Verfahren und Anlage zur Tieftemperaturzerleauna von Luft

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft und eine entsprechende Anlage gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

Stand der Technik

Die Herstellung von Luftprodukten in flüssigem oder gasförmigem Zustand durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in Luftzerlegungsanlagen ist bekannt und

beispielsweise bei H.-W. Häring (Hrsg.), Industrial Gases Processing, Wiley-VCH,

2006, insbesondere Abschnitt 2.2.5, "Cryogenic Rectification", beschrieben.

Luftzerlegungsanlagen weisen Rektifikationskolonnensysteme auf, die

herkömmlicherweise beispielsweise als Zweikolonnensysteme, insbesondere als klassische Linde-Doppelkolonnensysteme, aber auch als Drei- oder

Mehrkolonnensysteme ausgebildet sein können. Neben den Rektifikationskolonnen zur Gewinnung von Stickstoff und/oder Sauerstoff in flüssigem und/oder gasförmigem Zustand, also den Rektifikationskolonnen zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung, können Rektifikationskolonnen zur Gewinnung weiterer Luftkomponenten, insbesondere der Edelgase Krypton, Xenon und/oder Argon, vorgesehen sein. Häufig werden dabei die Begriffe "Rektifikation" und "Destillation" sowie "Säule" und "Kolonne" bzw. hieraus zusammengesetzte Begriffe synonym verwendet.

Die Rektifikationskolonnen der genannten Rektifikationskolonnensysteme werden auf unterschiedlichen Druckniveaus betrieben. Bekannte Doppelkolonnensysteme weisen eine sogenannte Hochdruckkolonne (auch als Druckkolonne, Mitteldruckkolonne oder untere Kolonne bezeichnet) und eine sogenannte Niederdruckkolonne (auch als obere Kolonne bezeichnet) auf. Die Hochdruckkolonne wird typischerweise auf einem

Druckniveau von 4 bis 7 bar, insbesondere ca. 5,3 bar, betrieben. Die

Niederdruckkolonne wird auf einem Druckniveau von typischerweise 1 bis 2 bar, insbesondere ca. 1 ,4 bar, betrieben. In bestimmten Fällen können in beiden

Rektifikationskolonnen auch höhere Druckniveaus eingesetzt werden. Bei den hier und nachfolgend angegebenen Drücken handelt es sich um Absolutdrücke am Kopf der jeweils angegebenen Kolonnen.

Zur Bereitstellung von Druckstickstoff als Hauptprodukt sind aus dem Stand der Technik sogenannte SPECTRA-Verfahren bekannt. Diese werden weiter unten noch ausführlich erläutert. Die vorliegende Erfindung stellt sich in Ausgestaltungen die Aufgabe, solche SPECTRA-Verfahren zu verbessern, vornehmlich hinsichtlich des Energieverbrauchs und der Stoffausbeute. Eine Schwerpunkt der an die vorliegende Erfindung gestellten Aufgabe besteht insbesondere auch darin, ein Verfahren und eine Luftzerlegungsanlage anzugeben, mittels welchem bzw. welcher neben größeren Mengen an hochreinem, gasförmigem Stickstoff auf einem deutlich

überatmosphärischen Druckniveau auch ein weiteres Stickstoffprodukt und/oder Argon in vorteilhafter Weise bereitgestellt werden können.

Offenbarung der Erfindung

Vor diesem Hintergrund schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur

Tieftemperaturzerlegung von Luft und eine entsprechende Anlage mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vor. Bevorzugte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.

Vor der Erläuterung der Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden einige Grundlagen der vorliegenden Erfindung näher erläutert und nachfolgend verwendete Begriffe definiert.

Die in einer Luftzerlegungsanlage eingesetzten Vorrichtungen sind in der zitierten Fachliteratur, beispielsweise bei Häring (s.o.) in Abschnitt 2.2.5.6, "Apparatus", beschrieben. Sofern die nachfolgenden Definitionen nicht hiervon abweichen, wird daher zum Sprachgebrauch, der im Rahmen der vorliegenden Anmeldung verwendet wird, ausdrücklich auf die zitierte Fachliteratur verwiesen.

Flüssigkeiten und Gase können im hier verwendeten Sprachgebrauch reich oder arm an einer oder an mehreren Komponenten sein, wobei "reich" für einen Gehalt von wenigstens 75%, 90%, 95%, 99%, 99,5%, 99,9% oder 99,99% und "arm" für einen Gehalt von höchstens 25%, 10%, 5%, 1%, 0,1% oder 0,01% auf Mol-, Gewichts- oder Volumenbasis stehen kann. Der Begriff "überwiegend" kann der Definition von "reich" entsprechen. Flüssigkeiten und Gase können ferner angereichert oder abgereichert an einer oder mehreren Komponenten sein, wobei sich diese Begriffe auf einen Gehalt in einer Ausgangsflüssigkeit oder einem Ausgangsgas beziehen, aus der oder dem die Flüssigkeit oder das Gas gewonnen wurde. Die Flüssigkeit oder das Gas sei

"angereichert", wenn diese oder dieses zumindest den 1 ,1 -fachen, 1 ,5-fachen, 2- fachen, 5-fachen, 10-fachen 100-fachen oder 1.000-fachen Gehalt, und "abgereichert", wenn diese oder dieses höchstens den 0,9-fachen, 0, 5-fachen, 0,1-fachen, 0,01- fachen oder 0,001 -fachen Gehalt einer entsprechenden Komponente, bezogen auf die Ausgangsflüssigkeit oder das Ausgangsgas, enthält. Ist hier beispielsweise von "Sauerstoff", "Stickstoff" oder "Argon" die Rede, sei hierunter auch eine Flüssigkeit oder ein Gas verstanden, die bzw. das reich an Sauerstoff oder Stickstoff ist, jedoch nicht notwendigerweise ausschließlich hieraus bestehen muss.

Die vorliegende Anmeldung verwendet zur Charakterisierung von Drücken und

Temperaturen die Begriffe "Druckniveau" und "Temperaturniveau", wodurch zum Ausdruck gebracht werden soll, dass entsprechende Drücke und Temperaturen in einer entsprechenden Anlage nicht in Form exakter Druck- bzw. Temperaturwerte verwendet werden müssen, um das erfinderische Konzept zu verwirklichen. Jedoch bewegen sich derartige Drücke und Temperaturen typischerweise in bestimmten Bereichen, die beispielsweise ± 1 %, 5%, 10% oder 20% um einen Mittelwert liegen. Entsprechende Druckniveaus und Temperaturniveaus können dabei in disjunkten Bereichen liegen oder in Bereichen, die einander überlappen. Insbesondere schließen beispielsweise Druckniveaus unvermeidliche oder zu erwartende Druckverluste ein. Entsprechendes gilt für Temperaturniveaus. Bei den hier in bar angegebenen

Druckniveaus handelt es sich um Absolutdrücke.

Ist hier von "Entspannungsmaschinen" die Rede, seien darunter typischerweise bekannte Turboexpander verstanden. Diese Entspannungsmaschinen können insbesondere auch mit Verdichtern gekoppelt sein. Bei diesen Verdichtern kann es sich insbesondere um Turboverdichter handeln. Eine entsprechende Kombination aus Turboexpander und Turboverdichter wird typischerweise auch als "Turbinenbooster" bezeichnet. In einem Turbinenbooster sind der Turboexpander und der Turboverdichter mechanisch gekoppelt, wobei die Kopplung drehzahlgleich (beispielsweise über eine gemeinsame Welle) oder drehzahlunterschiedlich (beispielsweise über ein geeignetes übersetzendes Getriebe) erfolgen kann. Allgemein wird hier der Begriff "Verdichter" verwendet. Ein "Kaltverdichter" bezeichnet dabei hier einen Verdichter, dem ein Fluidstrom auf einem Temperaturniveau deutlich unterhalb von 0 °C, insbesondere unterhalb von -50, -75 oder -100 °C und bis zu -150 oder -200 °C zugeführt wird. Ein entsprechender Fluidstrom wird insbesondere mittels eines Hauptwärmetauschers (siehe sogleich) auf ein entsprechendes Temperaturniveau abgekühlt.

Ein "Hauptluftverdichter" zeichnet sich dadurch aus, dass durch ihn die gesamte, der Luftzerlegungsanlage zugeführte und dort zerlegte Luft verdichtet wird. Hingegen wird in einem oder mehreren optional vorgesehenen weiteren Verdichtern, beispielsweise Nachverdichtern, nur jeweils ein Anteil dieser bereits zuvor im Hauptluftverdichter verdichteten Luft weiter verdichtet. Entsprechend stellt der "Hauptwärmetauscher" einer Luftzerlegungsanlage den Wärmetauscher dar, in dem zumindest der

überwiegende Anteil der der Luftzerlegungsanlage zugeführten und dort zerlegten Luft abgekühlt wird. Dies erfolgt zumindest zum Teil im Gegenstrom zu Stoffströme, die aus der Luftzerlegungsanlage ausgeleitet werden. Aus einer Luftzerlegungsanlage

"ausgeleitete" Stoffströme oder "Produkte" sind im hier verwendeten Sprachgebrauch Fluide, die nicht mehr an anlageninternen Kreisläufen teilnehmen sondern diesen dauerhaft entzogen werden.

Ein "Wärmetauscher" zum Einsatz im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann in fachüblicher Art ausgebildet sein. Er dient zur indirekten Übertragung von Wärme zwischen zumindest zwei z.B. im Gegenstrom zueinander geführten Fluidströmen, beispielsweise einem warmen Druckluftstrom und einem oder mehreren kalten

Fluidströmen oder einem tiefkalten flüssigen Luftprodukt und einem oder mehreren warmen bzw. wärmeren, ggf. aber auch noch tiefkalten Fluidströmen. Ein

Wärmetauscher kann aus einem einzelnen oder mehreren parallel und/oder seriell verbundenen Wärmetauscherabschnitten gebildet sein, z.B. aus einem oder mehreren Plattenwärmetauscherblöcken. Es handelt sich beispielsweise um einen

Plattenwärmetauscher (engl. Plate Fin Heat Exchanger). Ein derartiger Wärmetauscher weist "Passagen" auf, die als voneinander getrennte Fluidkanäle mit

Wärmeaustauschflächen ausgebildet und parallel und durch andere Passagen getrennt zu "Passagengruppen" zusammengeschlossen sind. Kennzeichen eines

Wärmetauschers ist, dass in ihm zu einem Zeitpunkt Wärme zwischen zwei mobilen Medien ausgetauscht wird, nämlich wenigstens einem abzukühlenden und wenigstens einem zu erwärmenden Fluidstrom.

Als "Kondensatorverdampfer" wird ein Wärmetauscher bezeichnet, in dem ein erster, kondensierender Fluidstrom in indirekten Wärmeaustausch mit einem zweiten, verdampfenden Fluidstrom tritt. Jeder Kondensatorverdampfer weist einen

Verflüssigungsraum und einen Verdampfungsraum auf. Verflüssigungs- und

Verdampfungsraum weisen Verflüssigungs- bzw. Verdampfungspassagen auf. In dem Verflüssigungsraum wird die Kondensation (Verflüssigung) des ersten Fluidstroms durchgeführt, in dem Verdampfungsraum die Verdampfung des zweiten Fluidstroms. Der Verdampfungs- und der Verflüssigungsraum werden durch Gruppen von Passagen gebildet, die untereinander in Wärmeaustauschbeziehung stehen.

Die relativen räumlichen Begriffe "oben", "unten", "über", "unter", "oberhalb",

"unterhalb", "neben", "nebeneinander", "vertikal", "horizontal" etc. beziehen sich hier auf die räumliche Ausrichtung der Rektifikationskolonnen einer Luftzerlegungsanlage im Normalbetrieb. Unter einer Anordnung zweier Rektifikationskolonnen oder anderer Komponenten "übereinander" wird hier verstanden, dass das sich obere Ende des unteren der beiden Apparateteile auf niedrigerer oder gleicher geodätischer Höhe befindet wie das untere Ende der oberen der beiden Apparateteile und sich die Projektionen der beiden Apparateteile in einer horizontalen Ebene überschneiden. Insbesondere sind die beiden Apparateteile genau übereinander angeordnet, das heißt die Achsen der beiden Apparateteile verlaufen auf derselben vertikalen Geraden. Die Achsen der beiden Apparateteile müssen jedoch nicht genau senkrecht übereinander liegen, sondern können auch gegeneinander versetzt sein, insbesondere wenn einer der beiden Apparateteile, beispielsweise eine Rektifikationskolonne oder ein

Kolonnenteil mit geringerem Durchmesser, denselben Abstand zum Blechmantel einer Coldbox aufweisen soll wie ein anderer mit größerem Durchmesser.

Die vorliegende Erfindung umfasst die Tieftemperaturzerlegung von Luft gemäß dem sogenannten SPECTRA-Verfahren, wie es unter anderem in der EP 2 789 958 A1 und der weiteren dort zitierten Patentliteratur beschrieben ist. Es handelt sich hierbei in der einfachsten Ausgestaltung um ein Einkolonnenverfahren. Derartige Verfahren ermöglichen eine hohe Sickstoffausbeute. Ein Rücklauf auf eine im einfachsten Fall einzige Rektifikationskolonne wird hier durch Kondensieren von Kopfgas dieser Rektifikationskolonne, genauer eines Teils dieses Kopfgases, in einem Wärmetauscher bereitgestellt. In dem Wärmetauscher wird Fluid, das derselben Rektifikationskolonne entnommen wird, zur Kühlung eingesetzt. Weiteres Kopfgas kann als stickstoffreiches Produkt des Verfahrens bzw. der Anlage bereitgestellt werden.

Mittels eines Kaltverdichters wird ein Teil des Fluids, das zur Kondensation des auf diese Weise behandelten Teils des Kopfgases verwendet wurde, verdichtet und in dieselbe Rektifikationskolonne zurückgeführt. Durch SPECTRA-Verfahren können sehr günstige Luftfaktoren erreicht werden, also eine große Menge an Produkt pro eingesetzter Menge Luft. Nachfolgend wird zunächst ein entsprechendes Verfahren näher erläutert. Der Begriff "SPECTRA-Verfahren" soll dabei das erläuterte

Einkolonnenverfahren zur Stickstoffgewinnung oder ein modifiziertes

Einkolonnenverfahren handeln, in dem, wie auch nachfolgend erläutert, eine weitere Rektifikationskolonne zur Sauerstoffgewinnung eingesetzt wird.

Wie bei anderen Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft auch wird beim SPECTRA-Verfahren verdichtete und vorgereinigte Luft auf eine für die Rektifikation geeignete Temperatur abgekühlt. Sie kann hierdurch teilweise verflüssigt werden. Die Luft wird anschließend in die soeben angesprochene Rektifikationskolonne eingespeist und dort unter dem typischen Druck einer Hochdruckkolonne wie eingangs erläutert unter Erhalt des gegenüber atmosphärischer Luft an Stickstoff angereicherten, bereits angesprochenen Kopfgases und einer flüssigen, gegenüber atmosphärischer Luft an Sauerstoff angereicherten Sumpfflüssigkeit rektifiziert.

Bei einem SPECTRA-Verfahren wird in einer Luftzerlegungsanlage also die

angesprochene Rektifikationskolonne verwendet, in der ein gasförmiges, gegenüber atmosphärischer Luft an Stickstoff angereichertes Kopfprodukt einerseits und ein flüssiges, gegenüber atmosphärischer Luft an Sauerstoff angereichertes Sumpfprodukt andererseits gebildet werden. Die Begriffe "Kopfprodukt" und "Kopfgas" einerseits sowie "Sumpfprodukt" und "Sumpfflüssigkeit" andererseits werden hier jeweils synonym verwendet.

Diese Rektifikationskolonne, deren Kopfgas zu einem Teil in der erläuterten Weise unter Verwendung von entspanntem Fluid aus derselben Rektifikationskolonne verflüssigt oder teilverflüssigt und danach zumindest zu einem Teil auf dieselbe Rektifikationskolonne zurückgeführt wird, wird hier als "erste" Rektifikationskolonne bezeichnet. Wie erwähnt, kann es sich hierbei in bekannten SPECTRA-Verfahren auch um die einzige Rektifikationskolonne handeln. Dies ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch nicht der Fall.

Aus der ersten Rektifikationskolonne wird das Fluid, das zur Kondensation des auf diese Weise behandelten Teils des Kopfgases der ersten Rektifikationskolonne verwendet wird, und bei dem es sich insbesondere um tiefkalte, gegenüber atmosphärischer Luft an Sauerstoff angereicherte Flüssigkeit handeln kann, in Form eines oder mehrerer Stoffströme entnommen. Es wird zumindest zu einem Teil in dem Wärmetauscher erwärmt, der zur Kondensation des auf diese Weise behandelten Teils des Kopfgases der ersten Rektifikationskolonne verwendet wird.

Dieser oder diese Stoffströme wird bzw. werden nachfolgend als "erster" Stoffstrom bzw. "erste" Stoffströme bezeichnet. Das Fluid kann in Form nur eines ersten

Stoffstroms oder in Form zweier oder mehrerer getrennter erster Stoffströme durch den Wärmetauscher geführt werden. Beispielsweise kann der Rektifikationskolonne zunächst ein Stoffstrom entnommen und anschließend aufgeteilt werden, oder der Rektifikationskolonne können bereits zwei getrennte erste Stoffströme, insbesondere mit unterschiedlichen Sauerstoffgehalten, separat voneinander entnommen werden.

In dem SPECTRA-Verfahren wird, wie ebenfalls bereits angesprochen und hier nochmals mit anderen Worten ausgedrückt, das Fluid, das der ersten

Rektifikationskolonne in Form des einen oder der mehreren ersten Stoffströme entnommen und in dem Wärmetauscher erwärmt wird, zu einem ersten Teil in einem oder in mehreren Verdichtern verdichtet und nach dieser Verdichtung wieder in die erste Rektifikationskolonne zurückgespeist.

