers (9) in eine Entspannungsmaschine (19) eingeleitet und dort arbeitsleistend entspannt. Der arbeitsleistend entspannte Turbinenstrom (21) wird mindestens teilweise in das Destilliersäulen-System (50) eingeleitet. Ein flüssiger Produktstrom (47; 55; 105) wird aus dem Destilliersäulen-System (50) entnommen, in flüssigem Zustand auf einen erhöhten Druck gebracht (48; 56; 106) und unter diesem erhöhten Druck durch ...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Ein solcher Prozess, bei dem ein flüssig auf Druck gebrachter Produktstrom gegen einen Wärmeträger verdampft und schließlich als gasförmiges Druckprodukt gewonnen wird, wird auch als Innenverdichtungsverfahren bezeichnet. Es ist insbesondere zur Gewinnung von Drucksauerstoff verbreitet, kann aber auch zur Gewinnung von Druckstickstoff oder Druckargon eingesetzt werden. Für den Fall eines überkritischen Drucks findet im Hauptwärmetauscher kein Phasenübergang im eigentlichen Sinne statt, der Produktstrom wird dann ”pseudo-verdampft”.
  • Gegen den (pseudo-)verdampfenden Produktstrom wird im Hauptwärmetauscher ein unter hohem Druck stehender Wärmeträger verflüssigt (beziehungsweise pseudo-verflüssigt, wenn er unter überkritischem Druck steht), nämlich ein Teilstrom der Luft, der hier als ”Drosselstrom” bezeichnet wird.
  • Hierbei ist es üblich, den Drosselstrom und den Turbinenstrom gemeinsam in einem Nachverdichter ohne Zwischenabzug auf einen sehr hohen Druck (den ”zweiten Druck”) nachzuverdichten. Dieser Druck muss ausreichend hoch für die Verdampfung beziehungsweise Pseudo-Verdampfung des flüssig auf Druck gebrachten Produktstroms sein und kann zum Beispiel 60 bar betragen. Der Turbinenstrom wird dann natürlicherweise ebenfalls von diesem Druck aus auf etwa den Betriebsdruck der Hochdrucksäule entspannt.
  • Dieses vergleichsweise hohe Druckverhältnis verursacht aber eine große Temperaturdifferenz zwischen Ein- und Austritt der arbeitsleistenden Entspannung. Hierdurch ist man gezwungen, die Eintrittstemperatur der arbeitsleistenden Entspannung relativ hoch zu wählen, nämlich über 170 K oder sogar über 180 K, damit sich am Austritt der arbeitsleistenden Entspannung keine oder nur wenig Flüssigkeit bildet. Dies führt zu einem ungünstigen Temperaturprofil im Hauptwärmetauscher und damit zu erhöhtem Energieverbrauch des Gesamtprozesses.
  • Es wurde daher bereits vorgeschlagen, den Nachverdichter mit einer Zwischenentnahme auszustatten und den Turbinenstrom bei einem Zwischendruck zwischen dem ersten und dem zweiten Druck aus dem Nachverdichter zu entnehmen. Dies führt zwar zu einem günstigeren Temperaturprofil, verursacht aber erhöhten apparativen Aufwand durch eine entsprechend kompliziertere Maschine für die Nachverdichtung.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein energetisch effizientes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung anzugeben, die mit vergleichsweise geringem apparativen Aufwand zu realisieren sind.
  • [zu Anspruch 1]
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst. Durch den Einsatz eines Nachverdichters ohne Zwischenabzug kann der apparative Aufwand gering gehalten werden. Der Turbinenstrom wird nicht mehr im Zuge des Abkühlens von einer Zwischenstelle des Hauptwärmetauschers entnommen, sondern weiter, vorzugsweise bis zum kalten Ende, durch den Hauptwärmetauscher geführt, sodass der Turbinenstrom bis auf etwa die Tautemperatur oder tiefer gekühlt wird. Anschließend wird er auf einen hinsichtlich der arbeitsleistenden Entspannung und des Temperaturprofils im Hauptwärmetauscher optimierten Zwischendruck entspannt, vorzugsweise in einem Drosselventil und im Hauptwärmetauscher wieder auf die Zwischentemperatur angewärmt, die der Eintrittstemperatur der arbeitsleistenden Entspannung entspricht. Diese Zwischentemperatur liegt beispielsweise bei 130 bis 160 K, vorzugsweise zwischen 140 und 150 K.
