EP1146301A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Drückstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Drückstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft Download PDF

Info

Publication number
EP1146301A1
EP1146301A1 EP01108734A EP01108734A EP1146301A1 EP 1146301 A1 EP1146301 A1 EP 1146301A1 EP 01108734 A EP01108734 A EP 01108734A EP 01108734 A EP01108734 A EP 01108734A EP 1146301 A1 EP1146301 A1 EP 1146301A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure column
low
liquid
nitrogen
low pressure
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Withdrawn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
EP01108734A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Dipl.-Phys. Voit
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
Linde Gas AG
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, Linde Gas AG filed Critical Linde GmbH
Publication of EP1146301A1 publication Critical patent/EP1146301A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • F25J3/04248—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
    • F25J3/04321—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 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
    • F25J3/04078—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
    • F25J3/04248—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
    • 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
    • F25J2200/20—Processes or apparatus using separation by rectification in an elevated pressure multiple column system wherein the lowest pressure column is at a pressure well above the minimum pressure needed to overcome pressure drop to reject the products to atmosphere
    • 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
    • F25J2200/50—Processes or apparatus using separation by rectification using multiple (re-)boiler-condensers at different heights of the column
    • F25J2200/54—Processes or apparatus using separation by rectification using multiple (re-)boiler-condensers at different heights of the column in the low pressure column of a double pressure main column system
    • 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
    • F25J2245/50—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams the recycled stream being oxygen

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of pressure nitrogen by Cryogenic separation of air in a rectification system using a pressure column and has a low pressure column, wherein in the process feed air in one Main heat exchanger system is cooled and introduced into the pressure column, one oxygen-containing liquid fraction removed from the pressure column and into the Low pressure column is fed, gaseous nitrogen from the low pressure column in the liquefaction chamber of a top condenser through indirect heat exchange with a liquid evaporating in the evaporation space of the top condenser is at least partially condensed and with the liquid nitrogen from Liquefaction room of the top condenser or from the low pressure column deducted, brought to a pressure in the liquid state, which is the pressure of the Low pressure column exceeds, then evaporated and as a gaseous Pressure nitrogen product is discharged.
  • the invention is therefore based on the object of a method of the beginning Specify the type and a corresponding device that is economical are particularly cheap, in particular due to particularly low equipment costs and / or through greater flexibility with regard to product printing.
  • the "main heat exchanger system” is in the simplest case in the invention realized a single heat exchanger block in which the feed air cooled and the gaseous product fractions are warmed up. But it can also go through a plurality of heat exchanger blocks connected in parallel and / or in series are formed, of which in at least one of the liquid pressurized nitrogen in indirect heat exchange occurs with at least part of the feed air and thereby is evaporated.