Zu einem zweiten Teil kann das Fluid, das der ersten Rektifikationskolonne in Form des einen oder der mehreren ersten Stoffströme entnommen und in dem

Wärmetauscher erwärmt wird, in dem SPECTRA-Verfahren unter Verwendung einer oder der mehrerer Entspannungsmaschinen entspannt und insbesondere als ein sogenanntes Restgasgemisch aus der Luftzerlegungsanlage ausgeführt werden. Der erste und zweite Teil des Fluids, das der Rektifikationskolonne in Form des einen oder der mehreren ersten Stoffströme entnommen wird, also der verdichtete und der entspannte Teil, können wiederum zwei erste Stoffströme sein, wie sie oben erläutert wurden, die bereits separat aus der ersten Rektifikationskolonne ausgeleitet wurden es kann sich jedoch auch um Anteile nur eines, der ersten Rektifikationskolonne entnommenen ersten Stoffstroms handeln. Der erste und zweite Teil können auch noch gemeinsam durch den Wärmetauscher geführt worden sein und danach erst in den ersten und zweiten Teil aufgeteilt werden.

Für die Verdichtung des erwähnten ersten Teils des Fluids, das der ersten

Rektifikationskolonne in Form des einen oder der mehreren ersten Stoffströme entnommen und in dem Wärmetauscher erwärmt wird, kann bzw. können

insbesondere ein oder mehrere Verdichter eingesetzt werden, der oder die mit einer oder mit mehreren Entspannungsmaschinen gekoppelt ist oder sind. In der oder den Entspannungsmaschinen kann insbesondere die Entspannung des erwähnten zweiten Teils des Fluids, das der ersten Rektifikationskolonne in Form des einen oder der mehreren ersten Stoffströme entnommen und in dem Wärmetauscher erwärmt wird, vorgenommen werden. Es versteht sich jedoch, dass jeweils auch nur Teile des ersten bzw. zweiten Anteils in den entsprechend gekoppelten Einheiten verdichtet bzw.

entspannt werden können. Eine nicht mit einem entsprechenden Verdichter gekoppelte Entspannungsmaschine kann, falls vorhanden, insbesondere mechanisch und/oder generatorisch gebremst werden. Eine Bremsung ist zusätzlich auch bei einer

Entspannungsmaschine möglich, die mit einem Verdichter gekoppelt ist.

Beispielsweise kann hierbei ein Verdichter verwendet werden, der mit einer von zwei parallel angeordneten Entspannungsmaschinen gekoppelt ist. Wird nur eine

Entspannungsmaschine verwendet, kann der Verdichter mit dieser gekoppelt sein. Die nachfolgend lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit verwendete Formulierung, wonach "ein" Verdichter mit "einer" Entspannungsmaschine gekoppelt ist, schließt die Verwendung von mehreren Verdichtern und/oder Entspannungsmaschinen in beliebiger wechselseitiger Kopplung nicht aus. Der oder die beschriebenen Verdichter muss bzw. müssen jedoch nicht, insbesondere nicht ausschließlich, mittels der einen oder den mehreren erwähnten Entspannungsmaschinen angetrieben werden.

Umgekehrt müssen der oder die Verdichter auch nicht die gesamte bei der

Entspannung freiwerdende Arbeit aufnehmen. Wie auch nachfolgend noch an einem Beispiel veranschaulicht, kann beispielsweise auch ein unterstützender oder ausschließlicher Antrieb unter Verwendung eines Elektromotors erfolgen, oder zwischen der oder den Entspannungsmaschinen und dem oder den Verdichtern kann eine Bremse zwischengeschaltet sein.

Es handelt sich bei dem oder den Verdichtern um einen oder mehrere Kaltverdichter, da diesem bzw. diesen der erste Anteil des Fluids, das der Rektifikationskolonne in Form des einen oder der mehreren ersten Stoffströme entnommen und in dem

Wärmetauscher erwärmt wird, trotz dieser Erwärmung und einer sich ggf.

anschließenden weiteren Erwärmung auf einem entsprechend niedrigen

Temperaturniveau zugeführt wird.

Anstelle der erläuterten Entspannung des zweiten Teils des Fluids, das der

Rektifikationskolonne in Form des einen oder der mehreren ersten Stoffströme entnommen und in dem Wärmetauscher erwärmt wird, und dessen beschriebener Ausleitung aus der Luftzerlegungsanlage, kann auch auf eine entsprechende

Entspannung verzichtet werden und/oder dieser zweite Teil kann, mit oder ohne Entspannung, in eine oder mehrere weitere Rektifikationskolonnen eingespeist werden, wie sie weiter unten noch erläutert werden.

In einem spezifischeren Ausführungsbeispiel eines SPECTRA-Verfahrens können aus der ersten Rektifikationskolonne zwei erste Stoffströme in Form eines flüssigen

Stoffstroms mit einem ersten Sauerstoffgehalt und eines flüssigen Stoffstroms mit einem zweiten, höheren Sauerstoffgehalt abgezogen werden. Der erste Stoffstrom mit dem ersten (geringeren) Sauerstoffgehalt kann aus der ersten Rektifikationskolonne von einem Zwischenboden oder aus einer Flüssigkeitsrückhalteeinrichtung abgezogen werden. Der zweite Stoffstrom mit dem zweiten (höheren) Sauerstoffgehalt kann insbesondere unter Verwendung zumindest eines Teils des flüssigen Sumpfprodukts der ersten Rektifikationskolonne gebildet werden.

Der erste Stoffstrom mit dem ersten (geringeren) Sauerstoffgehalt kann insbesondere den zuvor erläuterten ersten Teil des Fluids bilden, das der ersten

Rektifikationskolonne in Form des einen oder der mehreren ersten Stoffströme entnommen und in dem Wärmetauscher erwärmt wird, welcher zur Kondensation des auf diese Weise behandelten Teils des Kopfgases der ersten Rektifikationskolonne verwendet wird. Der erste Stoffstrom mit dem ersten (geringeren) Sauerstoffgehalt kann also jenen ersten Teil bilden, der nach der Verwendung in dem einen oder in den mehreren Verdichtern verdichtet wird, und welcher danach in die erste

Rektifikationskolonne zurückgespeist wird.

Der erste Stoffstrom mit dem zweiten (höheren) Sauerstoffgehalt kann dagegen insbesondere den zuvor erläuterten zweiten Teil des Fluids bilden, das der ersten Rektifikationskolonne in Form des einen oder der mehreren ersten Stoffströme entnommen und in dem Wärmetauscher erwärmt wird, welcher zur Kondensation des auf diese Weise behandelten Teils des Kopfgases der ersten Rektifikationskolonne verwendet wird. Der erste Stoffstrom mit dem zweiten (höheren) Sauerstoffgehalt kann also jenen zweiten Teil bilden, der nach der Verwendung in dem einen oder in den mehreren Verdichtern verdichtet wird, und welcher danach in die erste

Rektifikationskolonne zurückgespeist wird.

In den erwähnten SPECTRA-Verfahren können zur Gewinnung von reinem oder hochreinem Sauerstoff ferner sogenannte Sauerstoffkolonnen verwendet werden, die auf dem eingangs erläuterten Druckniveau typischer Niederdruckkolonnen betrieben werden. Eine entsprechende Sauerstoffkolonne wird nachfolgend auch als "zweite" Rektifikationskolonne bezeichnet.

In eine derartige zweite Rektifikationskolonne wird weiteres Fluid aus der ersten Rektifikationskolonne eingespeist. Dieses weitere Fluid enthält Sauerstoff, Argon und Stickstoff und wird aus der ersten Rektifikationskolonne in Form (zumindest) eines weiteren Stoffstroms (nachfolgend als "zweiter" Stoffstrom bezeichnet) flüssig entnommen. In dem soeben erläuterten Ausführungsbeispiel mit zwei "ersten" Stoffströmen mit unterschiedlichen Sauerstoffgehalten wird der zweite Stoffstrom insbesondere oberhalb des ersten Stoffstroms mit dem ersten (geringeren)

Sauerstoffgehalt entnommen.

Während das SPECTRA-Verfahren ursprünglich zur Bereitstellung von gasförmigem Stickstoff auf dem Druckniveau der ersten Rektifikationskolonne vorgesehen war, ermöglicht die Verwendung einer Sauerstoffkolonne der erläuterten Art in einem entsprechenden Verfahren die zusätzliche Gewinnung von Reinsauerstoff. Vorteile der Erfindung

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass ein Verfahren der zuvor erläuterten Art besonders vorteilhaft dadurch modifiziert werden kann, dass die soeben erläuterte Sauerstoffkolonne, also eine in einem modifizierten SPECTRA-Verfahren verwendete zweite Rektifikationskolonne, als Teil einer Doppelkolonne ausgebildet wird, die zusätzlich zu der zweiten Rektifikationskolonne eine dritte

Rektifikationskolonne umfasst, welche als Teil der Doppelkolonne unterhalb der zweiten Rektifikationskolonne angeordnet ist, und weicher weitere Luft zugeführt wird. Die vorliegende Erfindung sieht also eine Lufteinspeisung in einem SPECTRA- Verfahren nicht nur in die erste Kolonne, sondern auch in die dritte Kolonne, vor.

Insgesamt schlägt die vorliegende Erfindung dabei, im Sprachgebrauch der

Patentansprüche, ein Verfahren zur Tieftemperaturzerlegung von Luft vor, bei dem eine Luftzerlegungsanlage mit einer ersten Rektifikationskolonne und einer zweiten Rektifikationskolonne verwendet wird. Die erste Rektifikationskolonne wird dabei auf einem ersten Druckniveau und die zweite Rektifikationskolonne auf einem zweiten Druckniveau unterhalb des ersten Druckniveaus betrieben.

Bei derartigen ersten und zweiten Druckniveaus handelt es sich um typische

Druckniveaus, wie sie auch in herkömmlichen Luftzerlegungsanlagen, insbesondere SPECTRA-Anlagen mit Sauerstoffgewinnung, verwendet werden. Das erste

Druckniveau kann insbesondere bei 7 bis 12 bar liegen, das zweite Druckniveau insbesondere bei 1 ,2 bis 5 bar. Das zweite Druckniveau kann generell auch bei 1 bis 4 bar liegen. Es handelt sich jeweils um Absolutdrücke am Kopf der jeweiligen

Rektifikationskolonnen. Die erste Rektifikationskolonne und die zweite

Rektifikationskolonne können insbesondere nebeneinander angeordnet sein und sind typischerweise miteinander nicht in Form einer Doppelkolonne zusammengefasst, wobei hier allgemein unter einer "Doppelkolonne" ein aus zwei Rektifikationskolonnen gebildeter Trennapparat verstanden wird, welcher als bauliche Einheit ausgebildet ist, bei der Kolonnenmäntel der beiden Rektifikationskolonnen leitungslos, d.h. direkt, miteinander verbunden, insbesondere verschweißt sind. Es muss dabei jedoch durch diese direkte Verbindung alleine noch keine fluidische Verbindung hergestellt sein. Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzte erste Rektifikationskolonne und die im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzte zweite

Rektifikationskolonne wurden bereits zuvor unter Bezugnahme auf das SPECTRA- Verfahren ausführlich beschrieben. Bei der zweiten Rektifikationskolonne kann es sich insbesondere um eine Sauerstoffkolonne handeln.

Der ersten Rektifikationskolonne wird dabei atmosphärische Luft, welche verdichtet und sodann abgekühlt wurde, zugeführt. Insbesondere kann entsprechende Luft der ersten Rektifikationskolonne in Form mehrerer Stoffströme zugeführt werden, welche unterschiedlich behandelt und ggf. zuvor durch weitere Apparate geführt werden können. Die in die erste Rektifikationskolonne eingespeiste Luft kann insbesondere in Form eines verflüssigten Teilstroms und eines nicht verflüssigten Teilstroms eingespeist werden. Weitere Ausgestaltungen der Lufteinspeisung, die insbesondere im Rahmen der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen können, werden weiter unten näher erläutert. Der zweiten Rektifikationskolonne wird hingegen typischerweise keine Luft zugeführt; allgemeiner gesprochen werden der zweiten

Rektifikationskolonne typischerweise keine Stoffströme zugeführt, die zuvor nicht bereits einer anderen Rektifikationskolonne entnommen oder aus solchen Stoffströmen gebildet wurden.

Wie zuvor bereits ausführlicher erläutert, wird aus der ersten Rektifikationskolonne Fluid, das gegenüber atmosphärischer Luft an Sauerstoff angereichert ist, in Form eines oder mehrerer erster Stoffströme entnommen. Wie zuvor bezüglich des spezifischeren Ausführungsbeispiels eines SPECTRA-Verfahrens erläutert, kann es sich hier insbesondere um zwei erste Stoffströme mit unterschiedlichen

Sauerstoffgehalten handeln. Auf die detaillierteren Erläuterungen oben wird daher ausdrücklich verwiesen.

Zumindest ein Anteil des Fluids, das der ersten Rektifikationskolonne in Form des einen oder den mehreren ersten Stoffströmen entnommen wurde, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung in einem Wärmetauscher erwärmt, und wiederum ein Anteil hiervon, also des Fluids, das in dem Wärmetauscher erwärmt (und zuvor in Form des einen oder der mehreren ersten Stoffströme der ersten Rektifikationskolonne entnommen) wurde (zuvor als "erster Teil" bezeichnet), wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines Verdichters verdichtet und in die erste Rektifikationskolonne zurückgeleitet. Insbesondere können in diesem Zusammenhang auch mehrere Verdichter zum Einsatz kommen, wie erwähnt. Die Zurückleitung des in die erste Rektifikationskolonne erfolgt insbesondere in Form einer Zurückspeisung in einen Sumpfbereich der ersten Rektifikationskolonne.

Der Wärmetauscher wird zur Abkühlung und Kondensation oder Teilkondensation von Kopfgas der ersten Rektifikationskolonne verwendet, welches zumindest zu einem Teil als Rücklauf auf die erste Rektifikationskolonne zurückgeführt wird. Es wird in diesem Zusammenhang das Kopfgas der ersten Rektifikationskolonne zu einem ersten Anteil in dem Wärmetauscher (teil-)kondensiert (und hiervon wiederum zumindest ein Teil als Rücklauf auf die erste Rektifikationskolonne zurückgeleitet). Zu einem zweiten Anteil wird das Kopfgas als wenigstens ein stickstoffreiches Luftprodukt aus dem Verfahren bzw. der Anlage ausgeleitet.

Dieses wenigstens eine Luftprodukt, wie das Kopfgas der ersten Rektifikationskolonne, aus dem es gebildet wurde, weist einen bestimmten Restsauerstoffgehalt auf, der insbesondere bei 0,001 bis 10 ppm liegen kann. Beispielsweise kann entsprechendes Kopfgas unverflüssigt als gasförmiges Stickstoffprodukt auf dem genannten ersten Druckniveau bereitgestellt werden. Dieses Stickstoffprodukt stellt ein Hauptprodukt des vorgeschlagenen Verfahrens dar. Es kann insbesondere in einem

Hauptwärmetauscher der Luftzerlegungsanlage bis auf Umgebungstemperatur erwärmt und anschließend auf dem ersten Druckniveau bereitgestellt werden. Ein Anteil des Kopfgases kann aber auch, insbesondere nach einer Unterkühlung gegen einen weiteren Anteil, welcher danach insbesondere verworfen wird, als flüssiges Stickstoffprodukt des Verfahrens bzw. der Anlage bereitgestellt werden.

Wie bereits erläutert, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung neben dem unverflüssigten Kopfgas als Hauptprodukt auch Sauerstoff, insbesondere hochreiner Sauerstoff, als Luftprodukt bereitgestellt. In Ausgestaltungen kann auch Argon als Produkt des Verfahrens bereitgestellt werden.

Ein weiterer Anteil des Fluids, das in dem Wärmetauscher erwärmt (und zuvor in Form des einen oder der mehreren ersten Stoffströme der ersten Rektifikationskolonne entnommen) wurde (zuvor als "zweiter Teil" bezeichnet), kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung in der erläuterten Weise entspannt und beispielsweise aus der Luftzerlegungsanlage ausgeleitet werden. Zu weiteren Details sei auf die obigen Erläuterungen in diesem Zusammenhang ausdrücklich verwiesen. Insbesondere kann bzw. können eine oder mehrere hierbei verwendete Entspannungsmaschinen dabei mit dem oder den oben erwähnten Verdichtern gekoppelt sein. Auch diesbezüglich wird auf die obigen Erläuterungen verwiesen.

Es sei zu verstehen gegeben, dass, wenn hier von einem Wärmetauscher die Rede ist, welcher zur Kühlung bzw. (Teil-)Kondensation des ersten Anteils des Kopfgases der ersten Rektifikationskolonne verwendet wird, sich dieser Wärmetauscher vom

Hauptwärmetauscher der Luftzerlegungsanlage unterscheidet und insbesondere als separate bauliche Einheit ausgeführt ist. Der Hauptwärmetauscher der

Luftzerlegungsanlage zeichnet sich, wie erwähnt, insbesondere dadurch aus, dass durch ihn sämtliche oder zumindest der größte Teil der der Luftzerlegungsanlage insgesamt zugeführten Luft abgekühlt wird. Dies ist in dem Wärmetauscher, in dem der erste Anteil des Kopfgases der ersten Rektifikationskolonne abgekühlt bzw. (teil-) kondensiert wird, und durch den der oder die ersten Stoffströme jeweils zumindest zum Teil geführt werden, hingegen nicht der Fall.

Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren handelt es sich, wie erwähnt, um ein SPECTRA-Verfahren mit zusätzlicher Sauerstoffproduktion. Bei diesem wird daher aus der ersten Rektifikationskolonne weiteres Fluid, welches Sauerstoff, Stickstoff und Argon enthält, entnommen. Dieses weitere Fluid wird als ein zweiter Stoffstrom oder zur Bildung eines zweiten Stoffstroms verwendet, welcher in die zweite Rektifikationskolonne überführt wird. Im Sumpf der zweiten Rektifikationskolonne wird eine sauerstoffreiche Sumpfflüssigkeit gebildet und zumindest zu einem Anteil in Form eines dritten Stoffstroms aus der zweiten Rektifikationskolonne bzw. der

Luftzerlegungsanlage insgesamt ausgeleitet. Diese sauerstoffreiche Flüssigkeit weist insbesondere einen Reststickstoffgehalt auf, wie er unten noch näher erläutert wird.