  • Die Abkühlung und (Pseudo-)Verflüssigung des Turbinenstroms im Hauptwärmetauscher kann gemeinsam mit dem Drosselstrom oder getrennt von diesem erfolgen. Der Zwischendruck liegt beispielsweise zwischen 15 und 40 bar, vorzugsweise bei 20 bis 30 bar. Die arbeitsleistende Entspannung wird in einer Entspannungsmaschine durchgeführt, die vorzugsweise als Turbine ausgebildet ist.
  • [zu Anspruch 2]
  • Vorzugsweise weist Destilliersäulen-System eine Hochdrucksäule und eine Niederdrucksäule auf, die über einen Hauptkondensator in Wärmeaustauschbeziehung stehen. Der Hauptkondensator ist als Kondensator-Verdampfer ausgebildet.
  • [zu Anspruch 3–5]
  • Als flüssiger Produktstrom aus dem Destilliersäulen-System kann ein flüssiger Sauerstoffstrom, ein flüssiger Stickstoffstrom und/oder ein flüssiger Argonstrom eingesetzt werden. Wird mehr als ein Produkt innenverdichtet, müssen selbstverständlich entsprechend viele unabhängige Einrichtungen zur Druckerhöhung (in der Regel Pumpen beziehungsweise Pumpenpaare) und unabhängige Passagen durch den Hauptwärmetauscher vorgesehen werden.
  • [zu Anspruch 6]
  • Es ist günstig, wenn ein zweiter Luftstrom aus einem anderen Teil des gereinigten Hauptluftstroms gebildet wird und der zweite Luftstrom unter dem ersten Druck im Hauptwärmetauscher abgekühlt und dem Destilliersäulen-System zugeleitet wird. Dieser zweite Luftstrom wird auch als Direktluftstrom bezeichnet. Vorzugsweise wird der Hauptluftstrom – abgesehen von einem kleinen Anteil der gegebenenfalls als Instrumentenluft genutzt wird – genau auf die drei hier genannten Teile aufgeteilt, nämlich Direktluftstrom, Turbinenstrom und Drosselstrom.
  • [zu Anspruch 7]
  • Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft gemäß dem Patentanspruch 7.
  • Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • In dem Ausführungsbeispiel weist das Destilliersäulen-System 50 in demjenigen Teil, der zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung dient, eine Hochdrucksäule 14, eine Niederdrucksäule 15 und einen als Kondensator-Verdampfer ausgebildeten Hauptkondensator 16 aus, über den die beiden Säulen in Wärmeaustauschbeziehung stehen.
  • Atmosphärische Luft wird als Hauptluftstrom über Leitung 1 von einem Luftverdichter 2 angesaugt, dort auf einen ersten Druck gebracht, der etwa dem Betriebsdruck der Hochdrucksäule 14 entspricht, in einer Vorkühlung 3 auf etwa Umgebungstemperatur abgekühlt und einer adsorptiven Luftreinigung 4 zugeführt. Ein erster Teil des gereinigten Hauptluftstroms 5 wird als ”erster Luftstrom” 6 in einem Nachverdichter 7 auf einen zweiten Druck von mindestens 50 bar, beispielsweise etwa 60 bar, nachverdichtet. Die Hochdruckluft 8 wird dem warmen Ende eines Hauptwärmetauschers 9 zugeleitet und in dem Hauptwärmetauscher abgekühlt und pseudo-verflüssigt. Die pseudo-verflüssigte Luft wird über Leitung 10 vom kalten Ende des Hauptwärmetauschers abgezogen und anschließend in einen Drosselstrom 11 und einen Turbinenstrom 17 aufgeteilt. Umgekehrt ausgedrückt werden Drossel- und Turbinenstrom nach der gemeinsamen Nachverdichtung 7 auch gemeinsam im Hauptwärmetauscher abgekühlt und pseudo-verflüssigt.
