Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung eines gasförmigen Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft

Abstract

 Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zur Erzeugung eines gasförmigen Sauerstoff-Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Destilliersäulen-System, das mindestens eine Niederdrucksäule (90) und eine Hochdrucksäule (80) aufweist. Einsatzluft (1) wird in einem Luftverdichter (2) verdichtet. Die verdichtete Einsatzluft (3) wird gereinigt. Mindestens ein Teil (7) der gereinigten Einsatzluft (6) wird in einem warmen Nachverdichter (8) nachverdichtet. Ein erster Teilstrom (11, 15) der gereinigten Einsatzluft (6) wird in einer ersten Entspannungsmaschine (16) arbeitsleistend entspannt und mindestens zum Teil in die Hochdrucksäule (80) eingeleitet (17). Ein zweiter Teilstrom (12, 18) der gereinigten Einsatzluft (6) wird in einem Hauptwärmetauscher (14) auf eine Zwischentemperatur abgekühlt, in einem Kaltverdichter (19) nachverdichtet, im Hauptwärmetauscher (14) weiter abgekühlt und verflüssigt oder pseudo-verflüssigt und anschließend in das Destilliersäulen-System eingeleitet (21, 23). Ein dritter Teilstrom (13, 413, 513, 24) der gereinigten Einsatzluft (6) wird in einer zweiten Entspannungsmaschine (25) arbeitsleistend entspannt. Ein flüssiger Sauerstoff-Produktstrom (30, 32) wird aus dem Destilliersäulen-System entnommen, in flüssigem Zustand auf einen erhöhten Druck gebracht (31), unter diesem erhöhten Druck im Hauptwärmetauscher (14) verdampft oder pseudo-verdampft, auf etwa Umgebungstemperatur angewärmt und schließlich als gasförmiger Sauerstoff-Druckproduktstrom (33) abgezogen. Die beiden Entspannungsmaschinen (16, 25) sind mit je einer der beiden Verdichtungsmaschinen, dem warmen Nachverdichter (8) und dem Kaltverdichter (19), gekoppelt. Mindestens ein Teil (27) des arbeitsleistend entspannten dritten Teilstroms (26) wird in die-Niederdrucksäule (90) eingeleitet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung eines gasförmigen Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Verfahren und Vorrichtungen zur Tieftemperaturzerlegung von Luft sind zum Beispiel aus Hausen/Linde, Tieftemperaturtechnik, 2. Auflage 1985, Kapitel 4 (Seiten 281 bis 337) bekannt.

[0003] Das Destilliersäulen-System der Erfindung kann als Zwei-Säulen-System (zum Beispiel als klassisches Linde-Doppelsäulensystem) ausgebildet sein, oder auch als Drei- oder Mehr-Säulen-System. Es kann zusätzlich zu den Kolonnen zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung weitere Vorrichtungen zur Gewinnung hochreiner Produkte und/oder anderer Luftkomponenten, insbesondere von Edelgasen aufweisen, beispielsweise eine Argongewinnung und/oder eine Krypton-Xenon-Gewinnung.

[0004] Bei dem Prozess wird ein flüssig auf Druck gebrachter Sauerstoff-Produktstrom gegen einen Wärmeträger verdampft und schließlich als gasförmiges Druckprodukt gewonnen. Diese Methode wird auch als Innenverdichtung bezeichnet. Sie dient zur Gewinnung von Drucksauerstoff. Für den Fall eines überkritischen Drucks findet kein Phasenübergang im eigentlichen Sinne statt, der Produktstrom wird dann "pseudo-verdampft".

[0005] Gegen den (pseudo-)verdampfenden Produktstrom wird ein unter hohem Druck stehender Wärmeträger verflüssigt (beziehungsweise pseudo-verflüssigt, wenn er unter überkritischem Druck steht). Der Wärmeträger wird häufig durch einen Teil der Luft gebildet, im vorliegenden Fall von dem "zweiten Teilstrom" der verdichteten Einsatzluft.