Der Argongehalt des weiteren Fluids, das aus der ersten Rektifikationskolonne entnommen und als der zweite Stoffstrom oder zur Bildung des zweiten Stoffstroms verwendet wird, welcher in die zweite Rektifikationskolonne überführt wird, beträgt dabei insbesondere 2 bis 4 Molprozent, sein Sauerstoffgehalt liegt insbesondere bei 10 bis 30 Molprozent. Der Argongehalt dieses Fluids richtet sich dabei insbesondere nach der Entnahmehöhe aus der ersten Rektifikationskolonne, welche daher in geeigneter Weise gewählt wird. Die Entnahmehöhe dieses Fluids und damit des zweiten

Stoffstroms liegt typischerweise, wie erwähnt, oberhalb den Entnahmehöhe(n) des Fluids, das in Form des einen oder der mehreren ersten Stoffströme aus der ersten Rektifikationskolonne ausgeführt wird. Die zwischen entsprechenden Entnahmestellen liegenden Trennböden in der ersten Rektifikationskolonne sperren insbesondere auch Kohlenwasserstoffe. Daher werden diese Entnahmehöhen vorteilhafterweise auch im Hinblick auf diesen Aspekt ausgewählt, damit das gewonnene Sauerstoffprodukt die geforderte Reinheit bezüglich Kohlenwasserstoffen aufweist.

Wie auch nachfolgend noch im Detail erläutert und bevor bereits zuvor kurz angesprochen, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein

Doppelkolonnensystem eingesetzt werden, dessen oberen Teil die zweite

Rektifikationskolonne bildet, und dessen unterer Teil hier als "dritte"

Rektifikationskolonne bezeichnet wird. In diesem Fall kann das weitere Fluid, das aus der ersten Rektifikationskolonne entnommen wird, beispielsweise auch zunächst in diese dritte Rektifikationskolonne eingespeist werden. In diesem Fall wird jedoch unmittelbar unterhalb der Einspeisestelle in die dritte Rektifikationskolonne wieder Flüssigkeit aus der dritten Rektifikationskolonne abgezogen und in die zweite

Rektifikationskolonne eingespeist. Der zweite Stoffstrom bzw. entsprechendes Fluid wird also hier gewissermaßen "über den Umweg" über die dritte Rektifikationskolonne in die zweite Rektifikationskolonne eingespeist. Auch ein solcher Fall ist aber von der Angabe umfasst, dass Fluid, welches Sauerstoff, Stickstoff und Argon enthält, aus der ersten Rektifikationskolonne entnommen und "zur Bildung" des zweiten Stoffstroms verwendet wird. Bei dem zweiten Stoffstrom kann es sich aber auch um einen direkt, d.h. ohne Umweg über eine weitere Rektifikationskolonne, in die zweite

Rektifikationskolonne überführten Stoffstrom handeln, in welchem Fall das aus der ersten Rektifikationskolonne im hier verwendeten Sprachgebrauch "als" der zweite Stoffstrom verwendet wird.

Ein beliebiger weiterer Fluidaustausch zwischen der ersten und zweiten

Rektifikationskolonne ist möglich, insbesondere um die Flüssigbilanz auszugleichen. Die Erfindung wird durch diese Maßnahmen nicht beschränkt.

Erfindungsgemäß wird, wie bereits angesprochen, eine dritte Rektifikationskolonne verwendet, wobei die zweite Rektifikationskolonne und die dritte Rektifikationskolonne als Teile einer Doppelkolonne ausgebildet sind, wobei die dritte Rektifikationskolonne im erläuterten Sinn unterhalb der zweiten Rektifikationskolonne angeordnet ist und die dritte Rektifikationskolonne mit Luft gespeist wird. Zum Begriff der "Doppelkolonne" sei auf die obigen Erläuterungen verwiesen.

Die dritte Rektifikationskolonne wird dabei insbesondere auf einem Druckniveau zwischen dem ersten und dem zweiten Druckniveau, also zwischen den

Betriebsdruckniveaus der ersten und der zweiten Rektifikationskolonne betrieben. Dieses Druckniveau liegt insbesondere bei 4 bis 7 bar, insbesondere ca. 5,5 bar Absolutdruck. Der dritten Rektifikationskolonne wird Luft zugeführt, welche zuvor verdichtet und abgekühlt wurde und insbesondere mittels einer weiteren

Entspannungsmaschine auf das Druckniveau entspannt werden kann, auf dem die dritte Rektifikationskolonne betrieben wird. Die Luft, mit der die dritte

Rektifikationskolonne gespeist wird, umfasst also verdichtete und abgekühlte Luft, die unter Verwendung einer Entspannungsmaschine entspannt wird.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die zweite Rektifikationskolonne mit einem Kondensatorverdampfer betrieben werden, der in einem Sumpfbereich der zweiten Rektifikationskolonne angeordnet ist, und der unter Verwendung von Fluid, das der dritten Rektifikationskolonne entnommen und/oder zu geführt wird, beheizt wird. Auf diese Weise können energetisch besonders effiziente Verfahren realisiert werden.

Insbesondere kann dabei die Luft, die ggf. mittels der Entspannungsmaschine entspannt wird, und mit der die dritte Rektifikationskolonne gespeist wird, in dem Kondensatorverdampfer, der im Sumpfbereich der zweiten Rektifikationskolonne angeordnet ist, zumindest teilweise verflüssigt und der dritten Rektifikationskolonne als flüssiger Rücklauf zurückgeführt werden.

In dem Kondensatorverdampfer, der im Sumpfbereich der zweiten

Rektifikationskolonne angeordnet sein kann, kann auch Kopfgas der dritten

Rektifikationskolonne zumindest teilweise verflüssigt und auf die zweite oder dritte Rektifikationskolonne als Rücklauf zurückgeführt werden. Mit anderen Worten kann also ein gasförmiges Kopfprodukt der dritten Rektifikationskolonne zur Beheizung eines Kondensatorverdampfers der zweiten Rektifikationskolonne verwendet werden, wobei dabei gebildete Flüssigkeit teilweise als Rücklauf auf die zweite Rektifikationskolonne und als Rücklauf auf die dritte Rektifikationskolonne verwendet werden kann. Eine entsprechende Ausgestaltung hat den Vorteil, dass eine weitere Steigerung von Argonausbeute und Gesamtenergiebereich erzielt werden kann.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann in der dritten Rektifikationskolonne insbesondere Sumpfflüssigkeit gebildet werden, welche in die zweite

Rektifikationskolonne eingespeist werden kann. Hierbei kann auch vorgesehen sein, einen Teil dieser Sumpfflüssigkeit zum Kühlen eines Kopfkondensators einer zusätzlich vorhandenen Argonkolonne (also einer "vierten" Kolonne wie unten erläutert) zu verwenden und sie erst danach in die zweite Rektifikationskolonne einzuspeisen. Ein weiterer Teil kann hingegen unter Umgehung eines derartigen Kopfkondensators direkt in die zweite Rektifikationskolonne überführt werden.

Die dritte Rektifikationskolonne erhält insbesondere, wie erwähnt, zuvor in einer Entspannungsmaschine entspannte Luft als gasförmigen Einsatzstrom. Mit anderen Worten kann der dritten Rektifikationskolonne insbesondere die zuvor verdichtete und abgekühlte Luft zugeführt werden, welche mittels einer Entspannungsmaschine entspannt wird. Es versteht sich, dass es sich dabei um weitere Luft handelt, die in dem Verfahren bzw. der Anlage zusätzlich zu der in die erste Rektifikationskolonne eingespeisten Luft einer Zerlegung unterworfen wird.

Etwa in der Mitte der dritten Rektifikationskolonne, allgemeiner in einem Bereich zwischen Sumpf und Kopf, kann optional auch ein weiterer flüssiger Stoffstrom aus der dritten Rektifikationskolonne entnommen werden, der insbesondere mittels einer Pumpe zurück in die erste Rektifikationskolonne geführt werden kann.

Im Sumpf der zweiten Rektifikationskolonne wird, wie erwähnt, sauerstoffreiches Fluid gebildet. Dies kann der zweiten Rektifikationskolonne entnommen werden. Die

Entnahme kann dabei teilweise in gasförmiger und teilweise in flüssiger Form erfolgen. Dieses Fluid weist typischerweise einen Sauerstoffgehalt von mehr als 97 Molprozent, insbesondere mehr als 99,0 Molprozent, auf. Vom Kopf der zweiten

Rektifikationskolonne kann weiteres Fluid entnommen werden, das in einer

Ausgestaltung der Erfindung aus der Luftzerlegungsanlage ausgeleitet und verworfen werden kann. Es handelt sich hierbei um ein Stickstoff-Sauerstoff-Gemisch. In einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird das Kopfgas der zweiten Rektifikationskolonne jedoch als ein weiteres stickstoffreiches Fluid gebildet und als weiteres stickstoffreiches Luftprodukt bereitgestellt.

Das Kopfgas der zweiten Rektifikationskolonne kann dabei mit höherer Reinheit erhalten werden, indem etwas unterhalb des Kopfes der zweiten Rektifikationskolonne ein gasförmiger Teilstrom entnommen wird. Durch die Entnahme dieses Teilstromes wird analog zum Vorgehen in einer konventionellen Luftzerlegungsanlage am Kopf der zweiten Rektifikationskolonne ein Stickstoffprodukt mit typischerweise nur ca. 1 ppm, maximal 100 ppm, Sauerstoff erzeugt.

Dieses Produkt kann entweder direkt im Hauptwärmetauscher auf ein

Temperaturniveau bei oder nahe der Umgebungstemperatur angewärmt oder partiell angewärmt und in einem Warmverdichter auf ein Druckniveau von beispielsweise ca. 1 ,7 bis 2,5 bar, insbesondere ca. 2,2 bar, verdichtet werden. Im Zuge der Erwärmung kann dieses Produkt, oder ein Teilstrom hiervon, dem Hautwärmetauscher auch auf einem Zwischentemperaturniveau entnommen, durch einen Kaltverdichter geführt und erneut dem Hauptwärmetauscher zugeführt werden und weiter erwärmt werden. Die Verdichtung in dem Warmverdichter kann sich hieran anschließen. Der Kaltverdichter kann insbesondere mit einer Entspannungsmaschine gekoppelt sein, die verdichtete und teilabgekühlte Einsatzluft entspannt, welche in die dritte Rektifikationskolonne eingespeist wird. In diesem Zusammenhang kann insbesondere ein stickstoffreicher flüssiger Rücklauf auf die zweite Rektifikationskolonne verwendet werden.

Die Erfindung zeichnet sich in einer entsprechenden Ausgestaltung insbesondere dadurch aus, dass am Kopf der zweiten Rektifikationskolonne stickstoffreiches Kopfgas gebildet wird, und dass zumindest ein Anteil des stickstoffreichen Kopfgases als ein weiteres stickstoffreiches Luftprodukt mit einem Restsauerstoffgehalt, der oberhalb des Restsauerstoffgehalts des Kopfgases der ersten Rektifikationskolonne, jedoch noch deutlich unter dem Restsauerstoffgehalt von Fluiden, die in regulären SPECTRA- Verfahren mit Sauerstoffkolonnen aus diesen Sauerstoffkolonnen am Kopf entnommen werden, liegt. Dies kann im Rahmen dieser Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung auch insbesondere dadurch ermöglicht werden, dass gegenüber üblichen

Sauerstoffkolonnen zusätzliche Böden bzw. Packungsbereiche in der zweiten

Rektifikationskolonne installiert werden, dass unterhalb ein weiteres Fluid entnommen wird, und dass am Kopf der zweiten Rektifikationskolonne ein flüssiger, stickstoffreicher Rücklauf aufgegeben wird.

Das Kopfgas der ersten Rektifikationskolonne weist im Rahmen der vorliegenden Erfindung einen Restsauerstoffgehalt von 0,1 ppb bis 10 ppm, weiter insbesondere von 0,5 ppb bis 1 ppm oder bis 100 ppb, auf. Der Restsauerstoffgehalt des im Rahmen der vorliegenden Erfindung bereitgestellten wenigstens einen stickstoffreichen

Luftprodukts, das unter Verwendung dieses Kopfgases gebildet wird, liegt daher in diesem Bereich. Das Kopfgas der zweiten Rektifikationskolonne liegt in seinem Restsauerstoffgehalt in der soeben angesprochenen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung darüber. Dieser Restsauerstoffgehalt beträgt dabei insbesondere 10 ppb bis 100 ppm, insbesondere 100 ppb oder 500 ppb bis 10 ppm. Der Restsauerstoffgehalt des im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter Verwendung dieses Kopfgases bereitgestellten weiteren stickstoffreichen Luftprodukts liegt daher in diesem Bereich. Sämtliche Angaben in ppb bzw. ppm bezeichnen den molaren Anteil.

Der in der erwähnten Ausgestaltung der Erfindung erzielte Restsauerstoffgehalt des weiteren stickstoffreichen Luftprodukts, das unter Verwendung des Kopfgases der zweiten Rektifikationskolonne bereitgestellt wird, lässt sich, wie erwähnt, insbesondere durch die Ausstattung der zweiten Rektifikationskolonne mit zusätzlichen Böden bzw. Packungsbereichen erzielen. Die zweite Rektifikationskolonne weist daher in dieser Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorzugsweise 50 bis 120, beispielsweise 70 bis 95, insbesondere 72 bis 90 theoretische Böden auf.

Wie ebenfalls erwähnt, kann der in der erwähnten Ausgestaltung der Erfindung erzielte Restsauerstoffgehalt des weiteren stickstoffreichen Luftprodukts das unter

Verwendung des Kopfgases der zweiten Rektifikationskolonne bereitgestellt wird, insbesondere doch die Verwendung eines stickstoffreichen flüssigen Rücklaufs auf die zweite Rektifikationskolonne erzielen. Die Bereitstellung eines stickstoffreichen flüssigen Stoffstroms und dessen Aufgabe als Rücklauf in einem oberen Bereich der zweiten Rektifikationskolonne ist daher im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Der Rücklauf weist einen Restsauerstoffgehalt auf, der insbesondere geringer als der Restsauerstoffgehalt des Kopfgases der zweiten Rektifikationskolonne ist. Der stickstoffreiche flüssige Stoffstrom, der in dieser Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zur Bildung des Rücklaufs auf die zweite Rektifikationskolonne verwendet wird, kann insbesondere aus der ersten Rektifikationskolonne oder einer weiteren Rektifikationskolonne entnommen werden.

Insbesondere zur Versorgung von Halbleiterwerken (sogenannten Fabs) wird neben gasförmigem, hochreinem und möglichst partikelfreiem Stickstoff und ggf. Sauerstoff zunehmend auch die Versorgung mit vergleichsweise geringen Mengen an

gasförmigem Argon gewünscht. Hierzu kann entweder Flüssigargon angeliefert oder und vor Ort verdampft werden, oder es kann eine Herstellung von gasförmigem Argon vor Ort erfolgen. Die Anlieferung von Flüssigargon bringt nicht nur ökonomische Nachteile (Transportkosten, Umtankverluste, Kälteverluste bei Verdampfung gegen Umgebungsluft) mit sich, sondern stellt auch hohe Anforderungen an die

Zuverlässigkeit der Logistikkette. Daher werden für die genannten Anwendungsgebiete zunehmend Anlagen zur Tieftemperaturzerlegung von Luft nachgefragt, die neben größeren Mengen an gasförmigem, hochreinem Stickstoff auch kleinere Mengen an gasförmigem Argon liefern können. Der produzierte Stickstoff sollte typischerweise nur ca. 1 ppb, maximal 1000 ppb, Sauerstoff aufweisen, im Wesentlichen partikelfrei sein, und auf einem deutlich überatmosphärischen Druckniveau geliefert werden können.

Zur Argongewinnung werden typischerweise Luftzerlegungsanlagen mit

Doppelkolonnensystemen und sogenannten Roh- und ggf. sogenannten

Reinargonkolonnen eingesetzt. Ein Beispiel ist bei Häring (s.o.) in Figur 2.3A veranschaulicht und ab Seite 26 im Abschnitt "Rectification in the Low-pressure, Crude and Pure Argon Column" sowie ab Seite 29 im Abschnitt "Cryogenic Production of Pure Argon" beschrieben. Wie dort erläutert, reichert sich Argon in entsprechenden Anlagen in einer bestimmten Höhe in der Niederdruckkolonne an (sogenanntes Argonmaximum). An dieser oder an einer anderen günstigen Stelle, ggf. auch unterhalb des Argonmaximums (am sogenannten Argonübergang), kann aus der Niederdruckkolonne an Argon angereichertes Gas mit einer Argonkonzentration von typischerweise 5 bis 15 Molprozent abgezogen und in die Rohargonkolonne überführt werden. Ein entsprechendes Gas enthält typischerweise ca. 0,05 bis 100 ppm

Stickstoff und ansonsten im Wesentlichen Sauerstoff. Es sei ausdrücklich betont, dass die angegebenen Werte für das aus der Niederdruckkolonne abgezogene Gas lediglich typische Beispielwerte darstellen. Die Rohargonkolonne dient im Wesentlichen dazu, den Sauerstoff aus dem aus der Niederdruckkolonne abgezogenen Gas abzutrennen. Der in der Rohargonkolonne abgetrennte Sauerstoff bzw. ein entsprechendes sauerstoffreiches Fluid kann flüssig in die Niederdruckkolonne zurückgeführt werden. Der Sauerstoff bzw. das

sauerstoffreiche Fluid wird dabei typischerweise mehrere theoretische oder praktische Böden unterhalb der Einspeisestelle für aus der Hochdruckkolonne abgezogene, an Sauerstoff angereicherte und an Stickstoff abgereicherte und ggf. zumindest teilweise verdampfte Flüssigkeit in die Niederdruckkolonne eingespeist. Eine bei der Trennung in der Rohargonkolonne verbleibende gasförmige Fraktion, die im Wesentlichen Argon und Stickstoff enthält, wird in der Reinargonkolonne unter Erhalt von Reinargon weiter aufgetrennt. Die Roh- und die Reinargonkolonne weisen Kopfkondensatoren auf, die insbesondere mit einem Teil der aus der Hochdruckkolonne abgezogenen, an

Sauerstoff angereicherten und an Stickstoff abgereicherten Flüssigkeit gekühlt werden können, welche bei dieser Kühlung teilweise verdampft. Auch andere Fluide können zur Kühlung eingesetzt werden.