  • Der Drosselstrom (”JT-Air”) 11 wird in einem Drosselventil 12 auf etwa den Betriebsdruck der Hochdrucksäule entspannt und über Leitung 13 mindestens teilweise in flüssigem Zustand in die Hochdrucksäule 14 eingeleitet. Anstelle des Drosselventils 12 kann auch eine Flüssigturbine eingesetzt werden. Ein Teil 43 der Drosselstroms kann sofort wieder aus der Hochdrucksäule abgezogen und nach Abkühlung in einem Unterkühlungs-Gegenströmer 31 über Leitung 44 der Niederdrucksäule 15 an einer Zwischenstelle zugespeist werden.
  • Der Turbinenstrom 17, der gemeinsam mit dem Drosselstrom pseudo-verflüssigt wurde, wird in einem Drosselventil 18 auf einen Zwischendruck zwischen dem Betriebsdruck der Hochdrucksäule und dem zweiten Druck entspannt und anschließend wieder dem kalten Ende des Hauptwärmetauschers 9 zugeleitet. In dem Hauptwärmetauscher wird er wieder auf eine Zwischentemperatur angewärmt, die zwischen 140 und 150 K liegt. Bei dieser Zwischentemperatur wird der Turbinenstrom über Leitung 70 aus dem Hauptwärmetauscher 9 abgezogen und einer Turbine 19 zugeleitet, die in dem Beispiel von einem Generator 20 gebremst wird. In der Turbine 19 wird die Luft arbeitsleistend auf etwa den Betriebsdruck der Hochdrucksäule entspannt. Der entspannte Turbinenstrom 21 wird in einen Abscheider (Phasentrenner) 22 eingeleitet, um gegebenenfalls flüssige Anteile abzutrennen. Solche flüssigen Anteile 23 werden über Leitung 24 an geeigneter Stelle in die Niederdrucksäule 15 eingespeist. Der gasförmige Anteil 25 wird über Leitung 26 als gasförmige Einsatzluft (”Feed-Air”) in die Hochdrucksäule 14 eingeleitet.
  • Der Rest des gereinigten Hauptluftstroms 5 wird ohne druckverändernde Maßnahmen als Direktluftstrom (”zweiter Luftstrom”) 27, 28 durch den Hauptwärmetauscher 9 geführt und strömt weiter über Leitung 26 in die Hochdrucksäule 14.
  • In einer ersten Variante des Ausführungsbeispiels (System ohne Argongewinnung – ”Systems w/o Argon”) strömt flüssiger Rohsauerstoff 29 vom Sumpf der Hochdrucksäule 14 über Leitung 30, Unterkühlungs-Gegenströmer 31 und weiter über Leitung zu einer Zwischenstelle der Niederdrucksäule. Der gasförmige Kopfstickstoff 33 der Hochdrucksäule 14 wird mindestens zum Teil 34 im Verflüssigungsraum des Hauptkondensators 16 kondensiert. (Ein anderer Teil kann über Leitung 35 durch den Hauptwärmetauscher 9 geführt und schließlich über Leitung 36 als gasförmiges Mitteldruckprodukt (PGAN) abgezogen werden.
  • Der kondensierte Stickstoff 37 aus dem Hauptkondensator 16 wird zu einem ersten Teil 38 als Rücklauf auf die Hochdrucksäule 14 aufgegeben. Ein zweiter Teil 39 wird im Unterkühlungs-Gegenströmer 31 abgekühlt und über Leitung 40 der Niederdrucksäule 15 als Rücklauf zugeführt.
  • Außerdem kann ein stickstoffangereicherter Strom 41, 42 von einer Zwischenstelle der Hochdrucksäule 14 über den Unterkühlungs-Gegenströmer 31 zu einer Zwischenstelle der Niederdrucksäule 15 geleitet werden.
  • Vom Sumpf der Niederdrucksäule kann ein Niederdruck-Sauerstoffprodukt 45 (GOX) direkt gasförmig entnommen, im Hauptwärmetauscher 9 angewärmt und über Leitung 46 als Niederdruckprodukt abgezogen werden.
