Procédé et installation de production d'oxygène gazeux sous haute pression

Description

[0001] La présente invention est relative à un procédé de production d'oxygène gazeux sous une haute pression d'au moins 30 bars environ.

[0002] L'invention s'applique en particulier à la production de grandes quantités, typiquement de l'ordre d'au moins 500 tonnes par jour, d'oxygène gazeux sous haute pression.

[0003] Les pressions dont il est question sont des pressions absolues.

[0004] De nombreux procédés à pompage et vaporisation d'oxygène liquide, dits "procédés à pompe", ont été proposés (voir en particulier EP-A-0672878), et l'invention a pour but de fournir un procédé du même type qui soit particulièrement avantageux du point de vue de la dépensé d'énergie spécifique.

[0005] A cet effet l'invention a pour objet un procédé suivant la revendication 1.

[0006] Ce procédé peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques des revendications 2 à 7.

[0007] L'invention a également pour objet une installation suivant la revendication 8, destinée à la mise en oeuvre d'un procédé tel que défini ci-dessus.

[0008] Dans un mode de réalisation de cette installation, l'installation comprend un échangeur de chaleur additionnel pour sous-refroidir le liquide soutiré en cuve de la colonne moyenne pression par vaporisation d'oxygène liquide soutiré en cuve de la colonne basse pression.

[0009] Des exemples de mise en oeuvre de l'invention vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés, sur lesquels :

• la Figure 1 représente schématiquement une installation de production d'oxygène gazeux conforme à l'invention;
• la Figure 2 est un diagramme d'échange thermique correspondant;
• la Figure 3 est un diagramme qui montre la variation de la production d'oxygène liquide de l'installation en fonction de la haute pression d'oxygène, à l'optimum économique; et
• la Figure 4 représente schématiquement une variante de l'installation de la Figure 1.

[0010] L'installation représentée à la Figure 1 est destinée à produire de l'oxygène gazeux sous une pression au moins égale à 30 bars environ. Elle comprend essentiellement une double colonne de distillation 1, une ligne d'échange thermique principale 2 constituée d'au moins un corps d'échangeur du type à plaqués brasées, un sous-refroidisseur 3, un compresseur d'air 4, un appareil 5 d'épuration par adsorption de l'air en eau et en CO2, un premier surpresseur d'air 6, un second surpresseur d'air 7, une turbine de détente 8 et une pompe d'oxygène liquide 9. La double colonne est constituée, de manière classique, d'une colonne moyenne pression 10 fonctionnant sous environ 5 à 6 bars et surmontée d'une colonne basse pression 11 fonctionnant légèrement au-dessus de la pression atmosphérique, avec, en cuve de cette dernière, un vaporiseur-condenseur 12 qui met en relation d'échange thermique l'oxygène liquide de cuve de la colonne basse pression avec l'azote de tête de la colonne moyenne pression.

[0011] En fonctionnement, l'air à distiller, comprimé en totalité par le compresseur 4 à la moyenne pression et épuré en 5, est divisé en deux courants.

[0012] Le premier courant est refroidi sous cette moyenne pression dans des passages 13 de la ligne d'échange 20 qui s'étendent du bout chaud au bout froid de celle-ci. Cet air moyenne pression ressort de la ligne d'échange au voisinage de son point de rosée et est introduit à la base de la colonne moyenne pression 10.

[0013] Le reste de l'air qui sort de l'appareil 5 est surpressé en 6 à une pression intermédiaire et est divisé à son tour en deux flux.

[0014] Le premier flux, à cette pression intermédiaire, est refroidi dans des passages 14 de la ligne d'échange jusqu'à une température intermédiaire T1. Une partie de ce flux poursuit éventuellement son refroidissement, et est liquéfié, jusqu'au bout froid de la ligne d'échange, puis est détendu à la moyenne pression dans une vanne de détente 15 et réparti en deux courants : un premier courant envoyé à la base de la colonne 10, et un second courant sous-refroidi en 3, détendu à la basse pression dans une vanne de détente 16 et envoyé dans la colonne 11. Le reste du premier flux est sorti de la ligne d'échange à la température intermédiaire T1, détendu dans la turbine 6 à la moyenne pression et introduit à la base de la colonne 10.