[0006] Innenverdichtungsverfahren sind zum Beispiel bekannt aus DE 830805, DE 901542 (= US 2712738/US 2784572), DE 952908, DE 1103363 (= US 3083544), DE 1112997 (= US 3214925), DE 1124529, DE 1117616 (= US 3280574), DE 1226616 (= US 3216206), DE 1229561 (= US 3222878), DE 1199293, DE 1187248 (= US 3371496), DE 1235347, DE 1258882 (= US 3426543), DE 1263037 (= US 3401531), DE 1501722 (= US 3416323), DE 1501723 (= US 3500651), DE 253132 (= US 4279631 ), DE 2646690, EP 93448 B1 (= US 4555256), EP 384483 B1 (= US 5036672), EP 505812 B1 (= US 5263328), EP 716280 B1 (= US 5644934), EP 842385 B1 (= US 5953937), EP 758733 B1 (= US 5845517), EP 895045 B1 (= US 6038885), DE 19803437 A1, EP 949471 B1 (= US 6185960 B1), EP 955509 A1 (= US 6196022 B1), EP 1031804 A1 (=US 6314755), DE 19909744 A1, EP 1067345 A1 (= US 6336345), EP 1074805 A1 (= US 6332337), DE 19954593 A1, EP 1134525 A1 (= US 6477860), DE 10013073 A1, EP 1139046 A1, EP 1146301 A1, EP 1150082 A1, EP 1213552 A1, DE 10115258 A1, EP 1284404 A1 (= US 2003051504 A1). EP 1308680 A1 (= US 6612129 B2), DE 10213212 A1, DE 10213211 A1, EP 1357342 A1 oder DE 10238282 A1 DE 10302389 A1, DE 10334559 A1, DE 10334560 A1, DE 10332863 A1, EP 1544559 A1, EP 1585926 A1, DE 102005029274 A1 EP 1666824 A1, EP 1672301 A1, DE 102005028012 A1, WO 2007033838 A1, WO 2007104449 A1, EP 1845324 A1, DE 102006032731 A1, EP 1892490 A1, DE 102007014643 A1, A1, EP 2015012 A2, EP 2015013 A2, EP 2026024 A1, WO 2009095188 A2 oder DE 102008016355 A1.

[0007] Der Begriff "Entspannungsmaschine" umfasst jede Maschine zur arbeitsleistenden Entspannung eines Prozessstroms. Bevorzugt werden die Entspannungsmaschinen bei der Erfindung durch Expansionsturbinen gebildet.

[0008] Der "Hauptwärmetauscher" kann aus einem oder mehreren parallel und/oder seriell verbundenen Wärmetauscherabschnitten gebildet sein, zum Beispiel aus einem oder mehreren Plattenwärmetauscher-Blöcken. Er dient zur Abkühlung der Einsatzluftströme in indirektem Wärmeaustausch mit Rückströmen aus dem Destilliersäulen-System.

[0009] Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus WO 2008110734 A2 bekannt. Bei diesem Prozess ist entscheidend, dass die zweite Entspannungsmaschine abschaltbar ist und der gesamte dritte Teilstrom stromabwärts der zweiten Entspannungsmaschine in die Atmosphäre abgeblasen wird, damit er die Rektifikation nicht stört.

[0010] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine entsprechende Vorrichtung anzugeben, die wirtschaftlich besonders günstig zu betreiben sind.

[0011] Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

[0012] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mindestens ein Teil der Luft aus der zweiten Entspannungsmaschine (dritter Teilstrom) nicht verworfen, sondern in der Rektifikation verwendet, genauer in der Niederdrucksäule. Damit wird einerseits die Ausbeute der Anlage erhöht und der bereits in den dritten Teilstrom gesteckte Reinigungsaufwand geht nicht verloren; andererseits kann die zweite Entspannungsmaschine nach wie vor mit einem besonders niedrigen Austrittsdruck, also mit relativ hoher Leistung, betrieben werden.

[0013] Vorzugsweise ist der Austrittsdruck der zweiten Entspannungsmaschine etwa gleich dem Betriebsdruck der Niederdrucksäule (plus Leitungsverlusten). Alternativ kann er auch höher als der Niederdrucksäulendruck sein, dies wäre jedoch mit energetischen Verlusten verbunden und kann nur unter besonderen Umständen sinnvoll sein.

[0014] Im Rahmen der Erfindung kann der gesamte dritte Teilstrom in de Niederdrucksäule geführt werden. Vorzugsweise werden mindestens 30 %, insbesondere mindestens 50 %, des arbeitsleistend entspannten dritten Teilstroms in die Niederdrucksäule eingeleitet. (Als "dritter Teilstrom" wird an dieser Stelle der gesamte durch die zweite Entspannungsmaschine geführte Luftstrom bezeichnet.)