  • the nitrogen can also be obtained under supercritical pressure are so that "evaporate” can also mean “pseudo-evaporate”.
  • a supercritical product pressure leads the pressure increase from the liquid to the supercritical state.
  • a gaseous nitrogen stream can be taken from the pressure column and can be obtained as a further gaseous nitrogen product.
  • compressed and cleaned air 1 is cooled in a main heat exchanger 2 and fed to a pressure column 4 under a pressure of 8.4 bar (3).
  • the rectification system also has a low-pressure column 5, which is operated at a pressure of 4.3 bar and is in heat-exchanging connection with the pressure column via a common condenser-evaporator (main condenser) 6.
  • a portion 8 of the nitrogen removed at the top of the pressure column is liquefied in the main condenser 6 and fed via lines 9 and 10 as a return to the pressure column and via 160, 15, 161 to the low pressure column 5.
  • Bottom liquid 11 of the pressure column is at least partially throttled into the low-pressure column 5 after hypothermia 15 as an oxygen-rich liquid fraction (12).
  • the rest of the supercooled oxygen-rich liquid fraction is expanded via the valve 163 into the evaporation space of the top condenser 17 of the low pressure column 5.
  • the bottom liquid 13 of the low-pressure column 5 is expanded (16) and then introduced into the evaporation space of the top condenser 17 of the low-pressure column 5.
  • gaseous nitrogen 18 condenses from the top of the low-pressure column 5; a first part of the condensate 19 is returned to the low-pressure column and used there as a return.
  • FIG. 1 Another part 20 of the liquid nitrogen 19 from the top condenser 17 is either as shown in Figure 1 taken from the low pressure column or directly branched off from line 19. (Alternatively, some floors can be removed possible below the head of the low pressure column 5).
  • This liquid nitrogen 20 is brought to an increased pressure (in the example 9 bar) in the liquid state (Pump 21), via line 22 to the main heat exchanger 2 and there under the increased pressure evaporated and warmed.
  • the warm nitrogen gas will eventually dissipated as a printed product 29. It can be in a gaseous state if necessary further compressed and, if desired, with one removed directly from the pressure column Pressure nitrogen 27, 28 are mixed. In the example, approx. 60% of the total pressure nitrogen product (28 + 29) from the low pressure column 5.
  • Cold is obtained here by work-relieving residual gas by at least a portion 150 of the impure oxygen 31 from the overhead condenser 17 the low pressure column 5 in a relaxation machine 133 from one Intermediate temperature of the main heat exchanger 2 is relaxed from work.
  • the turbine exhaust gas 151 is warmed up again in the heat exchanger 2 and as residual gas 152 discharged or for the regeneration of a device for the Purification of the feed air used.
  • the one in the relaxation machine 133 Mechanical energy obtained can be given to a generator or used for Compaction of a process fraction can be used, preferably by direct mechanical coupling of the relaxation machine 133 with a not shown Compressor.
  • FIG. 2 differs from FIG. 1 in that the insert for the turbine 133 does not come from the top condenser of the low pressure column, but from the main condenser 6.
  • oxygen-containing gas 31 ' is drawn off directly above the bottom of the low-pressure column 5.
  • the two columns 4, 5 can also be arranged side by side.
  • the main capacitor would be arranged at the top of the pressure column 4 and via a Liquid and a steam line with the lower end of the low pressure column connected.