[0015] Le second flux d'air surpressé est à nouveau surpressé, jusqu'à une seconde haute pression de l'ordre de 60 à 80 bars, par le surpresseur 7, puis refroidi et liquéfié dans des passages 17 de la ligne d'échange, jusqu'au bout froid de celle-ci. Le liquide ainsi obtenu est détendu dans une vanne de détente 18 et réuni au courant liquéfié issu de la vanne de détente 15.

[0016] L'oxygène liquide soutiré en cuve de la colonne 11 est amené par la pompe 9 à la haute pression de production désirée, puis vaporisé et réchauffé dans des passages 18 de la ligne d'échange avant d'être évacué de l'installation via une conduite de production 19.

[0017] on retrouve par ailleurs dans l'installation de la Figure 1 les conduites et accessoires habituels des installations à double colonne : une conduite 20 de remontée dans la colonne 11 du "liquide riche" (air enrichi en oxygène) recueilli en cuve de la colonne 10, avec sa vanne de détente 21, une conduite 22 de remontée en tête de la colonne 11 du "liquide pauvre" (azote à peu près pur) soutiré en tête de la colonne 10, avec sa vanne de détente 23, ainsi que les conduites suivantes : une conduite 24 de production d'oxygène liquide, piquée en cuve de la colonne 11, une conduite 25 de production d'azote liquide, piquée sur la conduite 22 et munie d'une vanne de détente 26, et une conduite 27 de soutirage d'azote impur, constituant le gaz résiduaire de l'installation, piquée en tête de la colonne 11. Cet azote impur est réchauffé dans le sous-refroidisseur 3 puis dans des passages 28 de la ligne d'échange avant d'être évacué via une conduite 29. Dans le sous-refroidisseur 3, l'air liquide issu des vannes 15 et 18, le liquide pauvre et le liquide riche sont sous-refroidis, d'environ 2°C pour le liquide riche.

[0018] Pour obtenir une dépense d'énergie spécifique (l'énergie spécifique est l'énergie nécessaire pour produire une quantité unitaire d'oxygène gazeux sous la haute pression) aussi faible que possible, il faut que le diagramme d'échange thermique de la ligne d'échange 2 soit aussi resserré que possible, ceci afin de s'approcher de conditions d'échange thermique réversible. En particulier, il faut, sur le diagramme de la Figure 2, où les enthalpies H sont portées en abscisses et les températures en ordonnées, que les écarts de température entre l'air en cours de refroidissement (courbe C1) et les produits en cours de réchauffement (courbe C2) soient aussi faibles que possible au bout chaud et au bout froid de la ligne d'échange ainsi qu'au début du palier 30 de vaporisation de l'oxygène.

[0019] On a pu obtenir un écart de température moyen voisin de 5°C, avec un écart de température minimal de 1,5°C au début du palier 30, à partir de calculs de simulation, dans les conditions suivantes :

• La haute pression d'air est choisie aussi élevée que possible compte-tenu de la technologie de réalisation de l'échangeur 2 à plaques brasées. Cette haute pression est typiquement comprise entre 60 et 80 bars environ.
• La température intermédiaire T1, qui est la température d'admission de la turbine 8, est voisine de la température de vaporisation de l'oxygène, et de préférence supérieure de 1°C à cette température de vaporisation.
• La pression intermédiaire est choisie de façon que l'air turbiné soit au voisinage de son point de rosée à l'entrée de la roue de la turbine.

[0020] Comme il est bien connu, les turbines cryogéniques possèdent un distributeur d'entrée suivi d'une roue. Le distributeur produit une première détente ou chute enthalpique, qui est une caractéristique de la turbine. La troisième condition ci-dessus permet donc facilement de déterminer la pression intermédiaire, qui est la pression à laquelle l'air doit pénétrer dans la turbine pour se trouver au voisinage de son point de rosée à l'entrée de la roue. Cette pression intermédiaire est comprise entre 30 et 40 bars environ.