[0015] Der Rest des arbeitsleistend entspannten dritten Teilstroms oder ein Teil davon kann in den Luftverdichter zurückgeführt werden. Je nach Austrittsdruck der zweiten Entspannungsmaschine wird er dem Luftverdichter am Eintritt oder an einer Zwischenstufe zugeführt, normalerweise am Eintritt.

[0016] Alternativ oder zusätzlich ein Teil des arbeitsleistend entspannten dritten Teilstroms in die Atmosphäre abgelassen wird. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn der Austrittsdruck der zweiten Entspannungsmaschine auf dem Niveau des Niederdrucksäulendrucks liegt.

[0017] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die gesamte Einsatzluft gemeinsam in dem warmen Nachverdichter nachverdichtet werden, also insbesondere der erste, der zweite und der dritte Teilstrom. (Eventuell für andere Zwecke abgezweigte Luftteile, so genannte Instrumentenluft, werden hier nicht zur "gesamten Einsatzluft" gezählt.) Die Abzweigung des dritten Teilstroms von anderen Luftteilen findet dann stromabwärts des warmen Nachverdichters statt. Diese Verfahrensweise ist insbesondere bei serieller Verbindung der Turbinen sinnvoll, kann aber auch bei Parallelschaltung eingesetzt werden.

[0018] Alternativ werden der erste und der zweite Teilstrom in dem warmen Nachverdichter nachverdichtet, und der dritte Teilstrom wird an dem warmen Nachverdichter vorbeigeführt. Die Abzweigung des dritten Teilstroms von anderen Luftteilen findet hier stromaufwärts des warmen Nachverdichters statt.

[0019] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der zweite Teilstrom in dem warmen Nachverdichter nachverdichtet wird, und der erste und der dritte Teilstrom werden an dem warmen Nachverdichter vorbeigeführt. Die Abzweigung des dritten Teilstroms von anderen Luftteilen findet hier ebenfalls stromaufwärts des warmen Nachverdichters beziehungsweise stromabwärts der gemeinsamen Abzweigung von erstem und drittem Teilstrom aus dem gereinigten, aber nicht nachverdichteten Einsatzluftstrom statt.

[0020] Zum Beispiel wird der dritte Teilstrom unter etwa dem Austrittsdruck des Luftverdichters beziehungsweise unter etwa dem Austrittsdruck des warmen Nachverdichters in die zweite Entspannungsmaschine eingeführt. In diesem Fall findet die Aufspaltung in den ersten und dritten Teilstrom stromaufwärts der arbeitsleistenden Entspannungen statt. Die beiden Entspannungsmaschinen sind parallel geschaltet.

[0021] Alternativ wird der dritte Teilstrom gemeinsam mit dem ersten Teilstrom in der ersten Entspannungsmaschine entspannt und stromabwärts der ersten Entspannungsmaschine getrennt von dem ersten Teilstrom der zweiten Entspannungsmaschine zugeleitet. Die Aufspaltung in den ersten und dritten Teilstrom wird also erst stromaufwärts der ersten Entspannungsmaschine durchgeführt. Die beiden Entspannungsmaschinen sind seriell geschaltet.

[0022] Vorzugsweise stellt bei dem Verfahren der Luftverdichter die einzige mit externer Energie angetriebene Maschine zur Verdichtung von Luft dar. Unter einer "einzigen Maschine" wird hier ein einstufiger oder mehrstufiger Verdichter verstanden, dessen Stufen alle mit dem gleichen Antrieb verbunden sind, wobei alle Stufen in demselben Gehäuse untergebracht oder mit demselben Getriebe verbunden sind. In diesem Luftverdichter wird vorzugsweise die gesamte Einsatzluft auf einen Druck verdichtet, der deutlich über dem höchsten Druck des Destilliersäulen-Systems, insbesondere deutlich über dem Betriebsdruck der Hochdrucksäule liegt. Dieser Druckunterschied zwischen dem Austrittsdruck des Luftverdichters und dem Betriebsdruck der Hochdrucksäule beträgt beispielsweise mindestens 4 bar und liegt vorzugsweise zwischen 6 und 16 bar. In dieser Variante wird die im Luftverdichter verdichtete Gesamtluft (bis auf mögliche kleinere Anteile wie zum Beispiel Instrumentenluft) vorzugsweise vollständig auf die drei Teilströme aufgeteilt.

