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DE102019000335A1 - Process for providing air products and air separation plant - Google Patents

Process for providing air products and air separation plant Download PDF

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DE102019000335A1
DE102019000335A1 DE102019000335.7A DE102019000335A DE102019000335A1 DE 102019000335 A1 DE102019000335 A1 DE 102019000335A1 DE 102019000335 A DE102019000335 A DE 102019000335A DE 102019000335 A1 DE102019000335 A1 DE 102019000335A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
air
operating mode
heat exchanger
separation plant
section
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102019000335.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Andreas Obermeier
Christoph Windmeier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to DE102019000335.7A priority Critical patent/DE102019000335A1/en
Publication of DE102019000335A1 publication Critical patent/DE102019000335A1/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung von Luftprodukten, bei dem eine Luftzerlegungsanlage (100-400) mit einem Hauptluftverdichter (1), einem Rektifikationskolonnensystem (10), einem Hauptwärmeübertrager (4) und einem Verdampfer (14), der unabhängig von dem Hauptwärmeübertrager (4) betreibbar ist, verwendet wird, wobei ein erstes der Luftprodukte bereitgestellt wird, indem tiefkalte Flüssigkeit unerwärmt aus der Luftzerlegungsanlage (100-400) ausgeleitet wird, und wobei ein zweites der Luftprodukte bereitgestellt wird, indem tiefkalte Flüssigkeit flüssig einer Druckerhöhung unterworfen, in gasförmigen oder überkritischen Zustand überführt und aus der Luftzerlegungsanlage (100-400) ausgeleitet wird. Die Luftzerlegungsanlage zeichnet sich durch einen ersten Betriebsmodus und einen zweiten Betriebsmodus aus, wobei das erste Luftprodukt in dem ersten Betriebsmodus in einer größeren Menge als in dem zweiten Betriebsmodus bereitgestellt wird, wobei ein Teil des zweiten Luftprodukts und/oder ein drittes Luftprodukt in dem zweiten Betriebsmodus in einer größeren Menge als in dem ersten Betriebsmodus oder ausschließlich in dem zweiten Betriebsmodus ohne Erwärmung in dem Hauptwärmeübertrager (4) in gasförmigem oder überkritischem Zustand bereitgestellt und aus der Luftzerlegungsanlage (100-400) ausgeleitet wird, wobei in dem Hauptluftverdichter (1) Luft in dem ersten Betriebsmodus in einer größeren Menge als in dem zweiten Betriebsmodus verdichtet wird, wobei als der Hauptluftverdichter (1) ein Hauptluftverdichter (1) mit einem ersten Abschnitt (1a) und einem zweiten Abschnitt (1b) verwendet wird, und wobei in dem ersten Betriebsmodus der erste Abschnitt (1a) und der zweite Abschnitt (1b) und in dem zweiten Betriebsmodus nur der erste Abschnitt (1a) betrieben wird Eine entsprechende Luftzerlegungsanlage (100-400) ist ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung.The invention relates to a method for providing air products, in which an air separation plant (100-400) with a main air compressor (1), a rectification column system (10), a main heat exchanger (4) and an evaporator (14) which is independent of the main heat exchanger ( 4) is operable, wherein a first one of the air products is provided by discharging cryogenic liquid unheated from the air separation unit (100-400), and a second one of the air products is provided by subjecting cryogenic liquid to a liquid pressure increase, in gaseous form transferred or supercritical state and is discharged from the air separation plant (100-400). The air separation plant is characterized by a first operating mode and a second operating mode, the first air product being provided in a larger amount in the first operating mode than in the second operating mode, a part of the second air product and / or a third air product being provided in the second operating mode in a larger quantity than in the first operating mode or exclusively in the second operating mode without heating in the main heat exchanger (4) in a gaseous or supercritical state and is discharged from the air separation plant (100-400), air being in the main air compressor (1) the first operating mode is compressed in a larger amount than in the second operating mode, a main air compressor (1) having a first section (1a) and a second section (1b) being used as the main air compressor (1), and wherein in the first operating mode the first section (1a) and the second section (1b) and in the second operating mode only the first section (1a) is operated. A corresponding air separation plant (100-400) is also the subject of the present invention.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung von Luftprodukten und eine entsprechende Luftzerlegungsanlage gemäß den jeweiligen Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a method for providing air products and a corresponding air separation plant according to the respective preambles of the independent claims.