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 der Gewinnung von Druckstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Rektifiziersystem, das eine Drucksäule (4) und eine Niederdrucksäule (5) aufweist. Einsatzluft (1, 3) wird in einem Hauptwärmetauschersystem (2) abgekühlt und in die Drucksäule (4) eingeleitet. Eine sauerstoffhaltige flüssige Fraktion (11) wird aus der Drucksäule (4) entnommen und mindestens zum Teil in die Niederdrucksäule (5) eingespeist. Gasförmiger Stickstoff (18) aus der Niederdrucksäule (5) wird im Verflüssigungsraum eines Kopfkondensators (17) durch indirekten Wärmeaustausch mit einer im Verdampfungsraum des Kopfkondensators (17) verdampfenden Flüssigkeit (13) mindestens teilweise kondensiert. Flüssiger Stickstoff wird aus dem Verflüssigungsraum des Kopfkondensators (17) oder aus der Niederdrucksäule (5) abgezogen, in flüssigem Zustand auf einen Druck gebracht (21), der den Druck der Niederdrucksäule (5) übersteigt, anschließend verdampft und als gasförmiges Druckstickstoffprodukt (29) abgeführt. Der flüssig auf Druck gebrachte Stickstoff (22) tritt beim Verdampfen in indirektem Wärmeaustausch (2) mit mindestens einem Teil der Einsatzluft (1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Druckstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Rektifiziersystem, das eine Drucksäule und eine Niederdrucksäule aufweist, wobei bei dem Verfahren Einsatzluft in einem Hauptwärmetauschersystem abgekühlt und in die Drucksäule eingeleitet wird, eine sauerstoffhaltige flüssige Fraktion aus der Drucksäule entnommen und in die Niederdrucksäule eingespeist wird, gasförmiger Stickstoff aus der Niederdrucksäule im Verflüssigungsraum eines Kopfkondensators durch indirekten Wärmeaustausch mit einer im Verdampfungsraum des Kopfkondensators verdampfenden Flüssigkeit mindestens teilweise kondensiert wird und bei dem flüssiger Stickstoff vom Verflüssigungsraum des Kopfkondensators oder aus der Niederdrucksäule abgezogen, in flüssigem Zustand auf einen Druck gebracht wird, der den Druck der Niederdrucksäule übersteigt, anschließend verdampft und als gasförmiges Druckstickstoffprodukt abgeführt wird.
Ein derartiges Verfahren ist aus WO 9819122 bekannt. Hier wird insbesondere am Kopf der Niederdrucksäule gewonnener Stickstoff flüssig auf Druck gebracht, verdampft und als gasförmiges Druckstickstoffprodukt gewonnen. Die Verdampfung wird in einem Produktverdampfer durchgeführt, der mit Gas aus einer der Säulen beheizt wird. Dieser Prozeß ist an sich sehr günstig, erfordert aber einen separaten Wärmetauscher als Produktverdampfer; außerdem liegt der Produktdruck durch den Betriebsdruck der Säulen des Rektifiziersystems fest.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine entsprechende Vorrichtung anzugeben, die wirtschaftlich besonders günstig sind, insbesondere durch besonders geringe Apparatekosten und/oder durch eine höhere Flexibilität hinsichtlich des Produktdrucks.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der flüssig auf Druck gebrachte Stickstoff beim Verdampfen in indirekten Wärmeaustausch mit mindestens einem Teil der Einsatzluft tritt.
Mindestens ein Teil der Einsatzluft muß dabei selbstverständlich auf einen entsprechend hohen Druck verdichtet werden, wie es bei Innenverdichtungsverfahren üblich ist. Im Gegensatz zu bekannten Verfahren mit Innenverdichtung von Stickstoff (siehe z.B. EP 716280 A2) wird der flüssige Stickstoff jedoch nicht der Drucksäule, sondern der Niederdrucksäule (beziehungsweise deren Kopfkondensator) entnommen, was demgegenüber eine verbesserte Ausbeute an Druckstickstoff ermöglicht.
Das "Hauptwärmetauschersystem" ist bei der Erfindung im einfachsten Fall durch einen einzelnen Wärmetauscherblock realisiert, in dem die Einsatzluft abgekühlt und die gasförmigen Produktfraktionen angewärmt werden. Es kann aber auch durch mehrere parallel und/oder seriell verbundene Wärmetauscherblöcke gebildet werden, von denen in mindestens einem der flüssig auf Druck gebrachte Stickstoff in indirektem Wärmeaustausch mit mindestens einem Teil der Einsatzluft tritt und dabei verdampft wird.