  • Der als gasförmiges Druckprodukt gewünschte Sauerstoff wird flüssig (LOX) aus der Niederdrucksäule beziehungsweise aus dem Verdampfungsraum des Hauptkondensators 16 abgezogen und als ein erster ”flüssiger Produktstrom” 47 einer Innenverdichtung zugeführt (IC-LOX, IC = ”Internat Compression”). Hierbei wird er mittels einer Sauerstoffpumpe 48 in flüssigem Zustand auf den gewünschten erhöhten Druck (erster erhöhter Druck) gebracht und über Leitung 49 dem kalten Ende des Hauptwärmetauschers 9 zugeleitet. Im Hauptwärmetauscher 9 wird der flüssige Sauerstoffstrom 49 unter dem erhöhten Druck verdampft beziehungsweise pseudoverdampft und auf etwa Umgebungstemperatur angewärmt. Er verlässt schließlich über Leitung 51 als erstes gasförmiges Druckprodukt (HP-GOX) die Anlage.
  • Falls gewünscht, kann ein weiteres gasförmiges Sauerstoffprodukt 53, 54 (MP-GOX) unter einem Zwischendruck gewonnen werden, der zwischen dem Betriebsdruck der Niederdrucksäule 15 und dem erhöhten Druck stromabwärts der Pumpe 48 liegt, indem dieser Teil stromabwärts der Pumpe 48 abgezweigt, entsprechend abgedrosselt (52) und schließlich im Hauptwärmetauscher 9 separat verdampft und angewärmt wird.
  • Alternativ oder zusätzlich zu dem oder den innenverdichteten Sauerstoffströmen kann Stickstoff einer Innenverdichtung zugeführt werden. Dazu wird ein dritter Teil 55 des kondensierten Stickstoffs 37 als zweiter ”flüssiger Produktstrom” aus dem Hauptkondensator 16 (HP-LIN) in einer Stickstoffpumpe 56 auf einen zweiten erhöhten Druck gebracht, der dem gewünschten Produktdruck entspricht und nicht gleich dem ersten erhöhten Druck sein muss. Der Hochdruckstickstoff wird über Leitung 57, 58 dem kalten Ende des Hauptwärmetauschers 9 zugeleitet. Im Hauptwärmetauscher 9 wird der flüssige oder überkritische Stickstoffstrom 58 unter dem erhöhten Druck verdampft beziehungsweise pseudo-verdampft und auf etwa Umgebungstemperatur angewärmt. Er verlässt schließlich über Leitung 59 als zweites gasförmiges Druckprodukt (HP-GAN) die Anlage.
  • Falls gewünscht, kann ein weiteres gasförmiges Stickstoffprodukt 61, 62 (MP-GAN) unter einem Zwischendruck gewonnen werden, der zwischen dem Betriebsdruck der Hochdrucksäule 16 und dem erhöhten Druck stromabwärts der Pumpe 56 liegt, indem dieser Teil stromabwärts der Pumpe 56 abgezweigt, entsprechend abgedrosselt (60) und schließlich im Hauptwärmetauscher 9 separat verdampft und angewärmt wird.
  • Als weitere Rückströme werden unreiner Stickstoff 63, 64, 65 und unreiner Stickstoff 66, 67, 68 gasförmig aus der Niederdrucksäule 15 abgezogen, im Unterkühlungs-Gegenströmer 31 und weiter im Hauptwärmetauscher 9 angewärmt und als Niederdruckprodukte (GAN, UN2) abgezogen. Schließlich kann ein Teil der Produkte auch flüssig gewonnen werden, zum Beispiel flüssiger Stickstoff (LIN) 69 oder ein Teil des flüssigen Sauerstoffs (LOX) 47 vom Sumpf der Niederdrucksäule 14.
  • Das Verfahren der ersten Variante des Ausführungsbeispiels kann beispielsweise auch nur mit einem flüssigen Produktstrom und einem gasförmigen Druckprodukt (zum Beispiel entweder Sauerstoff oder Stickstoff) betrieben werden, oder alternativ mit jeder beliebeigen Kombination der dargestellten flüssig auf Druck gebrachten Ströme 49, 53, 58 und 61.