[0023] Außerdem kann bei dem Verfahren eine Stickstoff-Innenverdichtung ergänzt werden, indem ein flüssiger Stickstoff-Produktstrom aus dem Destilliersäulen-System entnommen, in flüssigem Zustand auf einen erhöhten Druck gebracht, unter diesem erhöhten Druck im Hauptwärmetauscher verdampft oder pseudo-verdampft, auf etwa Umgebungstemperatur angewärmt und schließlich als gasförmiger Stickstoff-Druckproduktstrom abgezogen wird.

[0024] Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 12. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann durch die folgenden Merkmale ergänzt werden, die einzeln unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination angewendet werden können.

[0025] Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen:

Figuren 1 bis 4

vier Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Parallelschaltung der Entspannungsmaschinen und

Figuren 5 und 6

zwei weitere Ausführungsbeispiel mit serieller Schaltung der Entspannungsmaschinen.

[0026] In seiner Funktion nicht dargestellt ist in den Figuren das Destilliersäulen-System; es ist als klassisches Linde-Doppelsäulensystem ausgestaltet, bei dem Niederdrucksäule 90 und Hochdrucksäule 80 übereinander angeordnet sind und über einen Hauptkondensator in wärmetauschender Verbindung stehen.

[0027] In Figur 1 wird atmosphärische Luft als Einsatzluft über Leitung 1 von einem Luftverdichter 2 angesaugt und dort auf einen Druck verdichtet, der deutlich höher als der Betriebsdruck der Hochdrucksäule 80 ist. Der Luftverdichter ist in der Regel mehrstufig, insbesondere vier-, fünf- oder sechsstufig ausgebildet. In der Figur 1 ist ein vierstufiger Luftverdichter gezeichnet, wobei sich zwischen den Stufen je ein Zwischenkühler befindet. Die verdichtete Einsatzluft 3 wird einer Vorkühlung 4 ("Precooling") zugeführt, in dem die Verdichtungswärme der letzten Stufe des Luftverdichters in direktem oder indirektem Wärmeaustausch mit Kühlwasser entfernt wird. Die vorgekühlte Einsatzluft wird in einer Reinigungseinrichtung 5, die vorzugsweise als Molekularsieb-Adsorber ausgebildet ist, gereinigt. Die gereinigte Einsatzluft 6 wird in dem Ausführungsbeispiel drei Teilströme aufgeteilt, die alle in einem Hauptwärmetauscher 14 abgekühlt werden:

• Ein erster Teilstrom 11 wird nach Abkühlung im Hauptwärmetauscher 14 auf eine erste Zwischentemperatur über Leitung 15 der arbeitsleistenden Entspannung in einer ersten Entspannungsmaschine 16 zugeführt und anschließend über Leitung 17 in die Hochdrucksäule 80 des Destilliersäulen-Systems eingeleitet.
• Ein zweiter Teilstrom 12 wird zunächst über Leitung 7 zu einem warmen Nachverdichter 8 mit Nachkühler 9 geführt und dort nachverdichtet; der nachverdichtete zweite Teilstrom 12 wird im Hauptwärmetauscher 14 auf eine zweite Zwischentemperatur abgekühlt, über Leitung 18 aus dem Hauptwärmetauscher 14 entnommen, in einem Kaltverdichter 19 weiter verdichtet, bei einer dritten Zwischentemperatur über Leitung 20 wieder in den Hauptwärmetauscher 14 eingeführt und dort weiter abgekühlt und schließlich verflüssigt beziehungsweise - falls der Druck des zweiten Teilstroms überkritisch ist
• pseudo-verflüssigt. Der (pseudo-)verflüssigte zweite Teilstrom 21 wird in einem Drosselventil 22 auf etwa den Druck der Hochdrucksäule 80 entspannt und schließlich in die Hochdrucksäule 80 eingeleitet. Ein Teil des entspannten dritten Teilstroms 23 kann auch direkt in die Niederdrucksäule 90 eingespeist werden.
• Ein dritter Teilstrom 13 der gereinigten Einsatzluft 6 wird nach Abkühlung im Hauptwärmetauscher 14 auf eine vierte Zwischentemperatur abgekühlt, und über Leitung 24 der arbeitsleistenden Entspannung in einer zweiten Entspannungsmasphine 25 zugeführt. Der arbeitsleistend auf etwas über Niederdrucksäulendruckentspannte dritte Teilstrom 26 wird zu einem ersten Teil, der etwa 50 % umfasst, über Leitung 27 in die Niederdrucksäule 90 des Destilliersäulen-Systems eingeleitet. Der Rest 28 wird im Hauptwärmetauscher 14 auf etwa Umgebungstemperatur angewärmt und über Leitung 29 dem Luftverdichter am Eintritt zugeführt.