Bei dem Verfahren kann der Stickstoff auch unter überkritischem Druck gewonnen werden, so daß "verdampfen" auch "pseudo-verdampfen" bedeuten kann. Im Falle eines überkritischen Produktdrucks führt die Druckerhöhung also vom flüssigen in den überkritischen Zustand.
Falls gewünscht, kann der Drucksäule ein gasförmiger Stickstoffstrom entnommen und als weiteres gasförmiges Stickstoffprodukt gewonnen werden.
Es ist günstig, wenn bei dem Verfahren ein sauerstoffhaltiger Strom aus dem Verdampfungsraum des Kopfkondensators und/oder aus einem unteren Bereich der Niederdrucksäule arbeitsleistend entspannt wird. Dadurch kann die Kälte gewonnen werden, die für den Ausgleich von Austausch- und Isolationsverlusten und gegebenenfalls für die Produktverflüssigung benötigt wird.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Gewinnung von Druckstickstoff gemäß Patentanspruch 5.Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen:
Figur 1
ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und einer entsprechenden Vorrichtung mit arbeitsleistender Entspannung von Restgas aus dem Kopfkondensator der Niederdrucksäule und
Figur 2
ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel mit arbeitsleistender Entspannung von Gas aus dem unteren Bereich der Niederdrucksäule.
Bei dem Verfahren der Figur 1 wird verdichtete und gereinigte Luft 1 in einem Hauptwärmetauscher 2 abgekühlt und einer Drucksäule 4 unter einem Druck von 8,4 bar zugeleitet (3). Das Rektifiziersystem weist außerdem eine Niederdrucksäule 5 auf, die mit einem Druck von 4,3 bar betrieben wird und mit der Drucksäule über einen gemeinsamen Kondensator-Verdampfer (Hauptkondensator) 6 in wärmetauschender Verbindung steht. Ein Teil 8 des am Kopf der Drucksäule entnommenen Stickstoffs wird im Hauptkondensator 6 verflüssigt und über die Leitungen 9 und 10 als Rücklauf auf die Drucksäule und über 160, 15, 161 auf die Niederdrucksäule 5 aufgegeben. Sumpfflüssigkeit 11 der Drucksäule wird nach Unterkühlung 15 als sauerstoffreiche flüssige Fraktion mindestens teilweise in die Niederdrucksäule 5 eingedrosselt (12). Der Rest der unterkühlten sauerstoffreichen flüssigen Fraktion wird über das Ventil 163 in den Verdampfungsraum des Kopfkondensators 17 der Niederdrucksäule 5 entspannt. Die Sumpfflüssigkeit 13 der Niederdrucksäule 5 wird entspannt (16) und anschließend in den Verdampfungsraum des Kopfkondensators 17 der Niederdrucksäule 5 eingeführt. In dessen Verflüssigungsraum kondensiert gasförmiger Stickstoff 18 vom Kopf der Niederdrucksäule 5; das Kondensat 19 wird zu einem ersten Teil in die Niederdrucksäule zurückgeleitet und dort als Rücklauf verwendet.
Ein anderer Teil 20 des flüssigen Stickstoffs 19 aus dem Kopfkondensator 17 wird entweder wie in Figur 1 dargestellt aus der Niederdrucksäule entnommen oder direkt aus der Leitung 19 abgezweigt. (Alternativ ist auch eine Entnahme einige Böden unterhalb des Kopfs der Niederdrucksäule 5 möglich). Dieser flüssige Stickstoff 20 wird in flüssigem Zustand auf einen erhöhten Druck (im Beispiel 9 bar) gebracht (Pumpe 21), über Leitung 22 zum Hauptwärmetauscher 2 geführt und dort unter dem erhöhten Druck verdampft und angewärmt. Das warme Stickstoffgas wird schließlich als Druckprodukt 29 abgeführt. Es kann gegebenenfalls in gasförmigem Zustand weiter verdichtet und falls gewünscht mit direkt aus der Drucksäule abgezogenem Druckstickstoff 27, 28 vermischt werden. In dem Beispiel stammen ca. 60 % des gesamten Druckstickstoffprodukts (28+29) aus der Niederdrucksäule 5.
Kälte wird hier durch arbeitsleistende Entspannung von Restgas gewonnen, indem mindestens ein Teil 150 des unreinen Sauerstoffs 31 aus dem Kopfkondensator 17 der Niederdrucksäule 5 in einer Entspannungsmaschine 133 von einer Zwischentemperatur des Hauptwärmetauschers 2 aus arbeitsleistend entspannt wird. Das Turbinenabgas 151 wird wieder im Wärmetauscher 2 angewärmt und als Restgas 152 abgeführt beziehungsweise zur Regenerierung einer Vorrichtung für die Reinigung der Einsatzluft verwendet. Die in der Entspannungsmaschine 133 gewonnene mechanische Energie kann an einen Generator abgegeben oder zur Verdichtung einer Prozeßfraktion verwendet werden, vorzugsweise durch direkte mechanische Kopplung der Entspannungsmaschine 133 mit einem nicht dargestellten Verdichter.