Stand der TechnikState of the art

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.The production of air products in a liquid or gaseous state by low-temperature separation of air in air separation plants is known and is, for example, at H.-W. Häring (ed.), Industrial Gases Processing, Wiley-VCH, 2006, in particular Section 2.2.5, "Cryogenic Rectification".

Der Begriff „Luftprodukt“ soll sich hier auf ein Fluid beziehen, das zumindest teilweise durch Tieftemperaturzerlegung von atmosphärischer Luft bereitgestellt wird. Ein Luftprodukt weist ein oder mehrere in der atmosphärischen Luft enthaltene Luftgase in einer abweichenden Zusammensetzung als in der atmosphärischen Luft auf. Ein Luftprodukt kann grundsätzlich in gasförmigem, flüssigem oder überkritischem Zustand vorliegen und von einem dieser Zustände in einen anderen überführt werden. Insbesondere kann ein flüssiges Luftprodukt durch Erwärmen auf einem bestimmten Druck in den gasförmigen Zustand überführt („verdampft“) oder in den überkritischen Zustand überführt („pseudoverdampft“) werden, je nachdem, ob der Druck bei der Erwärmung unterhalb oder oberhalb des kritischen Drucks liegt.The term “air product” is intended to refer to a fluid that is at least partially provided by low-temperature decomposition of atmospheric air. An air product has one or more air gases in the atmospheric air in a different composition than in the atmospheric air. In principle, an air product can be in a gaseous, liquid or supercritical state and can be transferred from one of these states to another. In particular, a liquid air product can be converted into the gaseous state (“evaporated”) or converted into the supercritical state (“pseudo-evaporated”) by heating to a specific pressure, depending on whether the pressure when heated is below or above the critical pressure .

Luftzerlegungsanlagen weisen Rektifikationskolonnensysteme auf, die herkömmlicherweise als Zweikolonnensysteme, insbesondere als klassische Linde-Doppelkolonnensysteme, ausgebildet sind, 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 „Kolonne“ und „Säule“ bzw. hieraus zusammengesetzte Begriffe synonym verwendet.Air separation plants have rectification column systems which are conventionally designed as two-column systems, in particular as classic Linde double-column systems, but can also be designed as three- or multi-column systems. In addition to the rectification columns for the production of nitrogen and / or oxygen in the liquid and / or gaseous state, that is to say the rectification columns for the nitrogen-oxygen separation, rectification columns for the production of further air components, in particular the noble gases krypton, xenon and / or argon, can be provided. The terms "rectification" and "distillation" as well as "column" and "column" or terms made up of them are often used synonymously.

Die Rektifikationskolonnen der genannten Rektifikationskolonnensysteme werden auf unterschiedlichen Drücken 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 Druck von 4 bis 7 bar, insbesondere ca. 5,3 bar, betrieben. Die Niederdruckkolonne wird auf einem Druck von typischerweise 1 bis 2 bar, insbesondere ca. 1,4 bar, betrieben. In bestimmten Fällen können in beiden Rektifikationskolonnen auch höhere Drücke eingesetzt werden. Bei den hier jeweils angegebenen Drücken handeln es sich um Absolutdrücke am Kopf der jeweils angegebenen Kolonnen.The rectification columns of the rectification column systems mentioned are operated at different pressures. Known double-column systems have a so-called high-pressure column (also referred to as a pressure column, medium-pressure column or lower column) and a so-called low-pressure column (also referred to as the upper column). The high pressure column is typically operated at a pressure of 4 to 7 bar, in particular approximately 5.3 bar. The low pressure column is operated at a pressure of typically 1 to 2 bar, in particular approximately 1.4 bar. In certain cases, higher pressures can also be used in both rectification columns. The pressures specified here are absolute pressures at the top of the columns specified.