[0028] Der erste und der dritte Teilstrom 11, 13 werden hier gemeinsam vom Austritt der Reinigungseinrichtung 5 über Leitung 10 zum warmen Ende des Hauptwärmetauschers 14 geführt.

[0029] Ein flüssiger Sauerstoff-Produktstrom 30 wird aus der Niederdrucksäule 90 entnommen, in einer Pumpe 31 in flüssigem Zustand auf einen erhöhten Druck gebracht (52), unter diesem erhöhten Druck im Hauptwärmetauscher verdampft oder, falls der Druck höher als der kritische Druck ist, pseudo-verdampft, auf etwa Umgebungstemperatur angewärmt und schließlich als gasförmiger Sauerstoff-Druckproduktstrom 33 abgezogen.

[0030] Auch ein Stickstoff-Druckprodukt kann mittels Innenverdichtung gewonnen werden. Hierzu wird ein flüssiger Stickstoff-Produktstrom aus der Hochdrucksäule oder deren Kopfkondensator, dem Hauptkondensator entnommen, in einer Pumpe in flüssigem Zustand auf einen erhöhten Druck gebracht, unter diesem erhöhten Druck im Hauptwärmetauscher verdampft oder, falls der Druck höher als der kritische Druck ist, pseudo-verdampft, auf etwa Umgebungstemperatur angewärmt und schließlich als gasförmiger Stickstoff-Druckproduktstrom abgezogen werden.

[0031] Weitere Rückströme aus dem Destilliersäulen-System sind gasförmiger Sauerstoff 36, unreiner Stickstoff 35 und reiner Stickstoff 36. Außerdem können Flüssigsauerstoff und Flüssigstickstoff sowohl aus der Hochdrucksäule als auch aus der Niederdrucksäule entnommen werden. Die gasförmigen Produkte werden im Hauptwärmetauscher 14 auf etwa Umgebungstemperatur angewärmt und schließlich über die Leitungen 37,-38 und 39 abgezogen.

[0032] In der fakultativen Passagengruppe 40 des Hauptwärmetauschers 14 kann der zweite Teilstrom 7 stromaufwärts des warmen Nachverdichters 8 vorgekühlt werden. Der Nachkühler kann dann unter Umständen entfallen.

[0033] Figur 2 unterscheidet sich von Figur 1 ausschließlich dadurch, dass der dritte Teilstrom 13 stromaufwärts der zweiten Entspannungsmaschine 25 nicht im Hauptwärmetauscher 14 abgekühlt wird, sondern direkt unter etwa Umgebungstemperatur zur arbeitsleistenden Entspannung geführt wird. Entsprechend ist auch die Austrittstemperatur der Entspannungsmaschine 25 größer und Leitung 28 wird daher bei einer höheren Zwischentemperatur in dem Hauptwärmetauscher eingeführt als-Strom 20 aus dem Kaltverdichter 19.

[0034] Figur 3 unterscheidet sich von Figur 1 ausschließlich dadurch, dass der Rest 28 des arbeitsleistend entspannten dritten Teilstroms 26, der nicht über Leitung 27 in die Niederdrucksäule 90 geht, nicht dem Luftverdichter zugeführt, sondern über Leitung 329 in die Atmosphäre abgelassen wird.

[0035] Figur 4 unterscheidet sich von Figur 1 ausschließlich dadurch, dass nicht nur der zweite Teilstrom 12, sondern auch der erste Teilstrom 11 im warmen Nachverdichter 8 nachverdichtet wird. Der dritte Teilstrom 413 wird direkt stromabwärts der Reinigungseinrichtung 5 abgezweigt.

[0036] Die speziellen Merkmale der Figuren 2 bis 4 können selbstverständlich untereinander beliebig kombiniert werden. Insbesondere kann die gemeinsam Nachverdichtung des ersten und des zweiten Teilstroms gemäß Figur 4 auch in den Verfahren gemäß den Figuren 2 und 3 angewendet werden.