  • In einer zweiten Variante weist das Destilliersäulen-System des Ausführungsbeispiels zusätzlich zu den Einrichtungen für die Stickstoff-Sauerstoff-Trennung einen Argonteil 100 auf, der zur Gewinnung von flüssigem Reinargon (LAR) 105 dient. Der Argonteil weist eine oder mehrere Rohargonsäulen zur Argon-Sauerstoff-Trennung und eine Reinargonsäule zur Argon-Stickstofftrennung, die auf die bekannte Weise betrieben werden. Das untere Ende der Rohargonsäule kommuniziert über die Leitungen 101 und 102 mit einem Zwischenbereich der Niederdrucksäule 15. Der flüssige Rohsauerstoff 29 aus der Hochdrucksäule 11 wird in diesem Fall über die Leitung 129 (”Systems with Argon”) in den Argon-Teil geleitet und insbesondere mindestens teilweise in dem Kopfkondensator der Rohargonsäule(n) teilweise verdampft (nicht dargestellt). Der mindestens verdampfte Rohsauerstoff wird über Leitung 103 in die Niederdrucksäule 12 eingespeist, der flüssig verbliebene über Leitung 132. Aus dem Argon-Teil 100 wird außerdem ein gasförmiger Reststrom (Waste) 104 abgezogen.
  • Alternativ oder zusätzlich zu den bei der ersten Variante beschriebenen Innenverdichtungsprodukten kann das flüssige Reinargon 105 einer Innenverdichtung zugeführt werden, indem es als dritter ”flüssiger Produktstrom” in einer Argonpumpe 106 auf einen dritten erhöhten Druck gebracht, der dem gewünschten Produktdruck entspricht und nicht gleich dem ersten und/oder zweiten erhöhten Druck sein muss. Das Hochdruckargon wird über Leitung 107 dem kalten Ende des Hauptwärmetauschers 9 zugeleitet. Im Hauptwärmetauscher 9 wird der Argonstrom 107 unter dem erhöhten Druck verdampft beziehungsweise pseudo-verdampft und auf etwa Umgebungstemperatur angewärmt. Er verlässt schließlich über Leitung 108 als drittes gasförmiges Druckprodukt (HP-GAR) die Anlage.
  • Der Hauptwärmetauscher kann jeweils integriert oder gesplittet ausgeführt werden, die Zeichnungen zeigen nur die Grundfunktion des Tauschers – warme Ströme werden durch kalte gekühlt.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft mit einem Destilliersäulen-System (50), das mindestens eine Trennsäule (14, 15) aufweist, bei dem – ein Hauptluftstrom (1, 5) in einem Luftverdichter (2) auf einen ersten Druck verdichtet und in anschließend einer Reinigungsvorrichtung (4) gereinigt wird, – ein erster Luftstrom (6), der aus mindestens einem Teil des gereinigten Hauptluftstroms (5) gebildet wird, in einem Nachverdichter (7) auf einen zweiten Druck nachverdichtet wird, der höher als der erste Druck ist, – der nachverdichtete erste Luftstrom (8) in einem Hauptwärmetauscher (9) abgekühlt wird, – aus dem abgekühlten nachverdichteten ersten Luftstrom (10) ein Drosselstrom (11) und ein Turbinenstrom (18, 70, 21) abgezweigt werden, – der Drosselstrom (11) in dem Hauptwärmetauscher verflüssigt oder pseudoverflüssigt und einer Entspannungseinrichtung (12) zugeführt wird, – der entspannte Drosselstrom (13) in das Destilliersäulen-System (50) eingeleitet wird, – der Turbinenstrom (70) unter einer Zwischentemperatur des Hauptwärmetauschers (9) in eine Entspannungsmaschine (19) eingeleitet und dort arbeitsleistend entspannt wird, – der arbeitsleistend entspannte Turbinenstrom (21) mindestens teilweise in das Destilliersäulen-System (50) eingeleitet wird, – ein flüssiger Produktstrom (47; 55; 105) aus dem Destilliersäulen-System (50) entnommen, in flüssigem Zustand auf einen erhöhten Druck gebracht (48; 56; 106) und unter diesem erhöhten Druck durch indirekten Wärmeaustausch (9) mit dem Drosselstrom verdampft oder pseudo-verdampft und schließlich als gasförmiger Produktstrom (51; 59; 108) abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass – der Turbinenstrom in dem Hauptwärmetauscher (9) bis auf die Taupunkttemperatur oder kälter abgekühlt wird, – der verflüssigte oder pseudo-verflüssigte Turbinenstrom (17) auf einen Zwischendruck entspannt (18) wird, der zwischen dem ersten und dem zweiten Druck liegt und – der auf den Zwischendruck entspannte Turbinenstrom in dem Hauptwärmetauscher (9) auf die Zwischentemperatur angewärmt wird, bevor er der Entspannungsmaschine (19) zugeleitet (70) wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Destilliersäulen-System (50) eine Hochdrucksäule (14) und eine Niederdrucksäule (15) aufweist, die über einen Hauptkondensator (16) in Wärmeaustauschbeziehung stehen.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein flüssiger Sauerstoffstrom (47) aus der Niederdrucksäule (15) oder dem Hauptkondensator (16) entnommen und als flüssiger Produktstrom eingesetzt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein flüssiger Stickstoffstrom (55) aus der Hochdrucksäule (14) oder dem Hauptkondensator (16) entnommen und als flüssiger Produktstrom eingesetzt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein flüssiger Argonstrom (105) aus dem Destilliersäulen-System (50) entnommen und als flüssiger Produktstrom eingesetzt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Luftstrom (27) aus einem anderen Teil des gereinigten Hauptluftstroms (5) gebildet wird und der zweite Luftstrom (27) unter dem ersten Druck im Hauptwärmetauscher (9) abgekühlt und dem Destilliersäulen-System (50) zugeleitet wird.