Zur Luftzerlegung können sogenannte Haupt(luft)verdichter/Nachverdichter-(Main Air Compressor/Booster Air Compressor-, MAC-BAC-)Verfahren oder sogenannte Hochluftdruck-(High Air Pressure-, HAP-)Verfahren eingesetzt werden. Bei den Hauptverdichter/Nachverdichter-Verfahren handelt es sich um die eher konventionelleren Verfahren, Hochluftdruck-Verfahren kommen zunehmend in jüngerer Zeit als Alternativen zum Einsatz. Die vorliegende Erfindung eignet sich für beide Varianten der Luftzerlegung, kann jedoch insbesondere in Verbindung mit HAP-Verfahren eingesetzt werden. Aufgrund von deutlich geringeren Kosten - Haupt- und Nachverdichter sind gewissermaßen in einer Maschine integriert - und vergleichbarer Effizienz können Hochluftdruck-Verfahren eine vorteilhafte Alternative zu Hauptverdichter/Nachverdichter-Verfahren darstellen.So-called main (air) compressors / post-compressors (Main Air Compressor / Booster Air Compressor, MAC-BAC) processes or so-called high air pressure (HAP) processes can be used for air separation. The main compressor / post-compressor processes are the more conventional processes, and high air pressure processes have been used more and more recently as alternatives. The present invention is suitable for both variants of air separation, but can in particular be used in conjunction with HAP processes. Due to significantly lower costs - main and secondary compressors are integrated in one machine - and comparable efficiency, high air pressure processes can be an advantageous alternative to main compressors / secondary compressor processes.

Hauptverdichter/Nachverdichter-Verfahren zeichnen sich dadurch aus, dass nur ein Teil der dem Rektifikationskolonnensystem insgesamt zugeführten Einsatzluftmenge auf einen Druck verdichtet wird, der wesentlich, d.h. um mindestens 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10 bar, oberhalb des Drucks liegt, auf dem die Hochdruckkolonne betrieben wird. Dieser Druck liegt typischerweise bei 20 bis 80 bar, insbesondere bei 30 bis 60 bar, oberhalb des Drucks, auf dem die Hochdruckkolonne betrieben wird. Ein weiterer Teil der Einsatzluftmenge wird lediglich auf den Druck, auf dem die Hochdruckkolonne betrieben wird, verdichtet, oder einen Druck, der sich um nicht mehr als 1 bis 2 bar hiervon unterscheidet, und auf diesem Druck in die Hochdruckkolonne eingespeist. Ein Hauptverdichter/Nachverdichter-Verfahren ist bei Häring (s.o.) in 2.3A gezeigt.The main compressor / post-compressor process is characterized in that only a part of the total amount of feed air supplied to the rectification column system is compressed to a pressure that is significantly higher, ie by at least 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 bar of the pressure at which the high pressure column is operated. This pressure is typically 20 to 80 bar, in particular 30 to 60 bar, above the pressure at which the high-pressure column is operated. A further part of the quantity of feed air is merely compressed to the pressure at which the high-pressure column is operated, or a pressure which does not differ from this by more than 1 to 2 bar, and is fed into the high-pressure column at this pressure. A main compressor / post-compressor process is at Häring (see above) 2nd .3A shown.

Bei einem Hochluftdruck-Verfahren wird hingegen die gesamte dem Rektifikationskolonnensystem insgesamt zugeführte Einsatzluftmenge auf einen Druck verdichtet, das wesentlich, d.h. um mindestens 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10 bar, und beispielsweise bis zu 14, 16, 18 oder 20 bar, zu oberhalb des Drucks liegt, auf dem die Hochdruckkolonne betrieben wird. Hochluftdruck-Verfahren sind beispielsweise aus der EP 2 980 514 A1 und der EP 2 963 367 A1 bekannt.In the case of a high-air pressure process, on the other hand, the total amount of feed air supplied to the rectification column system is compressed to a pressure which is significant, ie by at least 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 bar, and for example up to 14, 16 18 or 20 bar, is above the pressure at which the high pressure column is operated. High air pressure processes are for example from the EP 2 980 514 A1 and the EP 2 963 367 A1 known.

