DE19855485A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines krypton- und/oder xenonangereicherten Gemischs durch Gegenstrom-Stoffaustausch - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines krypton- und/oder xenonangereicherten Gemischs durch Gegenstrom-Stoffaustausch

Info

Publication number
DE19855485A1
DE19855485A1 DE19855485A DE19855485A DE19855485A1 DE 19855485 A1 DE19855485 A1 DE 19855485A1 DE 19855485 A DE19855485 A DE 19855485A DE 19855485 A DE19855485 A DE 19855485A DE 19855485 A1 DE19855485 A1 DE 19855485A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
krypton
xenon
column
fraction
exchange column
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Withdrawn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
DE19855485A
Other languages
English (en)
Inventor
Stefan Dipl Ing Lochner
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 DE19855485A priority Critical patent/DE19855485A1/de
Publication of DE19855485A1 publication Critical patent/DE19855485A1/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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • F25J3/04406—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
    • 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
    • F25J3/04642—Recovering noble gases from air
    • F25J3/04745—Krypton and/or Xenon
    • 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
    • F25J2200/32—Processes or apparatus using separation by rectification using a side column fed by a stream from the 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
    • F25J2200/34—Processes or apparatus using separation by rectification using a side column fed by a stream from the 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
    • F25J2200/00—Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/90—Details relating to column internals, e.g. structured packing, gas or liquid distribution
    • F25J2200/92—Details relating to the feed point
    • 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
    • F25J2200/94—Details relating to the withdrawal point
    • 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
    • F25J2235/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams
    • F25J2235/50—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being 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
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/42—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being nitrogen