[0037] Figur 5 entspricht weitgehend einer Kombination der Figur 2 (Abblasen des Rests 28, 329 des arbeitsleistend entspannten dritten Teilstroms 26 in die Atmosphäre; alternativ könnte der Strom 329 auch analog zu Figur 1 zum Luftverdichter geführt werden) mit der Figur 4 (gemeinsame warme Nachverdichtung des ersten Teilstroms 11 und des zweiten Teilstroms 413), allerdings sind in Figur 5 die beiden Entspannungsmaschinen 16, 525 nicht parallel, sondern seriell verbunden. Der erste und der dritte Teilstrom werden hier gemeinsam (Leitungen 510 und 515) der ersten Entspannungsmaschine 16 zugeleitet. Der arbeitsleistend entspannte gemeinsame Strom 516 wird in dem Beispiel in die Hochdrucksäule 80 eingeleitet, wobei der erste Teilstrom als Dampf im Inneren der Hochdrucksäule aufsteigt. Der dritte Teilstrom 513 wird unmittelbar an der Einspeisestelle wieder entnommen. (Äquivalent dazu könnte die Aufteilung zwischen erstem und drittem Teilstrom auch stromaufwärts der Hochdrucksäule 80 durchgeführt werden; der dritte Teilstrom würde dann an der Hochdrucksäule 80 vorbeigeführt.

[0038] Figur 6 stellt eine Abwandlung der Figur 5 dar. Hier wird - analog zu Figur 1 - nur der zweite Teilstrom 12 in dem warmen Nachverdichter 8 nachverdichtet. Der erste und der dritte Teilstrom werden gemeinsam über Leitung 610 am Nachverdichter 8 vorbeigeführt.

Ansprüche

1. Verfahren zur Erzeugung eines gasförmigen Sauerstoff-Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Destilliersäulen-System, das mindestens eine Niederdrucksäule (90) und eine Hochdrucksäule (80) aufweist, wobei bei dem Verfahren

- Einsatzluft (1) in einem Luftverdichter (2) verdichtet wird,

- die verdichtete Einsatzluft (3) gereinigt wird,

- mindestens ein Teil (7) der gereinigten Einsatzluft (6) in einem warmen Nachverdichter (8) nachverdichtet wird,

- ein erster Teilstrom (11, 15) der gereinigten Einsatzluft (6) in einer ersten Entspannungsmaschine (16) arbeitsleistend entspannt wird, und mindestens zum Teil in die Hochdrucksäule (80) eingeleitet (17) wird,

- ein zweiter Teilstrom (12, 18) der gereinigten Einsatzluft (6) in einem Hauptwärmetauscher (14) auf eine Zwischentemperatur abgekühlt, in einem Kaltverdichter (19) nachverdichtet, im Hauptwärmetauscher (14) weiter abgekühlt und verflüssigt oder pseudo-verflüssigt und anschließend in das Destilliersäulen-System eingeleitet (21, 23) wird,

- ein dritter Teilstrom (13, 413, 513, 24) der gereinigten Einsatzluft (6) in einer zweiten Entspannungsmaschine (25) arbeitsleistend entspannt wird,

- ein flüssiger Sauerstoff-Produktstrom (30, 32) aus dem Destilliersäulen-System entnommen, in flüssigem Zustand auf einen erhöhten Druck gebracht (31), unter diesem erhöhten Druck im Hauptwärmetauscher (14) verdampft oder pseudo-verdampft, auf etwa Umgebungstemperatur angewärmt und schließlich als gasförmiger Sauerstoff-Druckproduktstrom (33) abgezogen wird,

- die beiden Entspannungsmaschinen (16, 25) mit je einer der beiden Verdichtungsmaschinen, dem warmen Nachverdichter (8) und dem Kaltverdichter (19), gekoppelt sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