[0021] De plus, un certain débit de liquide doit être soutiré en 24. Ce liquide réduit d'autant la quantité de produits à réchauffer dans la ligne d'échange thermique, et son débit est fonction à la fois de la haute pression d'oxygène et de la haute pression d'air. La Figure 3, établie pour une haute pression d'oxygène de 40 bars, montre que le débit de liquide conduisant à l'optimum économique décroît sensiblement linéairement lorsque la haute pression d'air P varie d'une valeur légèrement supérieur à 60 bars jusqu'à 80 bars, suivant une loi du type :

D_L étant, en %, le rapport du débit d'oxygène liquide soutiré au débit total d'oxygène produit.

[0022] Comme on le voit, ce débit D_L pourrait s'annuler si l'on pouvait choisir une haute pression d'air nettement supérieure à 80 bars et, d'après le calcul, de l'ordre de 100 bars.

[0023] Dans l'exemple décrit ci-dessus, l'énergie mécanique produite par la turbine 8 est récupérée pour contribuer à l'entraînement du surpresseur 7, mais ce dernier possède également une source d'énergie extérieure d'entraînement. Si l'on veut, en variante, coupler la turbine 8 et ce surpresseur, pour simplifier l'installation, il est nécessaire d'augmenter la pression intermédiaire ainsi que la température T1, et le calcul montre que ceci conduit à une augmentation du débit D_L ainsi que de l'énergie spécifique.

[0024] A titre d'exemple, les flux d'air à la pression intermédiaire et à la haute pression peuvent représenter environ 20% et environ 25%, respectivement, du débit d'air traité.

[0025] En revenant à la Figure 3, on constate que, lorsqu'on produit de l'oxygène à 40 bars, le débit D_L est d'ordre de 4,5% lorsque la haute pression d'air avoisine 80 bars. Or, ce pourcentage est le rapport de l'argon à l'oxygène dans l'air atmosphérique. Par conséquent, en adjoignant à la double colonne une colonne additionnelle 31 de séparation argon/oxygène suivie de moyens 31A d'élimination des dernières traces d'oxygène puis de moyens 31B de déazotation, comme représenté à la Figure 4, le soutirage de produit liquide nécessaire pour atteindre l'optimum économique peut être constitué uniquement par la production d'argon liquide pur de l'installation.

[0026] Ceci présente un intérêt particulier puisque le procédé décrit ci-dessus, du fait de la relative complexité de l'installation, est avant tout adapté pour être utilisé dans des installations de forte capacité, dans lesquelles l'énergie spécifique est le paramètre le plus important, et ces installations sont précisément celles qui justifient l'adjonction d'une colonne de production d'argon.

[0027] De façon classique, dans le schéma de la Figure 4, la cuve de la colonne 31 est reliée au "piquage argon" de la colonne 11 via deux conduites 32 d'alimentation et 33 de retour, tandis que sa tête est équipée d'un condenseur 34 dans lequel du liquide riche, détendu en 35 jusqu'au voisinage de la pression atmosphérique, est vaporisé puis renvoyé dans la colonne 11 via une conduite 36. L'argon impur gazeux soutiré en tête de la colonne 31 via une conduite 37 est épuré en 31A puis 31B, et l'argon pur est soutiré de l'installation sous forme liquide via une conduite de production 37A.

[0028] En variante, comme indiqué sur la Figure 4, le sous-refroidissement du liquide riche avant sa détente en 21 et éventuellement en 35, peut être réalisé dans un échangeur de chaleur additionnel 38 vaporisant de l'oxygène liquide soutiré en cuve de la colonne 11. Ceci permet de sous-refroidir de 4 à 5°C les grandes quantités de liquide riche qui circulent au cours de la mise en oeuvre d'un procédé "à pompe" et, par suite, d'améliorer le rendement d'extraction en oxygène et, s'il y a lieu, en argon.

[0029] En variante également, comme indiqué en traits pointillés sur les Figures 1 et 4, l'installation peut produire en outre de l'azote gazeux sous pression, cet azote étant prélevé à l'état liquide dans la conduite 22, pompé à la pression désirée par une pompe 39, vaporisé puis réchauffé dans des passages 40 de la ligne d'échange 2, et soutiré via une conduite de production 41.

[0030] On comprend que, dans le procédé de l'invention, tout ou partie du liquide soutiré peut également être constitué d'azote liquide (conduite 25).