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)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung eines krypton- und/oder xenonangereicherten Gemischs aus einer krypton- und xenonhaltigen Fraktion durch Gegenstrom-Stoffaustausch in einer Austauschsäule, wo bei bei dem Verfahren eine krypton- und xenonhaltige Fraktion mindestens zu einem ersten Teil der Austauschsäule an einer Zwischenstelle zugeführt wird, wobei dem unteren Bereich der Austauschsäule ein Inertgas zugeführt wird und wobei das krypton- und/oder xenonangereicherte Gemisch aus dem unteren Bereich der Austauschsäule abgezogen wird.
Ein derartiger Prozeß ist in EP 222026 und in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 198 23 526 beschrieben.
Ähnliche Verfahren zur Krypton- beziehungsweise Xenongewinnung sind aus Streich, Daimer, Gewinnung von Edelgasen in Luft- und Ammoniakanlagen, Linde-Berichte aus Technik und Wissenschaft, 37/1975, 10-14, aus DE 11 22 088 B, US 4401448 und EP 218741 A bekannt. Bei all diesen Verfahren wird Argon oder Stickstoff als Inertgas verwendet. Das krypton- und xenonangereicherte Gemisch, das die Austauschsäule als Sumpfprodukt verläßt, weist nicht nur einen erhöhten Gehalt an diesen relativ schwerflüchtigen Komponenten auf, sondern ist außerdem praktisch frei von Sauerstoff.
Die beiden erstgenannten Verfahren aus dem Stand der Technik zeigen die Zufuhr der krypton- und xenonhaltigen Fraktion an eine Zwischenstelle der Austauschsäule. Als Rücklaufflüssigkeit für die Austauschsäule wird flüssiger Stickstoff auf deren Kopf aufgegeben. Diese Prozeßführung ermöglicht eine relativ hohe Ausbeute an Krypton und/oder Xenon. Dennoch ist das Verfahren einer weiteren Verbesserung zugänglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine entsprechende Vorrichtung anzugeben, die wirtschaftlich besonders günstig betrieben werden können.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß dem oberen Bereich der Austauschsäule eine flüssige Sauerstofffraktion zugeführt wird.
Unter Sauerstofffraktion wird hier reiner Sauerstoff oder ein Gemisch mit einem Sauerstoffgehalt von mindestens 25%, vorzugsweise mindestens 50% verstanden. (Alle Prozentangaben beziehen sich hier und im folgenden auf die molare Menge, soweit nichts anderes angegeben ist.)
Die Zwischenstelle, an der das krypton- und xenonhaltige Gemisch der Austauschsäule zugeführt wird, kann auf 60 bis 80%, vorzugsweise 70 bis 80% der Höhe der Austauschsäule (gemessen in Anzahl der theoretischen Böden) liegen. Die Gesamtzahl von theoretischen Böden beträgt zum Beispiel 10 bis 40, vorzugsweise 15 bis 25. Die Einspeisung geschieht in der Regel im flüssigen Zustand.
Im Rahmen der Erfindung hat sich herausgestellt, daß die Aufgabe einer Sauerstofffraktion auf die Austauschsäule keine Verschlechterung hinsichtlich des Austauschprozesses in dieser Säule gegenüber der Verwendung von Stickstoff bewirkt. Durch den verringerten Verbrauch an Stickstoff ergibt sich eine erhöhte Stickstoffausbeute. Dies bedeutet beispielsweise dann einen besonders großen Vorteil, wenn die Krypton-IXenon-Gewinnung in einen Luftzerlegungsprozeß eingebunden ist, dessen Hauptprodukt durch Stickstoff gebildet wird.
Für die Auswahl der Sauerstofffraktion gibt es zwei bevorzugte Varianten:
Die Produktausbeute an anderen Produkten des Rektifiziersystems (zum Beispiel Sauerstoff und/oder Stickstoff) wird am wenigsten beeinträchtigt, wenn die flüssige Sauerstofffraktion durch einen zweiten Teil der krypton- und xenonhaltigen Fraktion gebildet wird.
Die Einspeisestelle dieses zweiten Teils liegt vorzugsweise am Kopf der Austauschsäule oder jedenfalls an einer Zwischenstelle, die mindestens einen praktischen oder theoretischen oberhalb der Zwischenstelle angeordnet ist, an der der erste Teil eingespeist wird. In diesem Fall bilden beispielsweise 60 bis 90%, vorzugsweise 70 bis 80% der krypton- und xenonhaltigen Fraktion den ersten Teil; der Rest wird dem oberen Bereich, zum Beispiel dem Kopf, der Austauschsäule zugeleitet.
Im Rahmen der Erfindung hat sich herausgestellt, daß trotz der ausschließlichen Einleitung einer nicht kryptonfreien Fraktion in den Kopf der Austauschsäule eine akzeptable Ausbeute an Krypton erreicht werden kann. Sie beträgt beispielsweise 80 bis 95%, vorzugsweise 87 bis 94% bezogen auf die in dem krypton- und xenonhaltigen Gemisch enthaltene Kryptonmenge.
Alternativ oder ergänzend kann kryptonarmer Flüssigsauerstoff in den oberen Bereich der Austauschsäule eingeleitet werden. Dies führt zu einer weiteren erhöhten Ausbeute an Krypton und/oder Xenon. Unter "kryptonarm" wird hier eine Kryptonkonzentration verstanden, die geringer als diejenige der krypton- und xenonhaltigen Fraktion ist und insbesondere 100 ppm oder weniger beträgt. Der kryptonarme Sauerstoff kann beispielsweise aus einem Speichertank oder aus einer Luftzerlegungsanlage herangeführt werden.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann die Austauschsäule im übrigen so gefahren werden, daß sie gleichzeitig als Methan-Ausschleussäule wirkt, das heil Methan wird nicht vollständig mit dem Krypton in den Sumpf ausgewaschen, sondern verläßt die Säule zum Teil mit dem Kopfgas.
Die Austauschsäule und gegebenenfalls nachfolgende Schritte können unabhängig betrieben werden, indem das krypton- und xenonhaltige Gemisch in einem Behälter vorgelegt wird. In vielen Fällen ist es aber günstig, das erfindungsgemäße Verfahren in eine Luftzerlegungsanlage zu integrieren, indem verdichtete und vorgereinigte Einsatzluft in ein Rektifiziersystem zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung eingeleitet wird, das eine Niederdrucksäule aufweist und die krypton- und xenonhaltige Fraktion der Niederdrucksäule entnommen wird. Die Entnahme geschieht vorzugsweise am Sumpf der Niederdrucksäule.