Grundsätzlich kann in entsprechenden Anlagen auch auf eine Reinargonkolonne verzichtet werden. In diesem Fall wird die Anlage typischerweise derart ausgestaltet bzw. betrieben, dass der Stickstoffgehalt am Argonübergang unter 1 ppm liegt bzw. unterhalb der geforderten Produktreinheit liegt. Dies ist jedoch keine zwingende Voraussetzung. Argon gleicher Qualität wie aus einer herkömmlichen

Reinargonkolonne wird in diesem Fall aus der Rohargonkolonne bzw. einer vergleichbaren Kolonne typischerweise etwas weiter unterhalb als das

herkömmlicherweise in die Reinargonkolonne überführte Fluid abgezogen, wobei die Böden im Abschnitt zwischen dem Rohargonkondensator, also dem Kopfkondensator der Rohargonkolonne, und einem entsprechenden Abzug für ein Argonprodukt insbesondere als Sperrböden für Stickstoff dienen.

Auch wenn nur vergleichsweise geringe Argonmengen nachgefragt werden, muss herkömmlicherweise dennoch für die Produktion des gasförmigen Argons eine komplette (d.h. mit klassischer Niederdruckkolonne zur Sauerstoffgewinnung ausgestattete) Luftzerlegungsanlage mit Argonrektifikation installiert werden, wie sie zuvor erläutert wurde. Die in einer derartigen Luftzerlegungsanlage zu bearbeitende Luftmenge ist durch gasförmiges Argon oder gasförmigen Stickstoff bestimmt, d.h. eine große Menge des gasförmigen Sauerstoffs fällt als nicht oder nur schlecht

verwertbares Restgas an. Ferner ist in herkömmlichen Anlagen eine Erzeugung von Stickstoff auf einem deutlich überatmosphärischen Druckniveau bei gleichzeitig großen Produktionsmengen nicht möglich. Der Stickstoff fällt hier als Niederdruckprodukt an. Bekannte Anlagen, bei der die Hochdruckkolonne zur Stickstoffproduktion verwendet wird, sind typischerweise nicht gut für die Argonproduktion geeignet.

Die vorliegende Erfindung schlägt nun in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ein Verfahren und eine Luftzerlegungsanlage vor, mittels welchem bzw. welcher neben größeren Mengen an hochreinem, gasförmigem Stickstoff auf einem deutlich überatmosphärischen Druckniveau auch vergleichsweise geringere Mengen an Argon in vorteilhafter Weise bereitgestellt werden können.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird gemäß dieser besonders bevorzugten Ausgestaltung zur Gewinnung von Argon aus der zweiten Rektifikationskolonne Fluid entnommen und als ein dritter Stoffstrom oder zur Bildung eines dritten Stoffstroms verwendet, wobei dieses Fluid einen höheren Argongehalt als das die sauerstoffreiche Sumpfflüssigket aufweist, die im Sumpf der zweiten Rektifikationskolonne gebildet wird. Dieses Fluid weist außerdem einen geringeren Sauerstoffgehalt als die sauerstoffreiche Sumpfflüssigkeit auf, die im Sumpf der zweiten Rektifikationskolonne gebildet wird. Es kann insbesondere 45 bis 60 Molprozent Sauerstoff, 40 bis 55 Molprozent Argon und weniger als 1 Molprozent Stickstoff aufweisen. Das Fluid, das in aus der zweiten Rektifikationskolonne entnommen und als der dritte Stoffstrom oder zur Bildung des dritten Stoffstroms verwendet wird, kann dabei in Höhe des sogenannten Argonmaximums, wie es bei bekannten Niederdruckkolonnen von Luftzerlegungsanlagen auftritt, entnommen werden.

In dieser Ausgestaltung wird eine vierte Rektifikationskolonne verwendet, in die der dritte Stoffstrom eingespeist wird, wobei in der vierten Rektifikationskolonne ein argonreiches Fluid gebildet wird, das einen Gehalt von mehr als 95 Molprozent Argon aufweist und das insbesondere direkt oder nach weiterer Aufreinigung als ein

Argonprodukt verwendet werden kann.

Ein Gehalt von weniger als 1 ppm Stickstoff in dem dritten Stoffstrom kann dabei insbesondere dadurch erzielt werden, dass oberhalb des Argonübergangs in der zweiten Kolonne eine entsprechende Stickstoffabtrennung mittels geeigneter zusätzlicher Böden erfolgt. Weist das Fluid, das der zweiten Rektifikationskolonne entnommen und zur Bildung des dritten Stoffstroms verwendet wird, einen

entsprechend geringen Stickstoffgehalt auf, kann dieses insbesondere ohne

Verwendung einer klassischen Reinargonkolonne als Produkt der vierten

Rektifikationskolonne bereitgestellt werden. Liegt der Stickstoffgehalt deutlich darüber, wird typischerweise neben einer entsprechenden vierten Rektifikationskolonne, die dann einer klassischen Rohargonkolonne entspricht, zusätzlich eine Reinargonkolonne verwendet. Alternativ zur Verwendung einer Reinargonkolonne kann flüssiges Argon auch etwas unterhalb des Kopfes der vierten Rektifikationskolonne als das

herkömmlicherweise in die Reinargonkolonne überführte Fluid abgezogen werden, so dass auf diese Weise Argon gleicher Qualität wie aus einer herkömmlichen

Reinargonkolonne gewonnen werden kann.

In jedem Fall handelt es sich bei der vierten Rektifikationskolonne um eine

Rektifikationskolonne, die in weiten Teilen der typischen Rohargonkolonne eines herkömmlichen Verfahrens zur Tieftemperaturzerlegung von Luft entspricht. Bei Bedarf kann ggf. eine Reinargonkolonne bereitgestellt werden. Bei den zuvor erläuterten geringen Stickstoffgehalten kann aber typischerweise auf eine Reinargonkolonne verzichtet werden. Liegt der Stickstoffgehalt höher als die erwähnten 1 ppm, kann der Gehalt an Sauerstoff und Argon entsprechend geringer sein. Typischerweise liegen dabei die Gehalte an Sauerstoff auch hier bei 45 bis 60 Molprozent und der Gehalt an Argon bei 40 bis 55 Molprozent, jedoch in diesem Fall bezogen auf den

Nichtstickstoffanteil eines entsprechenden Fluids.

Bei dem dritten Stoffstrom, der in die vierte Rektifikationskolonne eingespeist wird, kann es sich insbesondere auch um einen Stoffstrom handeln, welcher aus einer weiteren Rektifikationskolonne entnommen wird, welche ihrerseits mit Fluid aus der zweiten Rektifikationskolonne gespeist wird. Es wird auf die Erläuterungen unten verwiesen. Auch in diesem Fall wird jedoch das Fluid, das aus der zweiten

Rektifikationskolonne entnommen wird, zur Bildung des vierten Stoffstroms verwendet, nämlich über den Umweg der weiteren Rektifikationskolonne.

Durch die Abtrennung von Argon können als zusätzliche Produkte im Rahmen einer entsprechenden Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, wie auch zum Teil nachfolgend noch erläutert, unreiner Sauerstoff (mit 90 bis 98% Molprozent

Sauerstoffgehalt), technischer Sauerstoff (mit 98 bis 99,8% Molprozent

Sauerstoffgehalt) und hochreiner Sauerstoff (mit Spuren an Argon bzw.

Kohlenwasserstoffen im ppb-Bereich) erzeugt werden.

Grundsätzlich kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auch aus der zweiten Rektifikationskolonne Sauerstoff ein Sauerstoffprodukt entnommen werden, auch wenn beispielsweise eine dritte Rektifikationskolonne zur Sauerstoffproduktion bereitgestellt ist. Aus der zweiten Rektifikationskolonne kann beispielsweise ein sauerstoffreiches Gas entnommen und (im Gegensatz zu der Beimischung zu anderen Strömen, wie beispielsweise in Figur 31 veranschaulicht), separat durch den

Hauptwärmetauscher geführt und aus der Anlage als Produkt ausgeleitet werden. Auf diese Weise erhält man Sauerstoff mit einer Reinheit von 99% und besser, was der Reinheit von sogenanntem technischem Sauerstoff entspricht.

Im Sumpf der vierten Rektifikationskolonne wird in der erläuterten Ausgestaltung eine Sumpfflüssigkeit gebildet, die insbesondere mittels einer Pumpe in die zweite

Rektifikationskolonne zurückgeführt werden kann. Eine Einspeisestelle in die zweite Rektifikationskolonne liegt dabei insbesondere in der gleichen Höhe oder in der Nähe der Entnahmestelle des Fluids, das als der dritte Stoffstrom oder zur Bildung des dritten Stoffstroms verwendet wird, wobei unter "in der Nähe" hier eine

Einspeiseposition verstanden wird, die sich um nicht mehr als 10 theoretische oder praktische Böden unterscheidet. Da die beiden Ströme von und zu der vierten

Rektifikationskolonne im Gleichgewicht stehen, kann die Rückspeisung auch in der gleichen Höhe, d.h. insbesondere auf denselben Boden, erfolgen.

Ein besonders großer Vorteil der im Rahmen der soeben erläuterten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass durch die Ergänzung eines SPECTRA- Verfahrens mit einer zusätzlichen Argongewinnung bis zu 50% des in der Prozessluft enthaltenen Argons als Produkt gewonnen werden können, ohne dass eine

aufwendige klassische Sauerstoffrektifikation erforderlich ist. Die zuvor erläuterten Probleme werden daher im Rahmen der soeben erläuterten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung behoben. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann auch insbesondere Flüssigargon gewonnen werden, welches einer bekannten

Innenverdichtung unterworfen werden kann. Auch in der Anlage gebildeter Reinsauerstoff kann einer Innenverdichtung, wie sie aus der eingangs zitierten Fachliteratur bekannt ist, unterworfen werden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die zweite Rektifikationskolonne, wie erwähnt, mit einem in ihrem Sumpfbereich angeordneten Kondensatorverdampfer betrieben. Zur Beheizung des

Kondensatorverdampfers können auch andere Stoffströme als die erwähnten verwendet werden. Beispielsweise kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung hierzu ein Teil der atmosphärischen Luft verwendet werden, die zuvor verdichtet und abgekühlt wurde. Entsprechende Luft kann beispielsweise auf dem Druckniveau der ersten Rektifikationskolonne vorliegen oder zuvor mittels einer Entspannungsmaschine entspannt werden. In ersterem Fall wird die Luft typischerweise mittels eines

Hauptkondensators der Luftzerlegungsanlage auf ein Temperaturniveau nahe ihrer Verflüssigungstemperatur, d.h. ein Temperaturniveau, das um nicht mehr als 50 K, 25 K oder 10 K oberhalb der Verflüssigungstemperatur liegt, abgekühlt. In letzterem Fall wird die Luft vor ihrer Entspannung nur auf ein Temperaturniveau abgekühlt, das zwar insbesondere unterhalb von -50° C liegt, aber mindestens 50 K oberhalb der

Verflüssigungstemperatur. Die Entspannung erfolgt in diesem Fall typischerweise auf ein Druckniveau, das unterhalb des ersten Druckniveaus liegt, auf dem die erste Rektifikationskolonne betrieben wird, typischerweise auf ca. 4 bis 6 bar Absolutdruck. Die zur Beheizung des Kondensatorverdampfers verwendete Luft verflüssigt sich zumindest teilweise und kann daher in entsprechender Form in die erste und/oder die dritte Rektifikationskolonne eingespeist werden, wobei eventuell auftretende

Druckunterschiede durch Zwischenschaltung einer Pumpe oder auch durch eine rein hydrostatisch-geodätische Druckerhöhung ausgeglichen werden können.

Zur Beheizung des Kondensatorverdampfers in der zweiten Rektifikationskolonne können jedoch auch ein oder mehrere weitere Stoffströme verwendet werden.

Insbesondere kann es sich hierbei um das Fluid, welches Sauerstoff, Stickstoff und Argon enthält, welches aus der ersten Rektifikationskolonne entnommen als der zweite Stoffstrom oder zur Bildung des zweiten Stoffstroms verwendet wird, und das in die zweite Rektifikationskolonne überführt wird, oder einen Teil hiervon handeln. Ein entsprechender zweiter flüssiger Stoffstrom wird dabei beispielsweise der ersten Rektifikationskolonne entnommen, durch den Kondensatorverdampfer geführt, dabei unterkühlt und danach insbesondere unterhalb eines Kopfbereichs, d.h. insbesondere unterhalb des stickstoffreichen Rücklaufs, auf die zweite Rektifikationskolonne aufgegeben. Dieser zweite Stoffstrom kann auf diese Weise als Rücklauf auf die zweite Rektifikationskolonne verwendet werden. Der Kondensatorverdampfer kann auch mit Kopfgas der dritten Rektifikationskolonne betrieben werden, wie erwähnt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann, wie erwähnt, ein stickstoffreicher Rücklauf auf die zweite Rektifikationskolonne unter Verwendung von stickstoffreicher Flüssigkeit aus der ersten Rektifikationskolonne gebildet werden. Hierbei kann ein entsprechender Stoffstrom insbesondere in dem Kondensatorverdampfer der zweiten Rektifikationskolonne abgekühlt werden; es ist jedoch auch möglich, einen

entsprechenden Stoffstrom unabgekühlt in die zweite Rektifkationskolonne

einzuspeisen. In jedem Fall wird vorteilhafterweise dieser Stoffstrom deutlich oberhalb des zweiten Stoffstroms aus der ersten Rektifikationskolonne entnommen. Die

Entnahme erfolgt typischerweise im Bereich von 20 theoretischen oder praktischen Böden unterhalb des Kopfbereiches der ersten Rektifikationskolonne.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird der zweiten Rektifikationskolonne Kopfgas entnommen und insbesondere aus der Luftzerlegungsanlage ausgeleitet, wie bereits zuvor in unterschiedlichen Ausgestaltungen erläutert. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dabei zumindest ein Teil dieses Kopfgases mittels einer weiteren Entspannungsmaschine entspannt, erwärmt und aus der

Luftzerlegungsanlage ausgeleitet.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die zweite Rektifikationskolonne wie erwähnt auf dem zweiten Druckniveau, insbesondere auf einem Druckniveau von 1 ,1 bis 1 ,6 bar Absolutdruck betrieben werden, wobei der ersten Rektifikationskolonne zuvor verdichtete und abgekühlte Luft zugeführt wird, von welcher ein Teilstrom mittels einer Entspannungsmaschine auf das zweite Druckniveau entspannt wird, auf dem die zweite Rektifikationskolonne betrieben wird. Dieser Teilstrom kann nach seiner Entspannung in dem Kondensatorverdampfer, der im Sumpfbereich der zweiten Rektifikationskolonne angeordnet ist, zumindest teilweise verflüssigt und in die erste Rektifikationskolonne eingespeist werden. Eine derartige Ausgestaltung hat den Vorteil, dass sowohl Argonausbeute und Gesamtenergiebereich deutlich verbessert werden. Die für diese Entspannung verwendete Entspannungsmaschine kann mit Verdichter gekoppelt sein, der in der zuvor erläuterten Ausgestaltung der Erfindung das weitere Luftprodukt, das unter Verwendung von Kopfgas der zweiten Rektifikationskolonne gebildet wird, warm verdichtet. Neben oder alternativ zu einer derartigen Kopplung kann auch eine Bremsung, beispielsweise generatorisch und/oder mittels einer Ölbremse, vorgesehen sein. Mittels einer vergleichbaren weiteren

Entspannungsmaschine kann in einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung aber auch weiteres Fluid entspannt werden.

Allgemein kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung die vierte

Rektifikationskolonne, in den Ausgestaltungen, in denen sie vorhanden ist, mit einem Kopfkondensator betrieben werden, dessen Verdampfungsraum auf einem

Druckniveau von weniger als 1 ,2 bar Absolutdruck bzw. 150 mbar Überdruck betrieben und mit Fluid gekühlt wird, welches anschließend in die zweite Rektifikationskolonne eingespeist oder aus der Luftzerlegungsanlage ausgeleitet wird. Bei diesem Fluid kann es sich insbesondere um Sumpfflüssigkeit der ersten, oder, falls vorhanden, der dritten Rektifikationskolonne handeln bzw. kann ein entsprechendes Fluid einen Teil dieser Sumpfflüssigkeit(en) umfassen. Es können jedoch auch weitere Fluide verwendet werden. Ein derartiges Betriebsdruckniveau des Verdampfungsraums des

Kopfkondensators kann im Rahmen der Erfindung die Argonausbeute erhöhen. Dies kann insbesondere dadurch ermöglicht werden, dass entsprechendes Fluid nicht als Regeneriergas in der Luftzerlegungsanlage verwendet wird.

Insbesondere kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung bzw. einer entsprechenden Ausgestaltung in dem Kopfkondensator also Fluid, das im Sumpf einer

Rektifikationskolonne, insbesondere der ersten oder der dritten Rektifikationskolonne anfällt, zu einem Anteil als das Fluid oder als ein Teil des Fluids verwendet werden, mittels welchem der Kopfkondensator der vierten Rektifikationskolonne gekühlt wird. Wie erwähnt, kann entsprechendes Fluid anschließend insbesondere aus der

Luftzerlegungsanlage ausgeführt oder auf andere Weise vorteilhaft verwendet werden.

Im Rahmen einer entsprechenden Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann Kopfgas, das in der vierten Rektifikationskolonne gebildet wird, insbesondere einen Gehalt von mehr als 99,999 Molprozent Argon aufweisen. In dieser Ausgestaltung kann dieses Kopfgas ohne weitere Rektifikation als Argonprodukt aus der

Luftzerlegungsanlage ausgeführt werden. Wie erwähnt, ergeben sich entsprechend hohe Argongehalte insbesondere dann, wenn aus der zweiten Rektifikationskolonne ein ausgesprochen stickstoffarmes Fluid entnommen und in die vierte

Rektifikationskolonne überführt wird.

Alternativ dazu ist es auch möglich, ein Kopfgas in einer entsprechenden

Ausgestaltung in der vierten Rektifikationskolonne mit einem geringeren Argongehalt zu bilden, beispielsweise mit einem Argongehalt von mehr als 95 und weniger als 99,999 Molprozent. In dieser Ausgestaltung kann dann insbesondere eine weitere Rektifikationskolonne in Form einer bekannten Reinargonkolonne vorgesehen sein, in der dieses Kopfgas anschließend unter Erhalt eines Argonprodukts mit entsprechender Reinheit von mehr als 99,999 Molprozent rektifiziert werden kann. Zu bekannten Roh- und Reinargonkolonnen wird auf die eingangs zitierte Fachliteratur verwiesen.