Die vorliegende Erfindung kommt bei Luftzerlegungsanlagen mit sogenannter Innenverdichtung (IV, Internal Compression, IC) zum Einsatz. Die erläuterten Hochluftdruck-Verfahren werden typischerweise in Kombination mit der Innenverdichtung verwendet. Bei der Innenverdichtung wird wenigstens ein gasförmiges, druckbeaufschlagtes Luftprodukt, das mittels der Luftzerlegungsanlage bereitgestellt wird, dadurch gebildet, dass dem Rektifikationskolonnensystem ein tiefkaltes, flüssiges Luftprodukt entnommen, einer Druckerhöhung auf einen Produktdruck unterworfen, und auf dem Produktdruck durch Erwärmen in den gasförmigen oder überkritischen Zustand überführt wird.The present invention is used in air separation plants with so-called internal compression (IV, Internal Compression, IC). The explained high air pressure procedures are typically used in combination with internal compression. In the internal compression, at least one gaseous, pressurized air product, which is provided by means of the air separation plant, is formed by removing a cryogenic, liquid air product from the rectification column system, subjecting it to an increase in pressure to a product pressure, and heating the product pressure to the gaseous or supercritical state is transferred.

Beispielsweise können mittels Innenverdichtung gasförmiger, druckbeaufschlagter Sauerstoff (GOX IV, GOX IC) gasförmiger, druckbeaufschlagter Stickstoff (GAN IV, GAN IC) und/oder gasförmiges, druckbeaufschlagtes Argon (GAR IV, GAR IC) erzeugt werden. Die Innenverdichtung bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber einer alternativ möglichen externen Verdichtung und ist z.B. bei Häring (s.o.) in Abschnitt 2.2.5.2, „Internal Compression“, erläutert. Anlagen zur Tieftemperaturzerlegung von Luft, bei der eine Innenverdichtung zum Einsatz kommt, sind auch beispielsweise in der US 2007/0209389 A1 und in der WO 2015/127648 A1 gezeigt.For example, gaseous, pressurized oxygen (GOX IV, GOX IC), gaseous, pressurized nitrogen (GAN IV, GAN IC) and / or gaseous, pressurized argon (GAR IV, GAR IC) can be generated by means of internal compression. Internal compression offers a number of advantages over an alternative possible external compression and is explained, for example, by Häring (see above) in Section 2.2.5.2, "Internal Compression". Systems for the low-temperature separation of air, in which an internal compression is used, are also for example in the US 2007/0209389 A1 and in the WO 2015/127648 A1 shown.

Luftzerlegungsanlagen zur Herstellung von gasförmigen Luftprodukten, unabhängig davon, ob diese mittels Innenverdichtung bereitgestellt werden oder nicht, umfassen i.d.R. ein sogenanntes Backup- bzw. Notfallsystem, um auch im Falle einer Prozessstörung eine kontinuierliche Versorgung sicherstellen zu können.Air separation plants for the production of gaseous air products, regardless of whether these are provided by means of internal compression or not, generally include a so-called backup or emergency system to ensure a continuous supply even in the event of a process failure.

Das Notfallsystem umfasst typischerweise einen Speicher für tiefkalt verflüssigte Luftprodukte, eine Pumpe zur Erhöhung des Drucks der Flüssigkeiten und ein Verdampfersystem zur Anwärmung auf Abgabetemperatur. Als Wärmequelle zur Anwärmung im Notfallsystem kommen zumeist Umgebungswärme (Luft, Wasser), Prozessdampf, aber auch eine direkte Befeuerung zum Einsatz.The emergency system typically includes a storage for cryogenic liquefied air products, a pump to increase the pressure of the liquids and an evaporator system for heating to the delivery temperature. Ambient heat (air, water), process steam, but also direct firing are mostly used as the heat source for heating in the emergency system.

In der US 2013/098106 A1 wird ein Verfahren zur Produktion von Sauerstoff mit mehr als 98% Reinheit beschrieben, bei dem ein Notfallsystem mit einem externen Verdampfer insbesondere dann zum Einsatz kommt, wenn der Bedarf oberhalb der nominellen Produktionskapazität der Luftzerlegungsanlage liegt.In the US 2013/098106 A1 describes a process for the production of oxygen with a purity of more than 98%, in which an emergency system with an external evaporator is used in particular when the demand is above the nominal production capacity of the air separation plant.