Der kryptonarme Sauerstoff kann dann durch eine Fraktion gebildet wird, die mindestens einen praktischen oder theoretischen Boden oberhalb des Sumpfs der Niederdrucksäule entnommen wird.
Als Inertgas für die Austauschsäule kann beispielsweise Argon verwendet werden. Vorzugsweise wird das Inertgas bei der Erfindung durch eine Stickstofffraktion aus dem Rektifiziersystem gebildet. Im Falle eines Zweisäulensystems mit Hochdrucksäule und Niederdrucksäule ist es besonders günstig, das Inertgas aus dem oberen Bereich der Hochdrucksäule zu entnehmen.
Die Austauschsäule kann durch indirekten Wärmeaustausch in einem Sumpfverdampfer beheizt werden. Als Heizmittel kann beispielsweise eine kondensierendes Gas (etwa ein Teilstrom der Einsatzluft oder eine Gasfraktion aus der Hochdrucksäule) oder eine Flüssigfraktion eingesetzt werden, die in dem Sumpfverdampfer fühlbare Wärme abgibt. Vorzugsweise wird gasförmiger Stickstoff verwendet, der beispielsweise aus dem oberen Bereich der Hochdrucksäule stammt. Zum Beispiel wird Stickstoffgas vom Kopf der Hochdrucksäule zu einem Teil als Inertgas in die Austauschsäule eingeleitet und zu einem anderen Teil zur indirekten Beheizung des Sumpfs der Austauschsäule genutzt.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 10.
Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine erste Variante mit Einspeisung der krypton- und xenonhaltigen Fraktion an zwei verschiedenen Stellen der Austauschsäule und
Fig. 2 eine andere Variante der Erfindung mit Einspeisung von kryptonarmem Flüssigsauerstoff am Kopf der Austauschsäule.
In dem Schema von Fig. 1 tritt ein erster Einsatzluftstrom, der auf 6 bar verdichtet und anschließend gereinigt und auf etwa Taupunkt abgekühlt wurde, über Leitung 4 in die Hochdrucksäule 2 einer Doppelsäule 1 ein. Stickstoff 6 und Rohsauerstoff 7 werden nach Unterkühlung in einem Gegenströmer 5 mindestens zum Teil in die Niederdrucksäule 3 eingespeist. Hochdruck- und Niederdrucksäule stehen über einen Kondensator-Verdampfer 10 in Wärmeaustauschbeziehung. Aus dem oberen Bereich der Niederdrucksäule 3 werden reiner und unreiner Stickstoff 8, 9 als Produkte entnommen und im Gegenströmer 5 sowie im nicht dargestellten Hauptwärmetauscher angewärmt. (Andere mögliche Anstiche, beispielsweise zur Direkteinspeisung von Luft in die Niederdrucksäule oder zum Anschluß einer Rohargonsäule sind in der Zeichnung nicht dargestellt.) Die Betriebsdrücke von Hochdrucksäule und Niederdrucksäule betragen in dem Beispiel 5,1 beziehungsweise 1,3 bar am Kopf.
Eine Sauerstoffproduktfraktion 11 wird drei Böden oberhalb des Niederdrucksäulensumpfs entnommen. In dem Beispiel ist eine Flüssigentnahme mit anschließender Innenverdichtung mittels einer Pumpe 12 dargestellt; der flüssig auf Druck gebrachte Produktsauerstoff 13 wird anschließend auf bekannte Weise durch indirekten Wärmeaustausch verdampft und angewärmt. Alternativ dazu kann die Sauerstofffraktion in gasförmigem Zustand auf etwa der gleichen Höhe aus der Niederdrucksäule 3 abgeführt und anschließend angewärmt werden.
Zusätzlich zur Innenverdichtung (oder auch als Alternative) kann über Leitung 30 ein Flüssigsauerstoffprodukt abgezogen werden. Diese Leitung kann stromaufwärts oder (wie in der Zeichnung dargestellt) stromabwärts der Pumpe 12 angeordnet sein.
Über Leitung 16 wird eine krypton- und xenonhaltige Fraktion der Niederdrucksäule entnommen, in einer Pumpe 17 auf einen Druck von 4 bar gebracht und einer Austauschsäule 15 zugeführt. Über Leitung 25 wird ein erster Teil, beispielsweise 80% der gesamten krypton- und xenonhaltigen Fraktion 16, einer Zwischenstelle der Austauschsäule 15 zugeleitet; ein zweiter Teil 26, beispielsweise der Rest, wird auf den Kopf der Austauschsäule 14 aufgegeben. Die Einspeisestelle des Stroms 25 liegt beispielsweise 12 praktische oder theoretische Böden oberhalb des Sumpfs bei einer Gesamtzahl von 25 praktischen beziehungsweise theoretischen Böden in der Austauschsäule 15.
Gasförmiger Stickstoff vom Kopf der Hochdrucksäule 2 dient einerseits als Inertgas 19, das der krypton- und xenonhaltigen Fraktion in der Austauschsäule 15 entgegengeschickt wird. Ein anderer Teil 20 dient als Heizmittel für den Sumpfverdampfer 21 der Austauschsäule 15. Auf der Verflüssigungsseite des Sumpfverdampfers 21 gebildetes Kondensat 22 fließt in die Hochdrucksäule zurück oder wird in die Niederdrucksäule eingeleitet (nicht dargestellt). Die Austauschsäule wird in dem Beispiel unter einem Druck von 3,4 bar am Kopf betrieben.
Vom Sumpf der Austauschsäule 15 wird ein krypton- und xenonangereichertes Gemisch 23 abgezogen. Es kann in einem Tank gesammelt oder direkt weiteren Verfahrensschritten zur Gewinnung von Krypton und/oder Xenon zugeführt werden. Das Kopfgas 24 der Austauschsäule 15 wird an geeigneter Stelle in die Niederdrucksäule 3 eingeführt oder direkt einem Restgasstrom (zum Beispiel in Leitung 9) zugeleitet (nicht dargestellt).
In Abwandlung der zeichnerischen Darstellung kann der Kondensator-Verdampfer 10 auch als Fallfilmverdampfer ausgebildet sein. In diesem Fall kann die Pumpe 17 gleichzeitig für die Aufgabe von Flüssigkeit auf den Fallfilmverdampfer verwendet werden.
Bei Fig. 2 wird nur ein Teil des über Leitung 11 abgeführten Flüssigsauerstoffs als Sauerstoffprodukt 13, 30 gewonnen, während ein anderer Teil 27 dem oberen Bereich der Austauschsäule 15 als kryptonarme Rücklaufflüssigkeit zugeleitet wird. Die krypton- und xenonhaltige Fraktion wird hier ausschließlich einer Zwischenstelle (Leitung 25) der Austauschsäule 15 zugeführt, die beispielsweise 12 praktische oder theoretische Böden oberhalb des Sumpfs der Austauschsäule angeordnet ist. Die Gesamtzahl der praktischen beziehungsweise theoretischen Böden in der Austauschsäule 15 beträgt in dem Beispiel 15. Diese Maßnahmen führen zu einer besonders hohen Krypton- und Xenonausbeute.