Wie ebenfalls erwähnt, kann aber in entsprechenden Ausgestaltungen auch anstelle Kopfgas ein argonreiches Fluid in flüssiger Form unterhalb des Kopfs der dritten Rektifikationskolonne in Form des fünften Stoffstroms aus dieser abgezogen werden.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann, wie mehrfach erwähnt, eine Menge des in der Luftzerlegungsanlage gebildeten Argonprodukts 1 % bis 50% einer gesamten, in Form von atmosphärischer Luft der Luftzerlegungsanlage insgesamt zugeführten Argonmenge umfassen.

Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zur Herstellung von ultrahochreinem Sauerstoff mit einem Sauerstoffgehalt von beispielsweise 99,5 Molprozent bei einem Restgehalt von bis zu 1 ppb Methan, 10 ppb Argon und nicht mehr als 1 ppb anderer Luftkomponenten eine fünfte Rektifikationskolonne verwendet werden, in der eine Flüssigkeit mit einem Sauerstoffgehalt gebildet wird, der oberhalb eines Sauerstoffgehalts der sauerstoffreichen Sumpfflüssigkeit liegt, die im Sumpf der zweiten Rektifikationskolonne gebildet wird.

Diese fünfte Rektifikationskolonne kann insbesondere als Doppelkolonne ausgebildet sein, die einen oberen Teil und einen unteren Teil aufweist, die fluiddicht voneinander getrennt sind. Jedenfalls werden in dem oberen Teil und dem unteren Teil der

Doppelkolonne jeweils ein Kopfgas und eine Sumpfflüssigkeit gebildet. Der obere Teil kann dabei als Sperrsäule gegen Schwersieder wie z.B. Kohlenwasserstoffe verwendet werden und ist, funktional betrachtet, ein ausgelagerter Teil der vierten Rektifikationskolonne. Der untere Teil, also die fünfte Rektifikationskolonne selbst, wird als Strippsäule zum Abtrennen von Leichtersiedern wie z.B. Argon verwendet.

Insgesamt kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung in der fünften

Rektifikationskolonne bzw. deren unterem Teil eine Flüssigkeit mit einem

Sauerstoffgehalt gebildet werden, der oberhalb eines Sauerstoffgehalts der

sauerstoffreichen Sumpfflüssigkeit liegt, die im Sumpf der zweiten

Rektifikationskolonne gebildet wird, und die fünfte Rektifikationskolonne kann zur Bildung des dritten Stoffstroms, der in die vierte Rektifikationskolonne eingespeist wird, unter Verwendung des Fluids, das aus der zweiten Rektifikationskolonne entnommen wird und einen höheren Argongehalt als die sauerstoffreiche Sumpfflüssigkeit der zweiten Rektifikationskolonne aufweist, verwendet werden.

In den oberen Teil der soeben erläuterten, als Doppelkolonne ausgebildeten fünften Kolonne, also in den funktional zur zweiten Rektifikationskolonne gehörigen Teil, kann dabei zumindest ein Teil des aus der zweiten Rektifikationskolonne entnommenen Fluids eingespeist werden, das als der vierte Stoffstrom oder zur Bildung des vierten Stoffstroms verwendet wird.

Der obere und der untere Teil der soeben erläuterten Doppelkolonne können jeweils mit einem Rücklauf betrieben werden, der unter Verwendung von Sumpfflüssigkeit der vierten Rektifikationskolonne bereitgestellt wird, falls vorhanden, Kopfgas des oberen und des unteren Teils der soeben erläuterten Doppelkolonne können in die vierte Rektifikationskolonne eingespeist werden, und die Flüssigkeit mit dem

Sauerstoffgehalt, der oberhalb des Sauerstoffgehalts der sauerstoffreichen

Sumpfflüssigkeit liegt, die im Sumpf der zweiten Rektifikationskolonne gebildet wird, kann in Form von Sumpfflüssigkeit des unteren Teils gebildet werden.

Die Erfindung kann insbesondere umfassen, dass der untere Teil der Doppelkolonne, also der fünften Rektifikationskolonne im eigentlichen Sinn, mittels eines

Kondensatorverdampfers beheizt wird, in dem Fluid aus der vierten

Rektifikationskolonne abgekühlt wird. Die vorliegende Erfindung erstreckt sich auch auf eine Luftzerlegungsanlage, die zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einer zuvor erläuterten Ausgestaltung in der vorliegenden Erfindung eingerichtet ist. Zu Merkmalen und Vorteilen einer

entsprechenden Luftzerlegungsanlage sei auf den entsprechenden unabhängigen Patentanspruch und die obigen Ausführungen ausdrücklich verwiesen. Insbesondere weist eine derartige Luftzerlegungsanlage Mittel auf, die dafür eingerichtet sind, einem Verfahren entsprechend einer der erläuterten Ausgestaltungen durchzuführen.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Luftzerlegungsanlage weist diese einen Hauptwärmetauscher auf, der in einer ersten vorgefertigten Coldbox angeordnet ist, und die erste Rektifikationskolonne mit dem zur Kühlung ihres Kopfgases verwendeten Wärmetauscher ist in einer zweiten

vorgefertigten Coldbox angeordnet. Die zweite und dritte Rektifikationskolonne sind in einer derartigen Luftzerlegungsanlage in einer dritten vorgefertigten Coldbox angeordnet.

Eine derartige Luftzerlegungsanlage kann insbesondere eine oder mehrere weitere Rektifikationskolonnen aufweisen, wie zuvor unter Bezugnahme auf die vierte und fünfte Rektifikationskolonne erläutert. Die eine weitere oder zumindest eine der mehreren weiteren Rektifikationskolonnen kann bzw. können in der dritten

vorgefertigten Coldbox oder in einer oder in mehreren weiteren vorgefertigten

Coldboxen angeordnet sein.

Bei einer Coldbox handelt es sich um einen Isolierbehälter aus Metall, der jeweils den oder die gesamten genannten Apparate umgibt und mit isolierendem Material, beispielsweise Perlit, gefüllt ist. Vorteilhafterweise sind neben dem einen oder den mehreren genannten Apparaten die zum Betrieb erforderlichen Vorrichtungen wie Wärmetauscher und/oder Armaturen in der Coldbox angeordnet, so dass bei der Erstellung einer entsprechenden Anlage lediglich eine Verrohrung erfolgen muss. Dies erleichtert die Erstellung am Aufstellungsort. Eine Vorfertigung umfasst insbesondere die Erstellung der Coldbox-Außenhülle und ggf. die Einbringung der genannten Apparate mit der entsprechenden Verrohrung. Auf der Baustelle muss daher lediglich noch eine Verbindung (Verrohrung) erfolgen. Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Figuren 1 bis 31 veranschaulichen Luftzerlegungsanlagen und Teile von

Luftzerlegungsanlagen jeweils in Gesamt- oder Teildarstellung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

In den nachfolgenden Figuren sind Luftzerlegungsanlagen unterschiedlicher

Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung veranschaulicht und mit 100 bis 3100 bezeichnet. Die Komponenten entsprechender Anlagen werden dabei zunächst unter Bezugnahme auf die Figur 1 und die dort veranschaulichte nicht erfindungsgemäße Luftzerlegungsanlage 100 erläutert. In den Luftzerlegungsanlagen 200 bis 3100 gemäß den Figuren 2 bis 31 vorhandene, baulich oder funktionell jeweils entsprechende Elemente werden dort nicht wiederholt erläutert.

In Figur 1 ist eine nicht erfindungsgemäße Luftzerlegungsanlage 100 in Form eines schematischen Anlagendiagramms veranschaulicht.

Der Luftzerlegungsanlage 100 wird aus einem warmen Teil der Luftzerlegungsanlage 100, der hier schematisch mit 110 veranschaulicht ist und insbesondere Einrichtungen zur Aufreinigung und Verdichtung von Einsatzluft umfasst, ein Einsatzluftstrom a zugeführt. Dieser Einsatzluftstrom a wird in einem Hauptwärmetauscher 1 der

Luftzerlegungsanlage 100 abgekühlt und aus dem Hauptwärmetauscher 1 nahe dessen kaltem Ende entnommen. Der warme Teil 110 der Luftzerlegungsanlage kann fachüblich ausgebildet sein. Für ein die vorliegende Erfindung nicht einschränkendes Beispiel wird auf die Erläuterungen zu Figur 2.3A bei Häring (s.o.) verwiesen.

Der Einsatzluftstrom a wird anschließend auf zwei Teilströme b und c aufgeteilt, wobei der Teilstrom b direkt in eine erste Rektifikationskolonne 11 eingespeist wird. Der Teilstrom c wird hingegen durch einen Kondensatorverdampfer 121 einer zweiten Rektifikationskolonne 12 geführt und sodann, insbesondere nach Vereinigung mit weiteren Stoffströmen wie unten erläutert, ebenfalls in die erste Rektifikationskolonne 11 eingespeist. Die Einspeisung der Teilströme b und c erfolgt jeweils in geeigneter Höhe in die erste Rektifikationskolonne 1 1.

In der ersten Rektifikationskolonne 11 , die auf einem zuvor erläuterten "ersten" Druckniveau betrieben wird, werden ein an Stickstoff angereichertes bzw. im

Wesentlichen Stickstoff aufweisendes Kopfgas und eine an Sauerstoff angereicherte Sumpfflüssigkeit gebildet. Der ersten Rektifikationskolonne 1 1 werden zwei Stoffströme d und e entnommen, die jeweils Fluid umfassen, das gegenüber atmosphärischer Luft an Sauerstoff angereichert ist.

Der Stoffstrom d wird zunächst in dem Hauptwärmetauscher 1 weiter abgekühlt und anschließend durch einen Wärmetauscher 2 geführt, welcher, wie nachfolgend erläutert, zur Abkühlung von Kopfgas der ersten Rektifikationskolonne 1 1 verwendet wird. Der Stoffstrom e wird zunächst in vergleichbarer Weise wie der Stoffstrom d behandelt, wobei ein Teil des Stoffstroms e als Stoffstrom e1 abgezweigt werden kann, bevor der Rest des Stoffstroms e, der der Einfachheit halber weiter mit e bezeichnet ist, dem Wärmetauscher 2 zugeführt wird. Zu dem Stoffstrom e kann auch bei Bedarf von extern Flüssigstickstoff X zugespeist werden. Im dargestellten Beispiel wird der Stoffstrom e aus dem Sumpf der ersten Rektifikationskolonne 1 1 , der Stoffstrom d hingegen von einer Position mehrere theoretische oder praktische Böden oberhalb des Sumpfs aus der ersten Rektifikationskolonne 11 entnommen. Die Stoffströme d und e werden getrennt voneinander durch den Wärmetauscher 2 geführt.

Der Stoffstrom e wird anschließend in dem Hauptwärmetauscher 1 teilerwärmt und in Form zweier Teilströme mittels einer Entspannungsmaschine 3 und ggf. eines nicht gesondert bezeichneten Bypassventils entspannt. Anschließend werden diese

Teilströme, miteinander und mit weiteren Stoffströmen vereinigt, im

Hauptwärmetauscher 1 erwärmt und aus der Luftzerlegungsanlage in Form eines Sammelstroms f ausgeführt bzw. im warmen Teil 1 10, beispielsweise zur

Regenerierung von Absorbern, verwendet.

Der Stoffstrom d wird hingegen, ggf. nach Abzweigung und Abblasen eines Teilstroms an die Atmosphäre A, in einem Verdichter 5, der mit einer der hier gezeigten

Entspannungsmaschine 3 gekoppelt ist, verdichtet, anschließend abgekühlt und, vergleichbar mit dem Stoffstrom c, in die erste Rektifikationskolonne 11 zurückgeführt. Wie in Form eines gestrichelten Stoffstroms d1 veranschaulicht, kann hier auch ein Bypass erfolgen. Der Verdichter 5 ist mit der Entspannungsmaschine 3 gekoppelt und weist ferner eine hier nicht gesondert bezeichnete Ölbremse auf.

Kopfgas vom Kopf der ersten Rektifikationskolonne 11 wird in Form eines Stoffstroms g durch den Wärmetauscher 2 geführt und dort zumindest teilweise verflüssigt. Dieses teilweise verflüssigte Kopfgas kann teilweise in Form eines Rücklaufstroms auf die erste Rektifikationskolonne 11 zurückgeführt und zu einem weiteren Anteil als

Flüssigstickstoffprodukt B bereitgestellt werden. Hierzu kann ein Teil in einem

Unterkühler 6 unterkühlt und als entsprechend unterkühltes Flüssigstickstoffprodukt B ausgeführt werden. Ein in dem Unterkühler 6 zum Kühlen entspannter Anteil kann mit dem bereits erwähnten Stoffstrom e vereinigt werden. Ein Teil des Stoffstroms g kann auch als sogenannter Purge P ausgeleitet werden. Weiteres Kopfgas kann in Form eines Stoffstroms h im Hauptwärmetauscher 1 erwärmt und als gasförmiges

Stickstoffprodukt C ausgeführt bzw. als Dichtgas D verwendet werden. Das gasförmige Stickstoffprodukt C stellt ein zuvor zu unterschiedlichen Ausgestaltungen der Erfindung erläutertes "stickstoffreiches Luftprodukt" dar.

In dem in Figur 1 veranschaulichten Beispiel wird aus der ersten Rektifikationskolonne 11 ein Stoffstrom i flüssig ausgeführt, welcher im Kondensatorverdampfer 121 der zweiten Rektifikationskolonne unterkühlt und als Rücklauf auf die zweite

Rektifikationskolonne 12 aufgegeben wird. Aus einem Bereich nahe des Kopfs der ersten Rektifikationskolonne 1 1 , jedenfalls deutlich oberhalb des Stoffstroms i, wird ein weiterer, entsprechend stickstoffreicher, Stoffstrom i1 flüssig abgezogen und oberhalb des Stoffstroms i, insbesondere am Kopf, als Rücklauf auf die zweite

Rektifikationskolonne 12 aufgegeben.

Aus dem Sumpf der zweiten Rektifikationskolonne 12 kann ein flüssiger

sauerstoffreicher Stoffstrom k abgezogen werden, der mittels einer

Innenverdichtungspumpe 7 oder mittels Druckaufbauverdampfung auf Druck gebracht und anschließend im Hauptwärmetauscher 1 erwärmt und als innenverdichtetes Sauerstoffdruckprodukt E bereitgestellt werden kann. Ein Teil des Stoffstroms k kann auch als Flüssigsauerstoffprodukt F bereitgestellt werden. Weitere sauerstoffreiche Flüssigkeit, jedoch mit geringerem Sauerstoffgehalt, kann analog in Form eines Stoffstroms k1 aus der zweiten Rektifikationskolonne 12 abgezogen, mittels einer weiteren Innenverdichtungspumpe 7a auf Druck gebracht und als weiteres

innenverdichtetes Sauerstoffdruckprodukt E1 bereitgestellt werden. Ein Anteil kann optional auch in Form eines Stoffstroms k2 zurückgeführt werden. Ein Teil kann auch als Flüssigsauerstoffprodukt F bereitgestellt werden. Vom Kopf der zweiten

Rektifikationskolonne 12 wird im dargestellten Beispiel ein Stoffstrom I abgezogen, der nach Vereinigung mit einem weiteren Stoffstrom ebenfalls erwärmt und, im

veranschaulichten Beispiel, an die Atmosphäre A abgegeben werden kann. Die Stoffströme i und H werden in einem Unterkühler 9 gegen den Stoffstrom I unterkühlt, bevor sie in die zweite Rektifikationskolonne 12 eingespeist werden.

Aus einem mittleren Bereich der zweiten Rektifikationskolonne 12, insbesondere am Argonübergang, wird ein Stoffstrom m abgezogen, welcher in einem unteren Bereich einer Rektifikationskolonne 14 eingespeist wird, die aus Konsistenzgründen als vierte Rektifikationskolonne 14 bezeichnet wird (in der hier veranschaulichten nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist die erfindungsgemäß verwendete dritte

Rektifikationskolonne 13 nicht vorhanden). Aus dem Sumpf der vierten

Rektifikationskolonne 14 wird mittels einer Pumpe 8 ein weiterer Stoffstrom n abgezogen und in die zweite Rektifikationskolonne12 zurückgeführt. Aus der vierten Rektifikationskolonne 14 wird in einem oberen Bereich ein Stoffstrom o abgezogen, durch einen Kopfkondensator 141 der vierten Rektifikationskolonne 141 geführt, dort zumindest teilweise verflüssigt und als Rücklauf auf die vierte Rektifikationskolonne 14 zurückgeführt. Ein nicht verdampfter Anteil kann an die Atmosphäre A abgegeben werden. Ein Flüssigargonprodukt G wird unterhalb des Kopfs der vierten

Rektifikationskolonne 14 in Form eines Stoffstroms p flüssig abgezogen. Ein entsprechender Stoffstrom p kann auch zumindest teilweise mittels einer Pumpe auf Druck gebracht und in dem Hauptwärmetauscher 1 erwärmt werden, so dass auf diese Weise ein innenverdichtetes Argonprodukt bereitgestellt werden kann.

Der Kopfkondensator 141 der vierten Rektifikationskolonne 14 wird mit Flüssigkeit gekühlt, die dem Kopfkondensator 141 in Form des bereits erwähnten Stoffstroms q zugeführt werden kann. Der Stoffstrom q kann unter Verwendung zumindest eines Teils des ebenfalls bereits erwähnten Stoffstroms e1 und optional des Stoffstroms k2 gebildet werden. Nicht zur Bildung des Stoffstroms q verwendete Anteile können in Form eines Stoffstroms q1 mit dem Stoffstrom c vereinigt und in die erste Rektifikationskolonne 1 1 eingespeist werden. Aus einem Verdampfungsraum des Kopfkondensators 141 der vierten Rektifikationskolonne 14 kann ein Stoffstrom r abgezogen werden, welcher vorzugsweise gegendruckfrei oder im Wesentlichen gegendruckfrei nach Vereinigung mit dem Stoffstrom I wie bezüglich dieses Stoffstroms I erläutert im Hauptwärmetauscher 1 erwärmt und aus der Anlage ausgeführt werden kann. Auf diese Weise kann ein geringer Druck in dem Verdampfungsraum des Kopfkondensators 141 eingestellt werden. Optional kann ein Anteil r1 des Stoffstroms r auch in die zweite Rektifikationskolonne 12 eingespeist werden. Flüssigkeit aus dem Verdampfungsraum des Kopfkondensators 141 der vierten Rektifikationskolonne 14 kann bei Bedarf in Form eines Stoffstroms s mit den Teilströmen des Stoffstroms e vor deren Erwärmung in dem Hauptwärmetauscher 1 vereinigt werden.