[0031] Le liquide vaporisé après pompage peut être de l'oxygène, de l'azote ou de l'argon.

Revendications

1. Procédé de production d'oxygène gazeux sous une haute pression d'au moins 30 bars environ, dans lequel : on distille de l'air dans une installation à double colonne de distillation (1) comprenant une colonne (11) qui fonctionne sous une basse pression et une colonne (10) qui fonctionne sous une moyenne pression ; on pompe (en 9) de l'oxygène liquide soutiré de la colonne basse pression de l'installation (11) ; on vaporise le liquide comprimé, par échange de chaleur, dans un échangeur de chaleur (2) du type à plaques brasées, avec l'air en cours de refroidissement et/ou de liquéfaction ; et on soutire au moins un produit liquide de l'installation (en 24, 25 ; 35A), le débit de produit liquide soutiré étant compris entre 2 et 12% environ du débit total d'oxygène produit, l'air à distiller étant divisé en trois flux dont la somme des débits est égale au débit d'air entrant :

- un premier flux d'air sous la moyenne pression, qui est refroidi jusqu'au voisinage de son point de rosée puis introduit dans la colonne moyenne pression (10) ;

- un deuxième flux d'air sous une haute pression supérieure à 60 bars environ, ce deuxième flux d'air étant entièrement refroidi et liquéfié (en 17) puis, après détente dans une vanne de détente (18), introduit dans la double colonne (1), ledit deuxième flux d'air représentant environ 20 à 25% du débit total d'air à distiller ;et

- un troisième flux d'air sous une pression intermédiaire, ce troisième flux d'air représentant environ 10 à 30% du débit total d'air à distiller, une partie au moins de ce troisième flux d'air étant, à une température intermédiaire de refroidissement, détendu à la moyenne pression dans une turbine (8) avant d'être introduit dans la colonne moyenne pression (10), la pression intermédiaire étant choisie de façon que l'air se trouve au voisinage de son point de rosée à l'entrée de la roue de la turbine, la partie restante éventuelle poursuivant son refroidissement et étant liquéfiée puis détendue dans une vanne de détente (15) et introduite dans la double colonne.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premier, deuxième et troisième flux d'air représentent respectivement environ 55%, environ 20% et environ 25% du débit d'air traité.

3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit produit liquide est au moins en partie de l'argon liquide produit à partir d'une colonne additionnelle (31) de séparation oxygène/argon couplée à la double colonne (12).

4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la totalité dudit produit liquide est constituée d'argon liquide.

5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on assure la compression dudit deuxième flux d'air de la pression intermédiaire à la haute pression uniquement au moyen de l'énergie mécanique fournie par la turbine (8).

6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite température intermédiaire est voisine de la température de vaporisation du liquide sous la haute pression.

7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la haute pression est voisine de 40 bars, et en ce que le débit de produit liquide soutiré de l'installation est sensiblement défini par :

où D_L est, en %, le rapport du débit de produit liquide soutiré au débit total d'oxygène produit, et ou P est la haute pression d'air en bars absolus.

8. Installation de production d'oxygène gazeux sous une haute pression d'au moins 30 bars environ, comprenant : une double colonne de distillation d'air (1) comprenant une colonne fonctionnant sous une basse pression (11) et une colonne fonctionnant sous une moyenne pression (10) ; une colonne (31) de production d'argon liquide couplée à la double colonne (1) ; une pompe (9) de compression d'oxygène liquide soutiré de la colonne basse pression de l'installation (11) ; des moyens de compression (14, 30, 31) de l'air entrant ; un échangeur de chaleur (2) du type à plaques brasées pour mettre en relation d'échange thermique l'air à distiller et l'oxygène liquide comprimé ; et une conduite (24, 25 ; 37A) de soutirage d'au moins un produit liquide de l'installation ; les moyens de compression comprenant des moyens (4, 6, 7) pour créer trois flux d'air, respectivement à la moyenne pression, à une pression intermédiaire et à une haute pression d'air, dont la somme des débits est égale au débit d'air entrant ; l'échangeur de chaleur (2) comportant des premiers passages (13) de refroidissement de l'air moyenne pression de son bout chaud à son bout froid, des seconds passages (14) de refroidissement de l'air sous la pression intermédiaire, et des troisièmes passages (17) de refroidissement de la totalité de l'air haute pression de son bout chaud à son bout froid ; l'installation comprenant une turbine (8) de détente à la moyenne pression d'une partie au moins de l'air sous la pression intermédiaire partiellement refroidi dans lesdits seconds passages (14), des moyens de réglage desdits flux d'air à la pression intermédiaire et à la haute pression à, respectivement, environ 10 à 30% et environ 20 à 25% du débit total d'air à distiller, ainsi que des moyens de réglage du débit dudit produit liquide soutiré à une valeur comprise entre 2 et 12% environ du débit total d'oxygène produit.

9. Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comprend un échangeur de chaleur additionnel (38) pour sous-refroidir le liquide soutiré en cuve de la colonne moyenne pression (10) par vaporisation du liquide soutiré de la colonne basse pression (11).

Claims

1. Process for the production of a gaseous oxygen at a high pressure of at least approximately 30 bar, in which: air is distilled in a plant with a double distillation column (1), including a column (11) which operates at a low pressure and a column (10) which operates at a medium pressure, liquid oxygen withdrawn from the low-pressure column of the plant (11) is pumped (at 9), the compressed liquid is vaporized, by heat exchange, in a heat exchanger (2) of the type with brazed plates, with the air in the course of cooling and/or liquefaction, and at least one liquid product is withdrawn from the plant (at 24, 25; 37A), the flow of liquid product withdrawn being between approximately 2 and 12% of the total flow of oxygen produced, the air to be distilled being divided into three streams, the sum of the flow rates of which is equal to the flow rate of incoming air:

- a first stream of air at the medium pressure, which is cooled to near its dew point and then introduced into the medium-pressure column (10);

- a second stream of air at a high pressure, higher than approximately 60 bar, this second stream of air being completely cooled and liquefied (in 17) and then, after expansion in an expansion valve (18), introduced into the double column (1) the said second stream of air representing approximately 20 to 25% of the total flow of air to be distilled; and

- a third stream of air at an intermediate pressure, this third stream of air representing approximately 10 to 30% of the total flow of air to be distilled, at least a portion of this third stream of air being, at an intermediate cooling temperature, expanded to the medium pressure in a turbine (8) before being introduced into the medium-pressure column (10), the intermediate pressure being chosen so that the air is near its dew point at the entry of the turbine wheel, the possible remaining portion continuing to be cooled and being liquefied, then being expanded in an expansion valve (15) and introduced into the double column.

2. Process in accordance with Claim 1, characterized in that the said first, second and third streams of air represent approximately 55%, approximately 20% and approximately 25% of the flow of air treated, respectively.

3. Process in accordance with Claim 1 or 2, characterized in that the said liquid product is, at least partially, liquid argon produced from an additional column (31) for oxygen/argon separation, coupled to the double column (1).

4. Process in accordance with Claim 3, characterized in that all of the said liquid product consists of liquid argon.

5. Process in accordance with any one of Claims 1 to 4, characterized in that the compression of the said second stream of air from the intermediate pressure to the high pressure is ensured solely by means of the mechanical energy supplied by the turbine (8).

6. Process in accordance with any one of Claims 1 to 5, characterized in that the said intermediate temperature is close to the vaporization temperature of the liquid at the high pressure.

7. Process in accordance with any one of Claims 1 to 6, characterized in that the high pressure is close to 40 bar and in that the flow rate of liquid product withdrawn from the plant is substantially defined by:

where D_L is, in %, the ratio of the flow rate of liquid product withdrawn to the total flow rate of oxygen produced, and where P is the air high pressure in bars absolute.