Claims (11)

1. Verfahren zur Gewinnung eines krypton- und/oder xenonangreicherten Gemischs aus einer krypton- und xenonhaltigen Fraktion durch Gegenstrom- Stoffaustausch in einem Rektifiziersystem, das eine Austauschsäule (15) aufweist, wobei bei dem Verfahren
  • - eine krypton- und xenonhaltige Fraktion (16) mindestens zu einem ersten Teil (25) der Austauschsäule (15) an einer Zwischenstelle zugeführt wird,
  • - dem unteren Bereich der Austauschsäule (15) ein Inertgas (19) zugeführt wird und
  • - das krypton- und/oder xenonangereicherte Gemisch (23) aus dem unteren Bereich der Austauschsäule (15) abgezogen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
- dem oberen Bereich der Austauschsäule (15) eine flüssige Sauerstofffraktion (26, 27) zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die flüssige Sauerstofffraktion durch einen zweiten Teil (26) der krypton- und xenonhaltigen Fraktion gebildet wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die flüssige Sauerstofffraktion durch kryptonarmen Sauerstoff (27) gebildet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem verdichtete und vorgereinigte Einsatzluft (4) in ein Rektifiziersystem zur Stickstoff-Sauerstoff- Trennung eingeleitet wird, das eine Niederdrucksäule (3) aufweist und die krypton- und xenonhaltige Fraktion (16) der Niederdrucksäule (3) entnommen wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, bei dem der praktisch kryptonfreie Sauerstoff durch eine Fraktion (11) gebildet wird, die mindestens einen praktischen oder theoretischen Boden oberhalb des Sumpfs der Niederdrucksäule (3) entnommen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Inertgas (19) durch eine Stickstofffraktion aus dem Rektifiziersystem gebildet wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 6, bei dem das Rektifiziersystem eine Hochdrucksäule (2) aufweist und die Stickstofffraktion (18,19) aus dem oberen Bereich der Hochdrucksäule (2) entnommen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Austauschsäule (15) einen Sumpfverdampfer (21) aufweist, in dem Stickstoff (20) als Heizmittel verwendet wird.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 8, bei dem Stickstoff (18, 20) aus der Hochdrucksäule (2) als Heizmittel für den Sumpfverdampfer (21) verwendet wird.
10. Vorrichtung zur Gewinnung eines krypton- und/oder xenonangereicherten Gemischs durch Tieftemperaturzerlegung mit
  • - einem Rektifiziersystem, das eine Austauschsäule (15) aufweist,
  • - mit Mitteln (16, 25) zur Einleitung einer krypton- und xenonhaltigen Fraktion (16) in den mittleren Bereich der Austauschsäule,
  • - mit einer Inertgasleitung (19) zur Einleitung von Inertgas in den unteren Bereich der Austauschsäule (15) und
  • - mit einer Entnahmeleitung (23) zum Abziehen von krypton- und/oder xenonangereichertem Gemisch (23) aus dem unteren Bereich der Austauschsäule (15), gekennzeichnet durch
  • - eine Flüssigsauerstoffleitung (26, 27), die mit dem oberen Bereich der Austauschsäule (15) verbunden ist.
DE19855485A 1998-12-01 1998-12-01 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines krypton- und/oder xenonangereicherten Gemischs durch Gegenstrom-Stoffaustausch Withdrawn DE19855485A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19855485A DE19855485A1 (de) 1998-12-01 1998-12-01 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines krypton- und/oder xenonangereicherten Gemischs durch Gegenstrom-Stoffaustausch