  7. Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft mit einem Destilliersäulen-System (50), das mindestens eine Trennsäule (14, 15) aufweist, – mit einem Luftverdichter (2) zum Verdichten eines Hauptluftstroms (1) auf einen ersten Druck – mit einer Reinigungsvorrichtung (4) zur Reinigung des auf den ersten Druck verdichteten Hauptluftstroms (1), – mit einem Nachverdichter (7) zum Verdichten eines ersten Luftstrom (6), der aus mindestens einem Teil des gereinigten Hauptluftstroms (5) gebildet wird, auf einen zweiten Druck, der höher als der erste Druck ist, – mit einem Hauptwärmetauscher (9) zum Abkühlen des auf den zweiten Druck nachverdichteten ersten Luftstrom (8) in abgekühlt wird, – mit Mitteln zum Abzweigen eines Drosselstroms (11) und eines Turbinenstroms (18, 70, 21) aus dem abgekühlten nachverdichteten ersten Luftstrom (10), – mit Mitteln zum Verflüssigen oder Pseudo-Verflüssigen des Drosselstroms (11) in dem Hauptwärmetauscher, – mit einer Entspannungseinrichtung (12) zum Entspannen des verflüssigten oder pseudo-verflüssigten Drosselstroms (11) und einer zugeführt wird, – mit Mitteln zum Einleiten des entspannten Drosselstroms (13) in das Destilliersäulen-System (50), – mit Mitteln zur Einleitung des Turbinenstroms (70) unter einer Zwischentemperatur des Hauptwärmetauschers (9) in eine Entspannungsmaschine (19) zur arbeitsleistenden Entspannung des Turbinenstroms (70), – mit Mitteln zur Einleitung des arbeitsleistend entspannten Turbinenstroms (21) in das Destilliersäulen-System (50), – mit Mitteln zum Entnehmen eines flüssigen Produktstroms (47; 55; 105) aus dem Destilliersäulen-System (50) entnommen, zur Erhöhung dessen Drucks in flüssigem Zustand auf einen erhöhten Druck (48; 56; 106) und zur Verdampfung oder Pseudo-Verdampfung unter diesem erhöhten Druck durch indirekten Wärmeaustausch (9) mit dem Drosselstrom und mit Mitteln zum Abziehen des (pseudo-)verdampften Produktstroms als gasförmigen Produktstrom (51; 59; 108), gekennzeichnet durch – Mittel zum Abziehen des Turbinenstroms aus dem Hauptwärmetauscher (9) bei etwa der Taupunkttemperatur oder kälter, – Mittel zum Entspannen (18) des verflüssigten oder pseudo-verflüssigten Turbinenstroms (17) auf einen Zwischendruck, der zwischen dem ersten und dem zweiten Druck liegt und durch – Mittel zum Anwärmen des auf den Zwischendruck entspannten Turbinenstroms in dem Hauptwärmetauscher (9) auf die Zwischentemperatur, wobei diese Mittel stromaufwärts der Entspannungsmaschine (19) angeordnet sind.
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