Die Stoffströme i und/oder i1 können, wie bereits erwähnt, gegen den Stoffstrom I in jeweils mit 9 bezeichneten Unterkühlern gegen den Stoffstrom I unterkühlt werden. Entsprechendes gilt optional auch für den Stoffstrom q gegenüber dem Stoffstrom r. Mehrere Unterkühler 9 können auch in einem gemeinsamen Apparat

zusammengefasst sein.

In Figur 2 ist eine weitere nicht erfindungsgemäße Luftzerlegungsanlage in Form eines schematischen Anlagendiagramms veranschaulicht und insgesamt mit 200 bezeichnet.

Im Gegensatz zu der in Figur 1 veranschaulichten Luftzerlegungsanlage 100 wird hier ein Teilstrom a1 des Einsatzluftstroms a dem Hauptwärmetauscher 1 auf einem Zwischentemperaturniveau entnommen, mittels einer Entspannungsmaschine 201 , die mit einem Generator gekoppelt ist, entspannt, und ansonsten wie der Stoffstrom c gemäß Figur 1 verwendet. Falls eine entsprechende Entspannungsmaschine vorhanden ist und zu einem gleichen oder vergleichbaren Zweck eingesetzt wird, ist diese auch in den nachfolgenden Figuren mit 201 bezeichnet. Die gegenüber der Luftzerlegungsanlage 100 abweichenden Merkmale können einzeln oder gemeinsam vorgesehen sein und/oder mit beliebigen zuvor und nachfolgend beschriebenen Merkmalen kombiniert werden.

In Figur 3 ist eine weitere nicht erfindungsgemäße Luftzerlegungsanlage in Form eines schematischen Anlagendiagramms veranschaulicht und insgesamt mit 300 bezeichnet. Wie hier veranschaulicht, kann ein dem Stoffstrom a1 der Figur 2 entsprechender Stoffstrom nach seiner Entspannung in der Entspannungsmaschine 201 auch dem Hauptwärmetauscher 1 wieder zugeführt, dort erwärmt und an die Atmosphäre A abgeblasen werden. Bezüglich weiterer Details sei auf die Erläuterungen zu den vorstehenden Figuren ausdrücklich verwiesen. Die gegenüber den vorstehenden Figuren abweichenden Merkmale können auch hier einzeln oder gemeinsam vorgesehen sein und/oder mit beliebigen zuvor und nachfolgend beschriebenen Merkmalen kombiniert werden.

In Figur 4 ist eine weitere nicht erfindungsgemäße Luftzerlegungsanlage in Form eines schematischen Anlagendiagramms veranschaulicht und insgesamt mit 400 bezeichnet.

Im Gegensatz zu der den in den vorstehenden Figuren veranschaulichten

Luftzerlegungsanlagen 100 bis 300 wird hier kein dem Stoffstrom H entsprechender Stoffstrom verwendet. Bezüglich weiterer Details sei auf die Erläuterungen zu den vorstehenden Figuren ausdrücklich verwiesen. Die gegenüber den vorstehenden Figuren abweichenden Merkmale können auch hier einzeln oder gemeinsam vorgesehen sein und/oder mit beliebigen zuvor und nachfolgend beschriebenen Merkmalen kombiniert werden.

In Figur 5 ist eine Luftzerlegungsanlage gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung in Form eines schematischen Anlagendiagramms veranschaulicht und insgesamt mit 500 bezeichnet.

Die Luftzerlegungsanlage 500 gemäß Figur 5 unterscheidet sich von den zuvor erläuterten Ausgestaltungen insbesondere dadurch, dass die zweite

Rektifikationskolonne 12 als Teil einer Doppelkolonne ausgebildet ist, die zusätzlich die bereits angesprochene dritte Rektifikationskolonne 13 aufweist. Ein wie zuvor mit a1 bezeichneter und entsprechend behandelter Anteil des Einsatzluftstroms a wird dabei in einen unteren Bereich dieser dritten Rektifikationskolonne 13 eingespeist.

Ein Stoffstrom q2, der ansonsten vergleichbar wie der Stoffstrom q der vorstehenden Figuren weiterverwendet wird und daher weiter stromabwärts auch hier mit q bezeichnet ist, wird in der Luftzerlegungsanlage 500 unter Verwendung von

Sumpfflüssigkeit der dritten Rektifikationskolonne 13, des Teilstroms e2 und optional des Stoffstroms k2, gebildet. Kopfgas der dritten Rektifikationskolonne 13 wird in Form eines Stoffstroms u in dem Kondensatorverdampfer 121 zumindest teilweise verflüssigt und anschließend in Form eines Teilstroms u1 als Rücklauf auf die dritte

Rektifikationskolonne 13 sowie in Form eines Teilstroms u2 als Rücklauf auf die zweite Rektifikationskolonne 12 verwendet.

Stickstoffreiche Flüssigkeit wird in Form eines Stoffstroms v über einen Seitenabzug aus der dritten Rektifikationskolonne 13 entnommen und mittels einer Pumpe 501 in die erste Rektifikationskolonne 11 befördert.

Bezüglich weiterer Details sei auf die Erläuterungen zu den vorstehenden Figuren ausdrücklich verwiesen. Die gegenüber den vorstehenden Figuren abweichenden Merkmale können auch hier einzeln oder gemeinsam vorgesehen sein und/oder mit beliebigen zuvor und nachfolgend beschriebenen Merkmalen kombiniert werden.

In Figur 6 ist eine weitere nicht erfindungsgemäße Luftzerlegungsanlage in Form eines schematischen Anlagendiagramms veranschaulicht und insgesamt mit 600 bezeichnet. Die Darstellung weicht dabei in Figur 6 und den nachfolgenden Figuren leicht von jenen in den Figuren 1 bis 5 ab, wobei jedoch ein Teil der Funktion der gezeigten Elemente hinsichtlich der technischen Funktion identisch bzw. vergleichbar ist und daher mit identischen Bezugszeichen angegeben ist.

Der Luftzerlegungsanlage 600 wird aus einem warmen Teil, der hier ebenfalls mit 110 zusammengefasst ist, auch hier ein Einsatzluftstrom a zugeführt, der aus

atmosphärischer Luft L gebildet wird. In dem warmen Teil 1 10 sind hier unter anderem ein Filter 1 11 , über den Einsatzluft L angesaugt wird, ein Hauptluftverdichter 1 12 mit nicht gesondert bezeichneten Nachkühlern, ein Direktkontaktkühler, der mit Wasser W betrieben wird, und ein Absorbersatz 1 15 dargestellt. Der Einsatzluftstrom a wird auch hier in einem Hauptwärmetauscher 1 der Luftzerlegungsanlage 600 abgekühlt und aus dem Hauptwärmetauscher 1 nahe dessen kaltem Ende entnommen.

Der Einsatzluftstrom a wird wie zuvor auf zwei Teilströme b und c aufgeteilt, wobei der Teilstrom b direkt in die auch hier mit 1 1 bezeichnete erste Rektifikationskolonne eingespeist wird. Der zweite Teilstrom c wird wiederum durch einen

Kondensatorverdampfer 121 einer auch hier mit 12 bezeichneten zweiten Rektifikationskolonne 12 geführt, hier aber anschließend wie nachfolgend erläutert aus der Luftzerlegungsanlage 600 ausgeführt. Im Gegensatz zu dem in den Figuren 1 bis 5 veranschaulichten Kondensatorverdampfer 121 ist in dem Kondensatorverdampfer 121 gemäß Figur 6 die Stromführung nicht über Kreuz veranschaulicht,

In der ersten Rektifikationskolonne 1 1 , die auch hier auf dem zuvor erläuterten "ersten" Druckniveau betrieben wird, werden ein an Stickstoff angereichertes bzw. im

Wesentlichen Stickstoff aufweisendes Kopfgas und eine an Sauerstoff angereicherte Sumpfflüssigkeit gebildet. Der ersten Rektifikationskolonne 1 1 werden auch hier zwei Stoffströme d und e entnommen, die jeweils Fluid umfassen, das gegenüber atmosphärischer Luft an Sauerstoff angereichert ist.

Der Stoffstrom d wird zunächst in dem Hauptwärmetauscher 1 weiter abgekühlt und anschließend durch einen Wärmetauscher 2 geführt, welcher, wie nachfolgend erläutert, zur Abkühlung von Kopfgas der ersten Rektifikationskolonne 1 1 verwendet wird. Der Stoffstrom e wird zunächst in vergleichbarer Weise wie der Stoffstrom d behandelt, wobei der Stoffstrom e hier zunächst mit dem Stoffstrom c vereinigt wird und anschließend ein weiterer Stoffstrom q3 hiervon abgezweigt wird. Erst dann wird dieser Stoffstrom, der Einfachheit halber weiter mit e bezeichnet, in dem

Hauptwärmetauscher 1 weiter abgekühlt und dem Wärmetauscher 2 zugeführt. Der Stoffstrom q3 wird im weiteren Verlauf zur Vergleichbarkeit mit den vorigen Figuren und aufgrund seiner entsprechenden Verwendung mit q bezeichnet.

Zu dem Stoffstrom e kann wie zuvor bei Bedarf Flüssigstickstoff X zugespeist werden. Im dargestellten Beispiel wird der Stoffstrom e aus dem Sumpf der ersten

Rektifikationskolonne 1 1 , der Stoffstrom d hingegen von einer Position mehrere theoretische oder praktische Böden oberhalb des Sumpfs aus der ersten

Rektifikationskolonne 1 1 entnommen. Die Stoffströme d und e werden getrennt voneinander durch den Wärmetauscher 2 geführt.

Der Stoffstrom e wird anschließend in dem Hauptwärmetauscher 1 teilerwärmt und in Form zweier Teilströme mittels einer Entspannungsmaschine 3 und ggf. eines

Entspannungsventils bzw. über einen Bypass entspannt. Anschließend werden diese Teilströme, miteinander und mit weiteren Stoffströmen vereinigt, im

Hauptwärmetauscher 1 erwärmt und aus der Luftzerlegungsanlage in Form eines Sammelstroms f ausgeführt bzw. im warmen Teil 1 10 der Luftzerlegungsanlage 600, beispielsweise zur Regenerierung der Absorber des Adsorbersatzes 1 14, verwendet.

Der Stoffstrom d wird hingegen, ggf. nach Abzweigung und Abblasen eines Teilstroms an die Atmosphäre A, in einem Verdichter 5, der mit einer der hier gezeigten

Entspannungsmaschine 3 gekoppelt ist, verdichtet, anschließend abgekühlt und in die erste Rektifikationskolonne zurückgeführt. Wie in Form eines gestrichelten Stoffstroms d1 veranschaulicht, kann auch hier ein Bypass erfolgen. Der Verdichter 5 ist mit der Entspannungsmaschine 3 gekoppelt und weist ferner eine hier nicht gesondert bezeichnete Ölbremse auf. Auch beliebige andere Kombinationen sind möglich.

Kopfgas vom Kopf der ersten Rektifikationskolonne 11 wird in Form eines Stoffstroms g durch den Wärmetauscher 2 geführt und dort zumindest teilweise verflüssigt. Dieses teilweise verflüssigte Kopfgas kann teilweise in Form eines Rücklaufstroms auf die erste Rektifikationskolonne zurückgeführt und zu einem weiteren Anteil als

Flüssigstickstoffprodukt B bereitgestellt werden. Hierzu kann ein Teil in einem

Unterkühler 6 unterkühlt und als entsprechend unterkühltes Flüssigstickstoffprodukt B ausgeführt werden. Ein in dem Unterkühler 6 zum Kühlen entspannter Anteil kann mit dem bereits erwähnten Stoffstrom e vereinigt werden. Ein Teil kann auch als sogenannter Purge P ausgeleitet werden. Weiteres Kopfgas kann in Form eines Stoffstroms h im Hauptwärmetauscher 1 erwärmt und als gasförmiges Stickstoffprodukt C ausgeführt bzw. als Dichtgas D verwendet werden.

Auch in dem in Figur 6 veranschaulichten Beispiel wird aus der ersten

Rektifikationskolonne 1 1 ein Stoffstrom i flüssig ausgeführt, welcher im

Kondensatorverdampfer 121 der zweiten Rektifikationskolonne 120 unterkühlt und als Rücklauf auf die zweite Rektifikationskolonne 12 aufgegeben werden kann.

Aus dem Sumpf der zweiten Rektifikationskolonne 12 kann ein flüssiger

sauerstoffreicher Stoffstrom k abgezogen werden, der hier flüssig in ein Tanksystem 101 eingespeist wird. Aus dem Tanksystem 101 oder einem anderen Tank kann ein entsprechender flüssiger sauerstoffreicher Stoffstrom, hier mit k3 bezeichnet, abgezogen, und anschließend im Hauptwärmetauscher 1 erwärmt und als gasförmiges Sauerstoffprodukt U bereitgestellt werden kann. Die zweite Rektifikationskolonne 12 kann insbesondere derart ausgebildet sein und betrieben werden, dass mittels dieser ein ultrahochreines Sauerstoffprodukt U mit den zuvor erläuterten Spezifikationen bereitgestellt werden kann. Dies muss bei den zweiten Rektifikationskolonnen 12 der Luftzerlegungsanlagen 100 bis 500 nicht der Fall sein.

Weitere sauerstoffreiche Flüssigkeit kann analog in Form eines Stoffstroms k1 aus der zweiten Rektifikationskolonne 12 abgezogen, mittels einer Innenverdichtungspumpe 7a auf Druck gebracht und als innenverdichtetes Sauerstoffdruckprodukt E1 bereitgestellt werden. Vom Kopf der zweiten Rektifikationskolonne 12 wird im dargestellten Beispiel ein Stoffstrom I abgezogen, der auch hier zur Bildung des bereits erwähnten

Stoffstroms f verwendet wird.

Aus einem mittleren Bereich der zweiten Rektifikationskolonne 12, insbesondere am Argonübergang, wird ein Stoffstrom m abgezogen, welcher in einem unteren Bereich einer auch hier mit 14 bezeichneten vierten Rektifikationskolonne eingespeist wird. Aus dem Sumpf der vierten Rektifikationskolonne 14 wird wie oben mittels einer Pumpe 8 ein weiterer Stoffstrom n abgezogen und in die zweite Rektifikationskolonne12 zurückgeführt. Vom Kopf der vierten Rektifikationskolonne 14 steigt Kopfgas in einen Kondensationsraum eines Kopfkondensators 141 auf, wird dort zumindest teilweise verflüssigt und als Rücklauf auf die vierte Rektifikationskolonne 14 zurückgeführt. Ein nicht verdampfter Anteil kann an die Atmosphäre A abgegeben werden. Ein Stoffstrom p wird unterhalb des Kopfs der vierten Rektifikationskolonne 14 flüssig abgezogen. Der Stoffstrom p wird mittels einer Pumpe 7b auf Druck gebracht und anschließend in dem Hauptwärmetauscher 1 erwärmt, so dass auf diese Weise ein innenverdichtetes Argonprodukt I bereitgestellt werden kann.

Der Kopfkondensator 141 der vierten Rektifikationskolonne 14 wird auch hier mit Flüssigkeit gekühlt, die dem Kopfkondensator 141 in Form des bereits erwähnten Stoffstroms q3, der hier im weiteren Verlauf mit q bezeichnet ist, zugeführt werden kann. Aus einem Verdampfungsraum des Kopfkondensators 141 der vierten

Rektifikationskolonne 14 kann ein Stoffstrom r abgezogen werden, welcher

vorzugsweise gegendruckfrei oder im Wesentlichen gegendruckfrei nach Vereinigung mit dem Stoffstrom I und dem nachfolgend erläuterten Stoffstroms s wie bezüglich dieses Stoffstroms I erläutert im Hauptwärmetauscher 1 erwärmt und aus der

Luftzerlegungsanlage ausgeführt werden kann. Auf diese Weise kann ein geringer Druck in dem Verdampfungsraum des Kopfkondensators 141 eingestellt werden. Flüssigkeit aus dem Verdampfungsraum des Kopfkondensators 141 der vierten Rektifikationskolonne 14 wird hier in Form des Stoffstroms s abgezogen.

In Figur 7 ist eine Luftzerlegungsanlage gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung in Form eines schematischen Anlagendiagramms

veranschaulicht und insgesamt mit 700 bezeichnet.

Im Gegensatz zu der in Figur 6 veranschaulichten Luftzerlegungsanlage 600 wird hier ein Teilstrom des Einsatzluftstroms a, der wie erstmalig in Figur 2 mit a1 bezeichnet ist, dem Hauptwärmetauscher 1 auf einem Zwischentemperaturniveau entnommen und mittels einer wie oben mit 201 bezeichneten Entspannungsmaschine entspannt.

Der Rest des Einsatzluftstroms a wird zumindest teilweise in die erste

Rektifikationskolonne eingespeist, wobei eine Querverbindung a2 zwischen dem Teilstrom a1 und dem Stoffstrom a bereitgestellt ist.

Die in Figur 7 veranschaulichte Luftzerlegungsanlage 700 zeichnet sich ferner dadurch aus, dass die zweite Rektifikationskolonne 12 als Teil einer Doppelkolonne ausgebildet ist, die zusätzlich eine dritte Rektifikationskolonne 13 aufweist. Der mit a1 bezeichnete und entspannte Anteil des Einsatzluftstroms a wird dabei in einen unteren Bereich dieser dritten Rektifikationskolonne 13 eingespeist.

Ein Stoffstrom, der ansonsten vergleichbar wie der Stoffstrom q der vorstehenden Figuren weiterverwendet wird und daher auch hier mit q bezeichnet ist, wird in der Luftzerlegungsanlage 700 unter Verwendung von Sumpfflüssigkeit der dritten

Rektifikationskolonne 13 gebildet. Kopfgas der dritten Rektifikationskolonne 13 wird in Form eines Stoffstroms u in dem Kondensatorverdampfer 121 zumindest teilweise verflüssigt und anschließend in Form eines Teilstroms u1 als Rücklauf auf die dritte Rektifikationskolonne 13 sowie in Form eines Teilstroms u2 als Rücklauf auf die zweite Rektifikationskolonne 12 verwendet.