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19855485A DE19855485A1 (de) 1998-12-01 1998-12-01 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines krypton- und/oder xenonangereicherten Gemischs durch Gegenstrom-Stoffaustausch

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19855485A1 true DE19855485A1 (de) 1999-06-10

Family

ID=7889671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19855485A Withdrawn DE19855485A1 (de) 1998-12-01 1998-12-01 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines krypton- und/oder xenonangereicherten Gemischs durch Gegenstrom-Stoffaustausch

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19855485A1 (de)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6694775B1 (en) 2002-12-12 2004-02-24 Air Products And Chemicals, Inc. Process and apparatus for the recovery of krypton and/or xenon
DE102009014556A1 (de) 2009-03-24 2010-09-30 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Beheizung einer Trennkolonne
EP2312248A1 (de) 2009-10-07 2011-04-20 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung Gewinnung von Drucksauerstoff und Krypton/Xenon
CN101726158B (zh) * 2009-11-12 2011-11-30 上海启元科技发展有限公司 一种从浓缩氪氙液中去除氧气及甲烷的方法
CN102721262A (zh) * 2012-07-04 2012-10-10 开封空分集团有限公司 粗氪氙的提取装置及利用该装置提取粗氪氙的工艺
EP3839394A1 (de) 2019-12-18 2021-06-23 Air Products And Chemicals, Inc. Rückgewinnung von krypton und xenon aus flüssigem sauerstoff
WO2021230913A1 (en) * 2020-05-15 2021-11-18 Praxair Technology, Inc. Enhancements to a moderate pressure nitrogen and argon producing cryogenic air separation unit
US11629913B2 (en) 2020-05-15 2023-04-18 Praxair Technology, Inc. Integrated nitrogen liquefier for a nitrogen and argon producing cryogenic air separation unit
US11933538B2 (en) 2020-05-11 2024-03-19 Praxair Technology, Inc. System and method for recovery of nitrogen, argon, and oxygen in moderate pressure cryogenic air separation unit