Figur 2 unterscheidet sich dadurch von Figur 1, daß der Einsatz für die Turbine 133 nicht vom Kopfkondensator der Niederdrucksäule, sondern vom Hauptkondensator 6 stammt. Dazu wird sauerstoffhaltiges Gas 31' unmittelbar über dem Sumpf der Niederdrucksäule 5 abgezogen.
Die beiden Säulen 4, 5 können auch nebeneinander angeordnet sein. In diesem Fall würde der Hauptkondensator am Kopf der Drucksäule 4 angeordnet und über eine Flüssig- und eine Dampfleitung mit dem unteren Ende der Niederdrucksäule verbunden.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Gewinnung von Druckstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Rektifiziersystem, das eine Drucksäule (4) und eine Niederdrucksäule (5) aufweist, wobei bei dem Verfahren Einsatzluft (1, 3) in einem Hauptwärmetauschersystem (2) abgekühlt und in die Drucksäule (4) eingeleitet wird, eine sauerstoffhaltige flüssige Fraktion (11) aus der Drucksäule (4) entnommen und mindestens zu einem Teil in die Niederdrucksäule (5) eingespeist wird, gasförmiger Stickstoff (18) aus der Niederdrucksäule (5) im Verflüssigungsraum eines Kopfkondensators (17) durch indirekten Wärmeaustausch mit einer im Verdampfungsraum des Kopfkondensators (17) verdampfenden Flüssigkeit (13) mindestens teilweise kondensiert wird und bei dem flüssiger Stickstoff (20) aus dem Verflüssigungsraum des Kopfkondensators (17) oder aus der Niederdrucksäule (5) abgezogen, in flüssigem Zustand auf einen Druck gebracht (21) wird, der den Druck der Niederdrucksäule (5) übersteigt, anschließend verdampft und als gasförmiges Druckstickstoffprodukt (29) abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssig auf Druck gebrachte Stickstoff (22) beim Verdampfen in indirekten Wärmeaustausch (2) mit mindestens einem Teil der Einsatzluft (1) tritt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Drucksäule (4) ein gasförmiger Stickstoffstrom (27) entnommen und als weiteres gasförmiges Stickstoffprodukt (28) gewonnen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein sauerstoffhaltiger Strom (31, 31') aus dem Verdampfungsraum des Kopfkondensators (17) und/oder aus einem unteren Bereich der Niederdrucksäule (5) arbeitsleistend entspannt (133) wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Teil der sauerstoffhaltigen flüssigen Fraktion (11, 163) aus der Drucksäule (4) und/oder eine flüssige Fraktion (13) aus der Niederdrucksäule (5) in den Verdampfungsraum des Kopfkondensators (17) wird.
  5. Vorrichtung zur Gewinnung von Druckstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Rektifiziersystem, das eine Drucksäule (4) und eine Niederdrucksäule (5) aufweist, mit einer Einsatzluftleitung (1, 3), die durch einen Hauptwärmetauschersystem (2) in die Drucksäule (4) führt, mit einer Leitung (11) für eine sauerstoffhaltige flüssige Fraktion, die von der Drucksäule (4) in die Niederdrucksäule (5) führt, mit einem Kopfkondensator (17), dessen Verflüssigungsraum mit einem oberen Bereich der Niederdrucksäule (5) verbunden (18) ist, mit einer Flüssigstickstoffleitung (20, 22), die vom Verflüssigungsraum des Kopfkondensators (17) der Niederdrucksäule (5) oder von einem oberen Bereich der Niederdrucksäule (5) über Mittel (21) zur Druckerhöhung einer Flüssigkeit zum Hauptwärmetauschersystem (2) führt und in Strömungsverbindung mit einer Druckproduktleitung (29) steht.
EP01108734A 2000-04-12 2001-04-06 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Drückstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft Withdrawn EP1146301A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10018200 2000-04-12
DE10018200A DE10018200A1 (de) 2000-04-12 2000-04-12 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Druckstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1146301A1 true EP1146301A1 (de) 2001-10-17