Stickstoffreiche Flüssigkeit wird in Form eines Stoffstroms v über einen Seitenabzug aus der dritten Rektifikationskolonne 13 entnommen und mittels einer Pumpe, die wie oben mit 501 bezeichnet ist, in die erste Rektifikationskolonne 11 befördert. Ein weiterer Stoffstrom k4 wird gasförmig aus der zweiten Rektifikationskolonne 12 abgezogen und mit den Stoffströmen I und r zu einem hier mit f1 bezeichneten Stoffstrom vereinigt. Der Stoffstrom f1 wird, wie der Stoffstrom f, in dem

Hauptwärmetauscher 1 erwärmt und entsprechend verwendet. Die Stoffströme q, i und u2 werden im dargestellten Beispiel in einem gemeinsamen Unterkühler 9 gegen den Stoffstrom I unterkühlt.

Bezüglich weiterer Details sei auf die Erläuterungen zu den vorstehenden Figuren, insbesondere zu den Figuren 5 und 6, ausdrücklich verwiesen. Die gegenüber den vorstehenden Figuren abweichenden Merkmale können auch hier einzeln oder gemeinsam verwirklicht sein.

In Figur 8 ist eine Luftzerlegungsanlage gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung in Form eines schematischen Anlagendiagramms

veranschaulicht und insgesamt mit 800 bezeichnet.

Die Luftzerlegungsanlage 800 gemäß Figur 8 unterscheidet sich von den zuvor gezeigten und erläuterten Luftzerlegungsanlagen 100 bis 700 insbesondere dadurch, dass eine fünfte Rektifikationskolonne 15 verwendet wird, die als Rektifikationskolonne zur Bereitstellung von hochreinem Sauerstoff eingerichtet ist.

Ferner wird in der Luftzerlegungsanlage 800 der Stoffstrom i in die dritte

Rektifikationskolonne 13 eingespeist und in einem Bereich dieser Einspeisung ein Stoffstrom w flüssig entnommen und in die zweite Rektifikationskolonne 12

eingespeist. Die Einspeisung des Stoffstroms i in die zweite Rektifikationskolonne 12 erfolgt also hier "über den Umweg" der dritten Rektifikationskolonne 13. Ferner wird ein Teil der Sumpfflüssigkeit aus der dritten Rektifikationskolonne 13 in Form eines Stoffstroms q4 direkt in die zweite Rektifikationskolonne 12 eingespeist. Dies kommt einer Umgehung des Kopfkondensators 141 der vierten Rektifikationskolonne 14 gleich, der lediglich noch mit dem verbleibenden Rest gespeist wird.

Aus der zweiten Rektifikationskolonne 12 wird ein Stoffstrom m1 entnommen und in einen oberen Teil 15a der fünften Rektifikationskolonne 15 eingespeist, der von einem unteren Teil 15b durch einen Sperrboden 15c getrennt ist. Sich auf dem Sperrboden 15c abscheidende Flüssigkeit wird in Form eines Stoffstroms n1 in die zweite

Rektifikationskolonne 12 zurückgeführt. Die bereits erläuterten Stoffströme r und s werden in die zweite Rektifikationskolonne 12 zurückgespeist. Der obere Teil 15a der fünften Rektifikationskolonne 15 dient insbesondere zur Ausschleusung von Argon, welches zum überwiegenden Teil über einen Stoffstrom m2 in die vierte

Rektifikationskolonne 14 überführt wird. Der Stoffstrom m2 umfasst dabei auch Kopfgas des unteren Teils 15b der fünften Rektifikationskolonne 15. Sumpfflüssigkeit der vierten Rektifikationskolonne 14 wird in Form eines Stoffstroms m2 zum Kopf des oberen und unteren Teils 15a, 15b der fünften Rektifikationskolonne 15 geführt.

Die fünfte Rektifikationskolonne 15 ist mit einem Kondensatorverdampfer 151 versehen, der mit einem stickstoffreichen Gas betrieben wird, welches aus der dritten Rektifikationskolonne 13 in Form eines Stoffstroms x entnommen, in dem

Kondensatorverdampfer 151 zumindest teilweise verflüssigt, und in die dritte

Rektifikationskolonne 13 zurückgeführt wird.

Auch dem hier dargestellten Beispiel wird dem Sumpf der zweiten

Rektifikationskolonne 12 ein Stoffstrom k entnommen und in ein Tanksystem 101 überführt. Anschließend erfolgt hier jedoch eine Innenverdichtung mittels einer Pumpe 7c. Ferner wird der fünften Rektifikationskolonne 5 ultrahochreiner Sauerstoff in Form eines Stoffstroms k5 entnommen. Dieser wird in ein Tanksystem 102 überführt, dort zwischengespeichert, in dem Hauptwärmetauscherl verdampft und als ultrahochreines Sauerstoffprodukt U1 bereitgestellt. Auch eine Zwischenspeicherung des

Argonprodukts in einem Tanksystem 103 ist möglich.

Bezüglich weiterer Details sei auf die Erläuterungen zu den vorstehenden Figuren, insbesondere zu den Figuren 5 bis 7, ausdrücklich verwiesen. Die gegenüber den vorstehenden Figuren abweichenden Merkmale können auch hier einzeln oder gemeinsam verwirklicht sein.

Die Figuren 9 bis 28 veranschaulichen eine Reihe weiterer Varianten von

Luftzerlegungsanlagen gemäß Ausführungsformen der Erfindung und gemäß nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltungen. Wenngleich hier teilweise für bestimmte Stoffströme und Apparate andere Bezeichnungen als in den vorstehenden Figuren verwendet werden, können diese einander auch entsprechen. In Figur 9 ist lediglich als Grundlage der Erläuterungen zu den nachfolgenden Figuren eine nicht erfindungsgemäße Luftzerlegungsanlage mit einer Sauerstoffkolonne neben der ersten Rektifikationskolonne 11 , also einer zweiten Rektifikationskolonne 12, jedoch ohne weitere Rektifikationskolonnen, veranschaulicht und insgesamt mit 900 bezeichnet. Der überwiegende Anteil der in Figur 9 veranschaulichten Komponenten wurde bereits mehrfach erläutert. Wie in Figur 9 veranschaulicht, kann ein weiterer Speichertank 104 eingesetzt werden und der Stoffstrom I kann separat durch den Hauptwärmetauscher 1 geführt werden.

In Figur 10 ist eine Luftzerlegungsanlage veranschaulicht und mit 1000 bezeichnet, die eine ebenfalls nicht erfindungsgemäße Variante der Luftzerlegungsanlage 900 gemäß Figur 9 darstellt, und bei der der zweiten Rektifikationskolonne 12 ein Stoffstrom k6 über einen Zwischenabzug entnommen und ggf. nach Zwischenspeicherung in einem Puffertank 105 und Innenverdichtung in einer Innenverdichtungspumpe 7d und Erwärmung im Hauptwärmetauscher 1 als entsprechendes Sauerstoffprodukt U2 ausgeführt wird.

In Figur 11 ist eine weitere nicht erfindungsgemäße Luftzerlegungsanlage

veranschaulicht und mit 1100 bezeichnet, die eine weitere Variante der Anlagen 900 und 1000 gemäß den Figuren 9 und 10 darstellt. Die Luftzerlegungsanlage 1100 umfasst eine vierte Rektifikationskolonne 14, der der mehrfach erläuterte Stoffstrom p in flüssiger Form, entnommen wird. Entsprechendes Argon kann in einem Puffertank 103 zwischengespeichert und nach einer Innenverdichtung in einer

Innenverdichtungspumpe 7b und Erwärmung im Hauptwärmetauscher 1 als entsprechendes Argonprodukt I ausgeführt werden.

Wie hier mit 1 101 veranschaulicht, kann kaltseitig des Hauptwärmetauschers 1 eine Querverbindung zwischen den Stoffströmen f und I bereitgestellt sein. Diese

Querverbindung kann insbesondere für den Fall eines Ausfalls einer oder mehrerer Rektifikationskolonnen aktiviert werden, um auf diese Weise die Luftzerlegungsanlage 1100 nicht insgesamt stilllegen zu müssen.

Wie mit 1 102 veranschaulicht, können in dieser Ausgestaltung ferner am Kopf der zweiten Rektifikationskolonne 12 extern bereitgestellter Flüssigstickstoff und ein flüssiger, stickstoffreicher Stoffstrom i1 aus der ersten Rektifikationskolonne aufgegeben werden. Letzterer weist einen geringeren Stickstoffgehalt als das Kopfgas der zweiten Rektifikationskolonne 12 auf. Ein zusätzlicher Trennabschnitt in der zweiten Rektifikationskolonne 12 ist mit 1103 bezeichnet.

Aus der zweiten Rektifikationskolonne 12 wird ein Stoffstrom k7 entnommen, mit dem Stoffstrom I vereinigt, und in Form dieses der Einfachheit halber weiter mit I

bezeichneten Stoffstroms aus- bzw. dem warmen Teil 1 10 zugeführt. Auf diese Weise kann insgesamt die Ausbeute an gasförmigem, innenverdichtetem Argon (Stoffstrom p bzw. Produkt I) erhöht werden. Dem Stoffstrom I wird der Stoffstrom r zugespeist, wohingegen der Stoffstrom s zur Bildung des Stoffstroms f verwendet wird.

In Figur 12 ist eine weitere nicht erfindungsmäße Luftzerlegungsanlage

veranschaulicht und mit 1200 bezeichnet, die insbesondere eine Variante der

Luftzerlegungsanlage 1 100 gemäß Figur 11 darstellt. Die Luftzerlegungsanlage 1200 weist die weitere Entspannungsmaschine 201 auf. Der Teilstrom a1 wird in dieser weiteren Entspannungsmaschine 201 entspannt und wie mehrfach erläutert verwendet.

Der nicht in der Entspannungsmaschine 201 entspannte Rest des Stoffstroms a wird vergleichbar mit dem Stoffstrom wird vergleichbar mit dem zuvor erläuterten Stoffstrom b behandelt und ist daher entsprechend bezeichnet. Ferner ist hier ein bereits mehrfach erläuterter Unterkühler 9 gezeigt. Die zweite Rektifikationskolonne 12 ist mit ihrem tiefsten Punkt insbesondere mehr als 6 m oberhalb des tiefsten Punkts der ersten Rektifikationskolonne 1 1 angeordnet.

In Figur 13 ist eine Luftzerlegungsanlage veranschaulicht und mit 1300 bezeichnet, die insbesondere eine Variante der Luftzerlegungsanlage 1200 gemäß Figur 12, im

Gegensatz zu dieser aber eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, darstellt.

Die Luftzerlegungsanlage 1200 weist die mehrfach erläuterte dritte

Rektifikationskolonne 13 und die fünfte Rektifikationskolonne 15 auf, die bereits zu Figur 8 eingehender erläutert wurden. Auf die Ausführungen zu Luftzerlegungsanlage 800 gemäß Figur 8 wird daher auch bezüglich der Anlage 900 ausdrücklich verwiesen.

Abweichend zur Luftzerlegungsanlage 800 gemäß Figur 8 erfolgt hier insbesondere eine Einspeisung von externem Flüssigstickstoff X in die zweite Rektifikationskolonne 12 und ein Teilstrom des Stoffstroms r wird mit dem Stoffstrom I und dem Stoffstrom k3 vereinigt. Dies ist insbesondere deshalb der Fall, weil in der zweiten

Rektifikationskolonne 12 kein Bedarf nach dem vollständigen Rücklauf besteht bzw. diesbezüglich ein Optimum herrscht. Wie veranschaulicht, wird der Stoffstrom i hier im Kondensatorverdampfer 121 unterkühlt, bevor er in die zweite Rektifikationskolonne 12 eingespeist wird.

In Figur 14 ist eine Luftzerlegungsanlage veranschaulicht und mit 1400 bezeichnet, die insbesondere eine erfindungsgemäße Variante der Luftzerlegungsanlage 1300 gemäß Figur 13 darstellt. Die Luftzerlegungsanlage 1400 ist dafür eingerichtet, ein weiteres Druckstickstoffprodukt D1 bereitzustellen.

Hierzu wird der Kopfstrom der zweiten Rektifikationskolonne 12 mit höherer Reinheit gewonnen als zuvor der Stoffstrom I. Dieser ist daher hier mit 11 bezeichnet. Dies wird erreicht, indem unterhalb des Kopfs ein weiterer Stoffstrom I2 aus der zweiten

Rektifikationskolonne 12 abgezogen wird. Ferner ist die zweite Rektifikationskolonne hier mit einem weiteren Trennabschnitt 12a versehen. Die veranschaulichte

Ausgestaltung wirkt sich auch positiv auf Argonausbeute und -reinheit aus.

Die in der Luftzerlegungsanlage 1300 gemäß Figur 13 mit dem Stoffstrom I vereinigten Stoffströme werden nun mit dem Stoffstrom I2 zu einem der Einfachheit halber wieder mit I bezeichneten Stoffstrom vereinigt. Der Stoffstrom 11 wird nach einer Anwärmung im Hauptwärmetauscher 1 teilweise in einem externen Verdichter 1401 verdichtet. Ein weiterer Teil gelangt in den warmen Teil 110. Weitere Details hierzu sind auch in den Figuren 27 und 28 noch näher veranschaulicht.

In Figur 15 ist eine Luftzerlegungsanlage veranschaulicht und insgesamt mit 1500 bezeichnet, die insbesondere eine erfindungsgemäße Variante der

Luftzerlegungsanlage 1400 gemäß Figur 14 darstellt.

Die in der Luftzerlegungsanlage 1400 gemäß Figur 14 lediglich zur Bildung des Stoffstroms q verwendete Sumpfflüssigkeit der dritten Rektifikationskolonne 13 wird hier teilweise zur Bildung eines Stoffstroms q4 (siehe hierzu auch

Luftzerlegungsanlage 800 gemäß Figur 8) verwendet, der auf die zweite Rektifikationskolonne 12 aufgegeben wird. Die zweite Rektifikationskolonne 12 und die Einspeisestelle des Stoffstroms i werden entsprechend angepasst.

In Figur 16 ist eine Luftzerlegungsanlage veranschaulicht und mit 1600 bezeichnet, die eine insbesondere erfindungsgemäße Variante der Luftzerlegungsanlage 1500 gemäß Figur 15 darstellt.

Der in den zuvor erläuterten Anlagen 800 und 1300 bis 1500 gebildete Stoffstrom x wird hier nicht entsprechend verwendet. Stattdessen wird ein Stoffstrom xl als

Teilstrom des der dritten Rektifikationskolonne 13 entnommenen Kopfgases abgezweigt und zum Teil, wie zuvor der Stoffstrom x, in dem Kondensatorverdampfer 151 verflüssigt und als Rücklauf auf die dritte Rektifikationskolonne 13 zurückgeführt. Ein weiterer Teil wird in Form eines Stoffstroms x2 erwärmt und zumindest zum Teil als ein weiteres Stickstoffprodukt D2 aus der Luftzerlegungsanlage 1600 ausgeführt.

In Figur 17 ist eine Luftzerlegungsanlage veranschaulicht und mit 1700 bezeichnet, die insbesondere eine erfindungsgemäße Variante der Anlagen gemäß der vorigen Figuren darstellt, in denen eine fünfte Rektifikationskolonne 15 eingesetzt wird. Diese ist hier jedoch in modifizierter Form vorhanden und wie zuvor mit 15a bezeichnet.

Die Rektifikationskolonne 15a entspricht dem oberen Teil 15a der fünften

Rektifikationskolonne 15 der bisherigen Figuren. Von ihrem Kopf wird ein Stoffstrom m3 in die vierte Rektifikationskolonne 14 überführt und dabei in einen Bereich oberhalb des Sumpfs, der funktional dem unteren Teil 15b der fünften Rektifikationskolonne 15 der bisherigen Figuren entspricht, und der daher hier mit 15b' bezeichnet ist, eingespeist. Hier anfallende Flüssigkeit wird in Form eines Stoffstroms n3 mittels einer nicht gesondert bezeichneten Pumpe auf die Rektifikationskolonne 15a

zurückgepumpt. Durch die Ausgestaltung gemäß Figur 17 kann insbesondere

Buntmetallfreiheit im Sauerstoffprodukt U erreicht werden, weil durch eben diese Anordnung das Fluid, das zur Teilsäule 15b' geführt wird nicht mit einem üblicherweise aus Bronze bestehendem Laufrad einer Pumpe in Kontakt kommt.

In Figur 18 und 19 sind Varianten von Anlagen veranschaulicht und mit 1800 und 1900 bezeichnet, bei denen im Wesentlichen der warme Teil 1 10 und die Führung von Stoffströmen durch den Hauptwärmetauscher 1 modifiziert sind. Nur dieser warme Teil 110 und ein Abschnitt des Hauptwärmetauschers 1 sowie für das Verständnis dieser Variante erforderliche Stoffströme sind in Figur 18 und 19 dargestellt.

Die in dem Hauptluftverdichter 112 verdichtete, abgekühlte und gereinigte Luft wird gemäß Figur 18 in Teilströme a2 und a3 aufgeteilt, von denen der Teilstrom a2 vom warmen zum kalten Ende durch den Hauptwärmetauscher 1 geführt wird. Der

Stoffstrom a3 wird hingegen mittels eines Verdichters oder einer Verdichterstufe 112a, der oder die mit dem Hauptluftverdichter 112 gekoppelt ist, weiter verdichtet und danach wie der Stoffstrom a der vorigen Figuren behandelt. Insbesondere wird ein hier wie zuvor mit a1 bezeichneter Teilstrom in der Entspannungsmaschine 201 entspannt und danach mit dem Stoffstrom a2 vereinigt. Wie in der Variante gemäß Figur 19 veranschaulicht, kann auch auf eine Entspannungsmaschine 201 und die Bildung des Stoffstroms a1 verzichtet werden.

Durch den Einsatz der in den Figuren 18 und 19 veranschaulichten Maßnahmen kann der Energieverbrauch verringert werden, da nicht die gesamte Luft auf einen hohen Druck gebracht werden muss, sondern lediglich der Anteil des Stoffstroms a3.

In Figur 20 ist eine Variante einer erfindungsgemäßen Luftzerlegungsanlage veranschaulicht und mit 2000 bezeichnet, die Gemeinsamkeiten mit der

Luftzerlegungsanlage 800 gemäß Figur 8 und anderer zuvor beschriebener Anlagen aufweist, insbesondere bezüglich der Behandlung der Stoffströme i und w. Dadurch kann die dritte Rektifikationskolonne 13 zur Zerlegung des Stromes i genutzt werden und es kann ein höherer Anteil an Stickstoffprodukt gewonnen werden. Auf die obigen Ausführungen wird verwiesen und es werden hier und nachfolgend lediglich wenige Stoffströme individuell bezeichnet.