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6694775B1 (en) 2002-12-12 2004-02-24 Air Products And Chemicals, Inc. Process and apparatus for the recovery of krypton and/or xenon
US6829907B2 (en) 2002-12-12 2004-12-14 Air Products And Chemicals, Inc. Process and apparatus for the recovery of krypton and/or xenon
US6848269B2 (en) 2002-12-12 2005-02-01 Air Products And Chemicals, Inc. Process and apparatus for the recovery of krypton and/or xenon
EP2253913A2 (de) 2002-12-12 2010-11-24 Air Products and Chemicals, Inc. Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Krypton und/oder Xenon
EP2253912A2 (de) 2002-12-12 2010-11-24 Air Products and Chemicals, Inc. Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Krypton und/oder Xenon
DE102009014556A1 (de) 2009-03-24 2010-09-30 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Beheizung einer Trennkolonne
EP2312248A1 (de) 2009-10-07 2011-04-20 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung Gewinnung von Drucksauerstoff und Krypton/Xenon
CN101726158B (zh) * 2009-11-12 2011-11-30 上海启元科技发展有限公司 一种从浓缩氪氙液中去除氧气及甲烷的方法
CN102721262A (zh) * 2012-07-04 2012-10-10 开封空分集团有限公司 粗氪氙的提取装置及利用该装置提取粗氪氙的工艺
EP3839394A1 (de) 2019-12-18 2021-06-23 Air Products And Chemicals, Inc. Rückgewinnung von krypton und xenon aus flüssigem sauerstoff
US11460246B2 (en) 2019-12-18 2022-10-04 Air Products And Chemicals, Inc. Recovery of krypton and xenon from liquid oxygen
US11933538B2 (en) 2020-05-11 2024-03-19 Praxair Technology, Inc. System and method for recovery of nitrogen, argon, and oxygen in moderate pressure cryogenic air separation unit
WO2021230913A1 (en) * 2020-05-15 2021-11-18 Praxair Technology, Inc. Enhancements to a moderate pressure nitrogen and argon producing cryogenic air separation unit
US11629913B2 (en) 2020-05-15 2023-04-18 Praxair Technology, Inc. Integrated nitrogen liquefier for a nitrogen and argon producing cryogenic air separation unit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0299364B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Luftzerlegung durch Rektifikation
EP1308680B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Krypton und/oder Xenon durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP0628777B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Argon
EP1376037B1 (de) Luftzerlegungsverfahren und -anlage mit Mischsäule und Krypton-Xenon-Gewinnung
EP1666824A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Argon durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP0669508B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von reinem Argon
WO1998019122A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von druckstickstoff
DE10332863A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Krypton und/oder Xenon durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP1102954B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur tieftemperaturzerlegung von luft
DE19951521A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP1051588B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum verdampfen von flüssigem sauerstoff
DE69007032T2 (de) Verfahren und Einrichtung zur Luftdestillierung mit Argongewinnung.
DE69613279T2 (de) Lufttrennung
DE19855485A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines krypton- und/oder xenonangereicherten Gemischs durch Gegenstrom-Stoffaustausch
EP0768503B1 (de) Dreifachsäulenverfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
WO2016058666A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur variablen gewinnung von argon durch tieftemperaturzerlegung
EP3026381A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum ausschleusen schwerer als sauer- stoff flüchtiger komponenten aus einer luftzerlegungsanlage
EP1387136A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von unreinem Sauerstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP3557166A1 (de) Verfahren zur tieftemperaturzerlegung von luft und luftzerlegungsanlage
DE202009004099U1 (de) Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE19855486A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines krypton- und/oder xenonangereicherten Gemischs durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
WO2014067662A2 (de) Verfahren zur tieftemperaturzerlegung von luft in einer luftzerlegungsanlage und luftzerlegungsanlage
DE19933558A1 (de) Dreisäulenverfahren und -vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE10000017A1 (de) Verfahren zur Gewinnung von Krypton und/oder Xenon durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE4332870A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines Krypton-/Xenon-Konzentrats durch Tieftemperaturzerlegung von Luft

Legal Events

Date Code Title Description
OAV Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1
8139 Disposal/non-payment of the annual fee