Family

ID=7638520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP01108734A Withdrawn EP1146301A1 (de) 2000-04-12 2001-04-06 Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Drückstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP1146301A1 (de)
DE (1) DE10018200A1 (de)

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1403602A1 (de) * 2002-09-28 2004-03-31 Linde AG Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von hoch reinem Stickstoff
DE102007031759A1 (de) 2007-07-07 2009-01-08 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Druckprodukt durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102007031765A1 (de) 2007-07-07 2009-01-08 Linde Ag Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102009034979A1 (de) 2009-04-28 2010-11-04 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Drucksauerstoff
EP2312248A1 (de) 2009-10-07 2011-04-20 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung Gewinnung von Drucksauerstoff und Krypton/Xenon
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
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
EP2963371A1 (de) 2014-07-05 2016-01-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur gewinnung eines druckgasprodukts durch tieftemperaturzerlegung von luft
EP2963367A1 (de) 2014-07-05 2016-01-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft mit variablem Energieverbrauch
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

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5303556A (en) * 1993-01-21 1994-04-19 Praxair Technology, Inc. Single column cryogenic rectification system for producing nitrogen gas at elevated pressure and high purity
WO1998019122A1 (de) * 1996-10-30 1998-05-07 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von druckstickstoff
EP0924486A2 (de) * 1997-12-19 1999-06-23 The BOC Group plc Lufttrennung
DE10013073A1 (de) * 2000-03-17 2000-10-19 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5303556A (en) * 1993-01-21 1994-04-19 Praxair Technology, Inc. Single column cryogenic rectification system for producing nitrogen gas at elevated pressure and high purity
WO1998019122A1 (de) * 1996-10-30 1998-05-07 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von druckstickstoff
EP0924486A2 (de) * 1997-12-19 1999-06-23 The BOC Group plc Lufttrennung
DE10013073A1 (de) * 2000-03-17 2000-10-19 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1403602A1 (de) * 2002-09-28 2004-03-31 Linde AG Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von hoch reinem Stickstoff
DE102007031759A1 (de) 2007-07-07 2009-01-08 Linde Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Druckprodukt durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102007031765A1 (de) 2007-07-07 2009-01-08 Linde Ag Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP2015013A2 (de) 2007-07-07 2009-01-14 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Druckprodukt durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP2015012A2 (de) 2007-07-07 2009-01-14 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102009034979A1 (de) 2009-04-28 2010-11-04 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von gasförmigem Drucksauerstoff
EP2312248A1 (de) 2009-10-07 2011-04-20 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung Gewinnung von Drucksauerstoff und Krypton/Xenon
EP2458311A1 (de) 2010-11-25 2012-05-30 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung 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
DE102010052544A1 (de) 2010-11-25 2012-05-31 Linde Ag Verfahren 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
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
DE102011112909A1 (de) 2011-09-08 2013-03-14 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
DE102013017590A1 (de) 2013-10-22 2014-01-02 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zur Gewinnung eines Krypton und Xenon enthaltenden Fluids und hierfür eingerichtete Luftzerlegungsanlage
EP2963371A1 (de) 2014-07-05 2016-01-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur gewinnung eines druckgasprodukts durch tieftemperaturzerlegung von luft
EP2963367A1 (de) 2014-07-05 2016-01-06 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft mit variablem Energieverbrauch
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
WO2016005031A1 (de) 2014-07-05 2016-01-14 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur tieftemperaturzerlegung von luft mit variablem energieverbrauch

Also Published As

Publication number Publication date
DE10018200A1 (de) 2001-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1067345B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP1146301A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Drückstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE19529681C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Luftzerlegung durch Tieftemperaturrektifikation
EP0955509B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von hochreinem Sauerstoff
EP0716280B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP1284404A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE19803437A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP0948730B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von druckstickstoff
EP1074805B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Sauerstoff unter überatmosphärischem Druck
DE10013073A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
WO2016131545A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur gewinnung eines druckstickstoffprodukts
EP0768503B1 (de) Dreifachsäulenverfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE19933558A1 (de) Dreisäulenverfahren und -vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP1189001B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung hoch reinen Stickstoffs durch Tieftemperatur-Luftzerlegung
DE19720453A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Stickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE10153919A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung hoch reinen Sauerstoffs aus weniger reinem Sauerstoff
EP1209431B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Sauerstoff und Stickstoff
EP1189002A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines gasförmigen Produkts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP0775880A2 (de) Doppelsäulenverfahren und -vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
EP0878678B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Stickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE19819263A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Druckstickstoff
EP0775881A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Sauerstoff und Stickstoff unter überatmosphärischem Druck
DE19933557A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Druckstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE102010056570A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Drucksauerstoff und Druckstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE19537910A1 (de) Doppelsäulenverfahren und -vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: LINDE AG

17P Request for examination filed

Effective date: 20020403

AKX Designation fees paid

Free format text: AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

17Q First examination report despatched

Effective date: 20041228

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20050708