8. Plant for the production of gaseous oxygen at a high pressure of at least approximately 30 bar, comprising: a double air distillation column (1), comprising a column operating at a low pressure (11) and a column operating at a medium pressure (10); a column (31) for liquid argon production, coupled to the double column (1); a pump (9) for compressing liquid oxygen withdrawn from the low-pressure column of the plant (11); means (14, 30, 31) for compressing the incoming air; a heat exchanger (2) of the type with brazed plates for bringing the air to be distilled and the compressed liquid oxygen into a heat-exchange relationship; and a line (24, 25; 37A) for withdrawing at least one liquid product from the plant; the compression means comprising means (4, 6, 7) for creating three streams of air, at the medium pressure, at an intermediate pressure and at a high pressure of air respectively, the sum of the flow rates of which is equal to the flow rate of incoming air; the heat exchanger (2) having first passages (13) for cooling the medium-pressure air from its warm end to its cold end, second passages (14) for cooling the air at the intermediate pressure and third passages (17) for cooling all of the high-pressure air from its warm end to its cold end; the plant including a turbine (8) for expanding to the medium pressure at least a portion of the air at the intermediate pressure, which is partially cooled in the said second passages (14), means for adjusting the said streams of air at the intermediate pressure and at the high pressure to, respectively, approximately 10 to 30% and approximately 20 to 25% of the total flow of air to be distilled, and means for adjusting the flow of the said liquid product withdrawn to a value between approximately 2 and 12% of the total flow of oxygen produced.

9. Plant according to Claim 8, characterized in that it includes an additional heat exchanger (38) for supercooling the liquid withdrawn from the bottom of the medium-pressure column (10) by vaporization of the liquid withdrawn from the low-pressure column (11).

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von gasförmigem Sauerstoff unter einem hohen Druck von mindestens ungefähr 30 bar, bei dem man:

die Luft in einer Einrichtung mit doppelter Destillationskolonne (1), umfassend eine Kolonne (11), die unter einem niedrigen Druck arbeitet, und eine Kolonne (10), die unter einem mittleren Druck arbeitet, destilliert;

(in 9) den flüssigen Sauerstoff abpumpt, welcher der unter niedrigem Druck arbeitenden Kolonne der Einrichtung (11) entnommen wird;

die komprimierte Flüssigkeit durch den Austausch von Wärme - in einem Wärmetauscher (2) des Typs mit aufgelöteten Platten - mit Luft, die gerade abgekühlt und / oder verflüssigt wird, zur Verdampfung bringt; und

der Einrichtung (in 24, 25; 37A) mindestens ein flüssiges Produkt entnimmt, wobei die Durchflussmenge des entnommenen, flüssigen Produkts zwischen ungefähr 2 und 12 % der gesamten Durchflussmenge an hergestelltem Sauerstoff liegt und die zu destillierende Luft in folgende drei Ströme unterteilt wird, wobei die Summe der Durchflussmengen gleich der Durchflussmenge der eintretenden Luft ist:

- in einen ersten Luftstrom, der unter mittlerem Druck steht, bis in die Nähe seines Taupunkts abgekühlt und dann in die unter mittlerem Druck arbeitende Kolonne (10) eingeleitet wird;

- in einen zweiten Luftstrom, der unter hohem Druck steht, welcher größer als ungefähr 60 bar ist, wobei dieser zweite Luftstrom (in 17) vollständig abgekühlt und verflüssigt wird und anschließend nach der Entspannung in einem Druckminderventil (18) in die Doppelkolonne (1) eingeführt wird, wobei auf diesen zweiten Luftstrom ungefähr 20 bis 25 % der gesamten Durchflussmenge der zu destillierenden Luft entfallen; und

- in einen dritten Luftstrom, der unter einem dazwischenliegenden Druck steht, wobei auf diesen dritten Luftstrom ungefähr 10 bis 30 % der gesamten Durchflussmenge der zu destillierenden Luft entfallen, mindestens ein Teil dieses dritten Luftstroms bei einer dazwischenliegenden Abkühlungstemperatur in einer Turbine (8) auf den mittleren Druck entspannt wird, bevor er in die unter mittlerem Druck arbeitende Kolonne (10) einleitet wird, der dazwischenliegende Druck so gewählt wird, dass die Luft sich am Einlass des Turbinenrads in der Nähe ihres Taupunkts befindet, und der eventuell verbleibende Teil weiterhin abgekühlt und verflüssigt wird und anschließend in einem Druckminderventil (15) entspannt und in die Doppelkolonne einleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf diesen ersten, zweiten und dritten Luftstrom ungefähr 55 %, ungefähr 20 % beziehungsweise ungefähr 25 % der Durchflussmenge der verarbeiteten Luft entfallen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieses flüssige Produkt mindestens zum Teil flüssiges Argon ist, das von einer zusätzlichen Kolonne (31) zur Trennung von Sauerstoff und Argon, welche mit der Doppelkolonne (1) verbunden ist, hergestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtheit dieses flüssigen Produkts aus flüssigem Argon besteht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die Kompression des zweiten Luftstroms von dem dazwischenliegenden Druck auf den hohen Druck allein mit Hilfe der mechanischen, von der Turbine (8) gelieferten Energie gewährleistet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dazwischenliegende Temperatur nahe an der Verdampfungstemperatur der Flüssigkeit liegt, die unter dem hohen Druck steht.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der hohe Druck nahe bei 40 bar liegt und die Durchflussmenge des flüssigen Produkts, das der Einrichtung entnommen wird, im Wesentlichen bestimmt wird durch:

wobei D_L in % das Verhältnis der Durchflussmenge des entnommenen, flüssigen Produkts zu der gesamten Durchflussmenge des hergestellten Sauerstoffs ist und wobei P der hohe Luftdruck in Bar bei absolutem Druck ist.

8. Einrichtung zur Herstellung von gasförmigem Sauerstoff unter einem hohen Druck von mindestens ungefähr 30 bar, umfassend:

- eine Doppelkolonne (1) zur Destillation von Luft, umfassend eine Kolonne (11), die unter einem niedrigen Druck arbeitet, und eine Kolonne (10), die unter einem mittleren Druck arbeitet;

- eine Kolonne (31) zur Herstellung von flüssigem Argon, die mit der Doppelkolonne (1) verbunden ist;

- eine Pumpe (9) zur Kompression des flüssigen Sauerstoffs, welcher der unter niedrigem Druck arbeitenden Kolonne der Einrichtung (11) entnommen wird;

- Mittel zur Kompression (14, 30) der eintretenden Luft;

- einen Wärmetauscher (2) des Typs mit aufgelöteten Platten, um für den thermischen Austausch die zu destillierende Luft und den komprimierten, flüssigen Sauerstoff in Verbindung zu bringen; und

- eine Leitung (24, 25; 37A) zur Entnahme wenigstens eines flüssigen Produkts aus der Einrichtung;

wobei die Mittel zur Kompression wiederum Mittel (4, 6, 7) umfassen, um drei Luftströme zu erzeugen, die unter dem mittlerem Druck, unter einem dazwischenliegenden Druck und unter einem hohen Luftdruck stehen, wobei die Summe der Durchflussmengen gleich der Durchflussmenge der eintretenden Luft ist;
wobei der Wärmetauscher (2) erste Durchlassöffnungen (13) zur Abkühlung der unter mittlerem Druck stehenden Luft von seinem heißen Ende zu seinem kalten Ende, zweite Durchlassöffnungen (14) zur Abkühlung der unter dem dazwischenliegenden Druck stehenden Luft und dritte Durchlassöffnungen (17) zur Abkühlung der gesamten, unter hohem Druck stehenden Luft von seinem heißen Ende zu seinem kalten Ende umfasst;
wobei die Einrichtung eine Turbine (8) zur Entspannung - auf den mittleren Druck - von wenigstens einem Teil der unter dem dazwischenliegenden Druck stehenden Luft, die teilweise in den zweiten Durchlassöffnungen (14) abgekühlt worden ist, Mittel zur Regelung dieser Luftströme, die unter dem dazwischenliegenden und unter dem hohen Druck stehen, auf ungefähr 10 bis 30 % beziehungsweise auf ungefähr 20 bis 25 % der gesamten Durchflussmenge der zu destillierenden Luft sowie Mittel zur Regelung der Durchflussmenge des entnommenen, flüssigen Produkts auf einen Wert zwischen ungefähr 2 und 12 % der gesamten Durchflussmenge des hergestellten Sauerstoffs umfasst.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen zusätzlichen Wärmetauscher (38) umfasst, um die Flüssigkeit, die in der Wanne der unter mittlerem Druck arbeitenden Kolonne (10) entnommen wird, durch Verdampfung der Flüssigkeit, die der unter niedrigem Druck arbeitenden Kolonne (11) entnommen wird, zu unterkühlen.

Dessins