Die Ausgestaltung gemäß Figur 20 (und gemäß Figur 8) hat den besonderen Vorteil, dass der Kondensatorverdampfer 121 vereinfacht und eine ebenfalls vereinfachte Regelung verwendet werden kann. Der Stoffstrom w kann insbesondere wie ein herkömmlicher Joule-Thomson-Strom geregelt werden.

In einer erfindungsgemäßen Variante hiervon, die in Figur 21 dargestellt und mit 2100 bezeichnet ist, wird unter Verwendung von Sumpfflüssigkeit der vierten

Rektifikationskolonne 14 ein Stoffstrom q5 gebildet, mittels einer Pumpe 7e durch den modifizierten Wärmetauscher 2, der hier mit 2a bezeichnet ist, geführt und dabei abgekühlt und anschließend in die dritte Rektifikationskolonne 13 zurückgeführt.

Hierdurch kann insbesondere die Gewinnung von Stickstoff in der dritten

Rektifikationskolonne 13 verbessert werden, wodurch höhere Ausbauten an allen Produkten möglich wird.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Variante, die in Figur 22 dargestellt und mit 2200 bezeichnet ist, wird ein durch Sumpfflüssigkeit der fünften Rektifikationskolonne 15 gebildeter Stoffstrom k5 entsprechend behandelt und in die fünfte

Rektifikationskolonne 15 zurückgeführt.

In Figur 23 ist eine Luftzerlegungsanlage gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht und mit 2300 bezeichnet. Diese unterscheidet sich von den zuvor gezeigten Ausgestaltungen insbesondere durch einen im Sumpf der dritten Rektifikationskolonne 13 angeordneten Kondensatorverdampfer 131. Funktionell kann dies als Aufteilung des Kondensatorverdampfers in der zweiten Rektifikationskolonne 12, der hier mit 121a bezeichnet ist, betrachtet werden. Auf diese Weise kann die Gewinnung von Stickstoff in der zweiten Rektifikationskolonne 12 bzw. der dritten Rektifikationskolonne 13 verbessert werden.

Wie hier dargestellt, kann der zweiten Rektifikationskolonne 2 über einen Seitenabzug Fluid in Form eines Stoffstroms i2 entnommen, durch den Kondensatorverdampfer 141 geführt, dabei zumindest teilweise verflüssigt und in die dritte Rektifikationskolonne 13 eingespeist werden. Auf gleicher Höhe kann der dritten Rektifikationskolonne 13 Flüssigkeit entnommen und in die zweite Rektifikationskolonne 12 mittels einer Pumpe 7r zurückgeführt werden.

Eine nicht erfindungsgemäße Variante zeigt Figur 24 anhand der mit 2400

bezeichneten Anlage, der die dritte Rektifikationskolonne 13 fehlt bzw. bei der deren Funktion in die erste Rektifikationskolonne 11 integriert ist. Der Stoffstrom i2 wird hier im Hauptwärmetauscher 1 teilerwärmt, in einer Entspannungsmaschine 201a entspannt, im Hautpwärmetauscher 1 wieder abgekühlt und zu einem Anteil durch den Kondensatorverdampfer 121 der zweiten Rektifikationskolonne geführt, dabei zumindest teilweise verflüssigt, und wiederum in Anteilen auf die erste und zweite Rektifikationskolonne 1 1 , 12 aufgegeben. Die Entspannungsmaschine 201 a ist beispielsweise mit einem Generator gekoppelt.

In Figur 25 ist eine wiederum erfindungsgemäße Luftzerlegungsanlage gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht und insgesamt mit 2500 bezeichnet. Diese unterscheidet sich von den vorherigen Anlagen, in denen ein Stoffstrom a1 gebildet und entspannt wird, durch die weitere Behandlung dieses Stoffstroms a1.

Der Teilstrom a1 wird in der Luftzerlegungsanlage 2500 in Teilströme a4 und a5 aufgeteilt, deren Anteile jeweils über nicht gesondert bezeichnete Ventile eingestellt werden können. Der Teilstrom a4 wird dabei anstelle des Teilstroms e, wie dies zuvor der Fall ist, in der Entspannungsmaschine 3 und ggf. dem parallelen

Entspannungsventil entspannt und damit teilweise zum Antrieb des Verdichters 5 eingesetzt. Der Teilstrom a5 wird, wie zuvor der gesamte Teilstrom a1 , beispielsweise in die dritte Rektifikationskolonne 13 eingespeist. Der Stoffstrom e wird gleichwohl gebildet und teilweise wie zuvor behandelt, jedoch nicht mittels der

Entspannungsmaschine 3 und dem Entspannungsventil 4 entspannt. Er wird in die dritte Rektifikationskolonne 13 unterhalb des Stoffstroms a5 eingespeist. Die dritte Rektifikationskolonne 13 kann hierbei mit einem zusätzlichen Trennabschnitt 13a versehen werden.

Durch die in Figur 25 veranschaulichten Maßnahmen können die

Rektifikationskolonnen 11 bis 15 thermisch gekoppelt werden. Restgas aus der ersten Rektifikationskolonne 1 1 kann zur Argon-, Sauerstoff- und Stickstoffgewinnung genutzt werden. Der Strom e kann ganz oder teilweise zur zweiten Rektifikationssäule 12 geführt werden. Der Rest kann über die Entspannungsmaschine 3 als Restgas zur Verwendung im warmen Teil 110 abgegeben werden.

In Figur 26 ist eine Luftzerlegungsanlage gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht und insgesamt mi5 2600 bezeichnet. Diese stellt insbesondere eine Variante der Luftzerlegungsanlage 2500 dar. Der Teilstrom a1 wird auch hier in Teilströme a4 und a5 aufgeteilt, wobei der Stoffstrom a4 hier aber dem Stoffstrom I zugespeist wird, bevor dieser erwärmt und ausgeleitet bzw. dem warmen Teil 110 zugeführt wird. Der Teilstrom a5 wird in die zweite Rektifikationskolonne 12 eingespeist. Die Funktion der Entspannungsturbine 201 entspricht daher hier jener einer Lachmann-Turbine. Durch die veranschaulichten Maßnahmen können die Rektifikationskolonnen 11 bis 15 thermisch gekoppelt werden.

Der Teilstrom d wird wie zuvor gebildet und verdichtet, wobei ein hierzu verwendeter Verdichter, der deshalb abweichend mit 5a bezeichnet ist, hier aber rein motorisch angetrieben wird. Der Teilstrom e wird, wie zuvor zu Figur 25 erläutert, in die vierte Rektifikationskolonne 14 eingespeist.

In den in Figuren 27 und 28 in Teildarstellung veranschaulichten

Luftzerlegungsanlagen 2700 und 2800 gemäß Ausführungsformen der Erfindung wird der erstmals zu Figur 14 erwähnte Stoffstrom 11 gebildet. Zu den dortigen

Erläuterungen wird ausdrücklich verwiesen. Wie in Figur 28 anhand der

Luftzerlegungsanlage 2800 veranschaulicht, kann dabei der Stoffstrom 11 zunächst im Hauptwärmetauscher 1 teilerwärmt, in einem Verdichter 201 b, der mit der

Entspannungsmaschine 201 gekoppelt ist, verdichtet, anschließend auf einem

Zwischentemperaturniveau erneut dem Hauptwärmetauscher 1 zugeführt, weiter erwärmt, und anschließend dem Verdichter 1401 zugeführt werden.

Wie in Figur 29 in Teildarstellung veranschaulicht, kann in einer Luftzerlegungsanlage 2900 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auch der Stickstoff des Stoffstroms h wie zuvor bezüglich Figuren 28 und 29 veranschaulicht, entsprechend verdichtet werden. Die Verwendung des hier mit 140T bezeichneten Verdichters ist optional.

In Figur 30 ist eine Luftzerlegungsanlage 3000 gemäß nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung in Form eines schematischen Anlagendiagramms veranschaulicht.

Die Luftzerlegungsanlage 3000 gemäß Figur 30 weist große Gemeinsamkeiten mit der in Figur 1 veranschaulichten, ebenfalls nicht erfindungsgemäßen Luftzerlegungsanlage 100 auf. Es werden nachfolgend nur Unterschiede erläutert.

Der Teilstrom c wird hier, nachdem er durch den Kondensatorverdampfer 121 der zweiten Rektifikationskolonne 12 geführt wurde, nicht mit weiteren Stoffströmen vereinigt, bevor er in die erste Rektifikationskolonne 11 eingespeist wird. Ferner wird hier kein Teil des Stoffstroms e wie in Figur 1 bzw. der Luftzerlegungsanlage 100 der Stoffstrom e1 abgezweigt, so dass hier der gesamte Stoffstrom e dem Wärmetauscher 2 zugeführt wird. Die Entspannung des Stoffstroms e erfolgt hier in Form zweier Teilströme in zwei Entspannungsmaschinen 3 und 4. Die Entspannungsmaschine 4 ist mit einem Generator gekoppelt.

Wie hier veranschaulicht, wird hier oberhalb des Stoffstroms i der hier abweichend bezeichnete Stoffstrom j aus der zweiten Rektifikationskolonne ausgeleitet und insbesondere am Kopf auf die zweite Rektifikationskolonne 2 aufgegeben. Vom Kopf der zweiten Rektifikationskolonne 12 wird im der Stoffstrom I abgezogen, der ohne Vereinigung mit einem weiteren Stoffstrom erwärmt und, insbesondere nach

Verdichtung in einem Verdichter 3001 , als ein weiteres gasförmiges Stickstoffprodukt H aus der Luftzerlegungsanlage 100 ausgeführt werden kann. Das gasförmige

Stickstoffprodukt H stellt das zuvor zu unterschiedlichen Ausgestaltungen der

Erfindung erläuterte "weitere stickstoffreiche Luftprodukt" dar.

Wie hier stark vereinfacht angedeutet, kann in der Luftzerlegungsanlage 3000 der Hauptwärmetauscher 1 in einer ersten vorgefertigten Coldbox 3010 angeordnet sein. Die erste Rektifikationskolonne 1 1 mit dem zur Kühlung ihres Kopfgases verwendeten Wärmetauscher 2 kann in einer zweiten vorgefertigten Coldbox 3020 angeordnet sein. Die zweite Rektifikationskolonne kann in einer dritten vorgefertigten Coldbox 3030 angeordnet sein. Diese umgeben, anders als in der stark vereinfachten Darstellung der Figur 1 , die jeweils genannten Elemente vollständig.

In Figur 31 ist eine Variante der Luftzerlegungsanlage 3000 gemäß Figur 31 dargestellt, die jedoch eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung darstellt und insgesamt mit 3100 bezeichnet. Im Gegensatz zu der in Figur 30 veranschaulichten Anlage 3000 wird hier ein Teilstrom a1 des Einsatzluftstroms ist hier zusätzlich die mehrfach erwähnte dritte Rektifikationskolonne 13 bereitgestellt und ferner eine Argongewinnung in einer vierten Rektifikationskolonne 14 vorgesehen. Ferner ist in der Luftzerlegungsanlage 3100 eine fünfte Rektifikationskolonne 15 bereitgestellt. Die Bezeichnungen "erste", "zweite", "dritte", "vierte" und "fünfte" Rektifikationskolonne werden dabei konsistent mit den oben getroffenen Angaben verwendet, so dass auf diese verwiesen werden kann. Die Bildung und Behandlung der Stoffströme d, e, f, g, h, i, k und I erfolgt im

Wesentlichen wie bereits zu Anlage 100 bzw. 3000 gemäß Figur 1 bzw. 30 erläutert, wobei in der Anlage 3100 wieder nur eine Entspannungsmaschine 4 statt der

Entspannungsmaschinen 3 und 4 veranschaulicht ist und der Stoffstrom i nicht direkt in die zweite Rektifikationskolonne 12 eingespeist wird, sondern zuvor durch den

Kondensatorverdampfer 121 und einen Unterkühlungsgegenströmer 202 geführt wird. Ferner kann der Stoffstrom k im hier veranschaulichten Beispiel in einem Tanksystem

203 zwischengespeichert werden. Der Stoffstrom I wird ebenfalls durch den

Unterkühlungsgegenströmer 202 geführt.

Ein dem Stoffstrom j gemäß Anlage 100 entsprechender Stoffstrom wird hier nicht gebildet. Stattdessen wird ein flüssiger Rücklauf n auf die zweite Rektifikationskolonne 12 dadurch gebildet, dass der vierten Rektifikationskolonne Kopfgas in Form eines Stoffstroms m entnommen und in dem Kondensatorverdampfer 121 verflüssigt wird.

Ein Teil des verflüssigten Kopfgases wird als durch den Unterkühlungsgegenströmer 202 geführt und in Form des Stoffstroms n verwendet, ein weiterer, nicht bezeichneter Teil wird als Rücklauf auf die erste Rektifikationskolonne 11 zurückgeführt. Weitere Flüssigkeit kann in Form des Flüssigstickstoffs X bereitgestellt werden. Aus der dritten Rektifkationskolonne 13 wird in der Anlage 200 ein Stoffstrom o mittels einer Pumpe

204 in die erste Rektifikationskolonne 1 zurückgeführt.

Die fünfte Rektifikationskolonne 15 stellt auch hier eine Doppelkolonne dar, zu deren Funktion auf die obigen Erläuterungen verwiesen wird. Der untere Teil 15b wird mit einem Kondensatorverdampfer 151 betrieben, der unter Verwendung eines Stoffstroms p beheizt wird, welcher aus der dritten Rektifikationskolonne 13 entnommen und anschließend, d.h. stromab des Kondensatorverdampfers 151 , wieder in die dritte Rektifikationskolonne 13 zurückgeführt wird. Ferner wird in dem unteren Teil 15b ultrahochreiner Sauerstoff in Form eines Stoffstroms q entnommen. Dieser wird in ein Tanksystem 205 überführt, dort zwischengespeichert, in dem Hauptwärmetauscher 1 verdampft und als ultrahochreines Sauerstoffprodukt U bereitgestellt.

Aus der zweiten Rektifikationskolonne 12 wird im Bereich des Argonübergangs oder unterhalb ein Stoffstrom r entnommen und in den oberen Teil 15a der fünften

Rektifikationskolonne 15 eingespeist, die von dem unteren Teil 15a durch einen Sperrboden 15c getrennt ist. Sich auf dem Sperrboden 15c abscheidende Flüssigkeit wird unterhalb des Stoffstroms r in die zweite Rektifikationskolonne 12 zurückgeführt. Kopfgas des oberen Teils 15a und des unteren Teils 15b der fünften

Rektifikationskolonne 15 wird über einen Stoffstrom s in die vierte

Rektifikationskolonne 14 überführt. Sumpfflüssigkeit der vierten Rektifikationskolonne 14 wird in Form eines Stoffstroms t zum Kopf des unteren Teils 15a und des oberen Teils 15b der fünften Rektifikationskolonne 15 geführt.

Ein Kopfkondensator 141 der dritten Rektifikationskolonne 13 wird unter Verwendung von Sumpfflüssigkeit der zweiten Rektifikationskolonne 12 in Form eines Stoffstroms u gekühlt, welche zuvor durch den Unterkühlungsgegenströmer 202 geführt wird.

Flüssigkeit aus einem Verdampfungsraum des Kopfkondensators 141 wird in Form eines Stoffstroms v in die zweite Rektifikationskolonne 12 zurückgeführt. Gas aus einem Verdampfungsraum des Kopfkondensators 141 wird in Form eines Stoffstroms w abgezogen und zum Teil in die zweite Rektifikationskolonne 12 entspannt und zum Teil zur Bildung eines Restgasstroms x verwendet, der auch Fluid umfasst, das der zweiten und dritten Rektifikationskolonne 12, 13 entnommen wird.

Unterhalb des Kopfs wird der vierten Rektifikationskolonne 14 argonreiche Flüssigkeit in Form eines Stoffstroms x entnommen. Diese kann in einem Tanksystem 206 gespeichert werden, bevor sie mittels einer Pumpe 207 einer Innenverdichtung unterworfen, erwärmt, und als Argonprodukt V bereitgestellt werden kann.

Unkondensiertes Kopfgas der vierten Rektifikationskolonne 14 kann in Form eines Stoffstroms y an die Atmosphäre A abgegeben werden.

Auch in der Luftzerlegungsanlage 3100 gemäß Figur 31 kann der

Hauptwärmetauscher 1 in einer ersten vorgefertigten Coldbox 31 10 angeordnet sein. Die erste Rektifikationskolonne 1 1 mit dem zur Kühlung ihres Kopfgases verwendeten Wärmetauscher 2 kann in einer zweiten vorgefertigten Coldbox 3120 angeordnet sein. Die zweite Rektifikationskolonne 12 kann zusammen mit der dritten

Rektifikationskolonne 13 in einer dritten vorgefertigten Coldbox 3130 angeordnet sein. In der dritten Coldbox 3130 ist im dargestellten Beispiel auch die fünfte

Rektifikationskolonne 15 angeordnet. Im dargestellten Beispiel ist die vierte

Rektifikationskolonne 14 in einer weiteren vorgefertigten Coldboxen 3140 angeordnet, in der aber auch beispielsweise die fünfte Rektifikationskolonne 15 angeordnet sein kann. Die vierte Rektifikationskolonne 14 kann aber auch in der dritten Coldbox 3130 angeordnet sein. Eine beliebige Verteilung ist möglich.

Es sei nochmals betont, dass, wenngleich in den vorstehenden Figuren Maßnahmen gemäß einzelner Ausgestaltungen der Erfindung jeweils als Teil von entsprechenden Anlagen beschrieben werden, diese jeweils auch in Alleinstellung oder in anderen Anlagen verwendet werden können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann in allen Fällen ein motorischer und/oder ein

Turbinenbetrieb eines Verdichters vorgesehen sein und/oder Entspannungsmaschinen können generatorisch und/oder mittels Bremsen und/oder durch Kopplung mit einem Verdichter gebremst werden.

Wenngleich vorstehend bestimmte Luftzerlegungsanlagen als Varianten weiter zuvor erläuterter Anlagen beschrieben werden, versteht sich, dass die hier jeweils vorgeschlagenen Maßnahmen bzw. Merkmale auch in anderen Anlagen als den jeweils als zugrunde liegend beschriebenen eingesetzt werden können.