- mindestens ein Teil (27) des arbeitsleistend entspannten dritten Teilstroms (26) in die Niederdrucksäule (90) eingeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 30 %, insbesondere mindestens 50 % des arbeitsleistend entspannten dritten Teilstroms in die Niederdrucksäule eingeleitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil (28, 29) des arbeitsleistend entspannten dritten Teilstroms (26) in den Luftverdichter zurückgeführt wird, insbesondere zu dessen Eintritt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil (28, 329) des arbeitsleistend entspannten dritten Teilstroms (26) in die. Atmosphäre abgelassen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, der zweite und der dritte Teilstrom in dem warmen Nachverdichter (8) nachverdichtet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Teilstrom in dem warmen Nachverdichter (8) nachverdichtet werden und der dritte Teilstrom (13, 413) an dem warmen Nachverdichter (8) vorbeigeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilstrom in dem warmen Nachverdichter nachverdichtet wird und der erste und der dritte Teilstrom an dem warmen Nachverdichter (8) vorbeigeführt (10, 510) werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Teilstrom (13, 413) unter etwa dem Austrittsdruck des Luftverdichters (2) beziehungsweise unter etwa dem Austrittsdruck des warmen Nachverdichters (8) in die zweite Entspannungsmaschine eingeführt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Teilstrom (513) gemeinsam (510, 515) mit dem ersten Teilstrom in der ersten Entspannungsmaschine (16) entspannt wird und stromabwärts der ersten Entspannungsmaschine (16) getrennt von dem ersten Teilstrom der zweiten Entspannungsmaschine (24) zugeleitet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftverdichter (2) die einzige mit externer Energie angetriebene Maschine zur Verdichtung von Luft darstellt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein flüssiger Stickstoff-Produktstrom aus dem Destilliersäulen-System entnommen, in flüssigem Zustand auf einen erhöhten Druck gebracht, unter diesem erhöhten Druck im Hauptwärmetauscher verdampft oder pseudo-verdampft, auf etwa Umgebungstemperatur angewärmt und schließlich als gasförmiger Stickstoff-Druckproduktstrom abgezogen wird.

12. Vorrichtung zur Erzeugung eines gasförmigen Sauerstoff-Druckprodukts durch Tieftemperaturzerlegung von Luft

- mit einem Destilliersäulen-System, das mindestens eine Niederdrucksäule (90) und eine Hochdrucksäule (80) aufweist,

- mit einem Luftverdichter (2) zum Verdichten von Einsatzluft (1),

- mit einer Reinigungseinrichtung (5) zum Reinigen der verdichteten Einsatzluft,

- mit einem warmen Nachverdichter (8) zum Nachverdichten mindestens eines Teils (7) der gereinigten Einsatzluft (6),

- mit einer ersten Entspannungsmaschine (16) zum arbeitsleistenden Entspannen eines ersten Teilstroms (11, 15) der gereinigten Einsatzluft (6),

- mit Mitteln zum Einleiten (17) des entspannten ersten Teilstroms in die Hochdrucksäule (80),

- mit einem Hauptwärmetauscher (14) zum Abkühlen eines zweiten Teilstrom (12, 18) der gereinigten Einsatzluft (6) auf eine Zwischentemperatur

- mit einem Kaltverdichter (19) zum Nachverdichten des abgekühlten zweiten Teilstroms,

- mit Mitteln zum weiteren Abkühlen und Verflüssigen oder Pseudo-Verflüssigen des nachverdichteten zweiten Teilstroms,

- mit Mitteln zum Einleiten (21, 23) des (pseudo-)verflüssigten zweiten Teilstroms in das Destilliersäulen-System,

- mit einer zweiten Entspannungsmaschine (25) zum arbeitsleistenden Entspannen eines dritten Teilstroms (13, 413, 513, 24) der gereinigten Einsatzluft (6),

- mit Mitteln, um einen flüssigen Sauerstoff-Produktstrom (30, 32) aus dem Destilliersäulen-System zu entnehmen, in flüssigem Zustand auf einen erhöhten Druck zu bringen (31), unter diesem erhöhten Druck im Hauptwärmetauscher (14) zu verdampfen oder zu pseudo-verdampfen, auf etwa Umgebungstemperatur anzuwärmen und schließlich als gasförmiger Sauerstoff-Druckproduktstrom (33) abzuziehen,

- mit Mitteln zur Kopplung der beiden Entspannungsmaschinen (16, 25) mit je einer der beiden Verdichtungsmaschinen, dem warmen Nachverdichter (8) und dem Kaltverdichter (19),

gekennzeichnet durch

- Mittel zum Einleiten mindestens eines Teils (27)des arbeitsleistend entspannten dritten Teilstroms (26) in die Niederdrucksäule (90).

Zeichnung