Die US 2013/133364 A1 offenbart ein Verfahren, bei dem eine Luftzerlegungsanalage so ausgelegt ist, dass sie im Normalzustand innenverdichteten Sauerstoff abgibt und lediglich eine Mindestspülmenge (hier 2% der Sauerstoffmenge) in flüssiger Form in einen Tank einspeist. Diese Spülmenge ist erforderlich, um eine Anreicherung schwersiedendener Komponenten im Sumpf der Niederdruckkolonne zu vermeiden. Ist dieser Speicher gefüllt, wird der Inhalt des Speichers durch eine Pumpe einem externen Verdampfer zugeführt und mit dem innenverdichteten Sauerstoff der Luftzerlegungsanlage stromab des Hauptwärmeübertragers (der Hauptwärmeübertrager wird in der Literatur technisch weniger korrekt auch als Hauptwärmetauscher bezeichnet) zusammengeführt. In dieser Zeit kann die Produktionsmenge des innenverdichteten Sauerstoffs direkt aus der Luftzerlegungsanlage um die zugespeiste Menge reduziert werden.The US 2013/133364 A1 discloses a method in which an air separation plant is designed such that, in the normal state, it emits internally compressed oxygen and only feeds a minimum flushing quantity (here 2% of the oxygen quantity) in liquid form into a tank. This flushing quantity is necessary in order to avoid an accumulation of high-boiling components in the bottom of the low-pressure column. If this storage tank is filled, the contents of the storage tank are fed to an external evaporator by a pump and combined with the internally compressed oxygen of the air separation plant downstream of the main heat exchanger (the main heat exchanger is also referred to less technically in the literature as the main heat exchanger). During this time, the production amount of the internally compressed oxygen can be reduced directly from the air separation plant by the amount added.

Da bei Hochluftdruckverfahren keine getrennten Haupt- und Nachverdichter bereitgestellt sind, die getrennt voneinander angesteuert werden können, führt dies in entsprechenden Anlagen dazu, dass nur beschränkte Möglichkeiten bestehen, die Kälteproduktion unabhängig vom Luftdurchsatz zu variieren. Daher muss unabhängig vom tatsächlichen Flüssigkeitsbedarf zu jedem Luftdurchsatz stets eine Mindestmenge an flüssigen Produkten (Flüssigstickstoff, Flüssigsauerstoff und/oder Flüssigargon) entnommen werden, um die Wärmebilanz der Anlage zu schließen.Since there are no separate main and post-compressors available in high-air pressure processes, which can be controlled separately from one another, this means that in corresponding systems there are only limited possibilities for varying the refrigeration production independently of the air throughput. Therefore, regardless of the actual liquid requirement for each air flow rate, a minimum amount of liquid products (liquid nitrogen, liquid oxygen and / or liquid argon) must always be drawn in order to close the thermal balance of the system.

Die vorliegende Erfindung stellt sich vor diesem Hintergrund die Aufgabe, ein verbessertes und insbesondere flexibleres Hochluftdruck-Verfahren mit Innenverdichtung bzw. eine entsprechend ausgebildete Luftzerlegungsanlage bereitzustellen, das sich insbesondere auch für Fälle geringeren Flüssigkeitsbedarfs und/oder zur Anpassung an bestimmte Randbedingungen eignet.Against this background, the object of the present invention is to provide an improved and, in particular, more flexible high-pressure process with internal compression or an appropriately designed air separation plant, which is also particularly suitable for cases requiring less fluid and / or for adapting to certain boundary conditions.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Bereitstellung von Luftprodukten und eine entsprechende Luftzerlegungsanlage mit den jeweiligen Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vor. Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind jeweils Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, the present invention proposes a method for providing air products and a corresponding air separation plant with the respective features of the independent claims. Embodiments of the present invention are the subject of the dependent claims and the description below.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen, das insbesondere die Hochdruckluft-Technologie derart erweitert, dass sie auch bei nur geringem Flüssigbedarf und/oder bei dem Bedarf an hoher Flexibilität in der Flüssigkeitsproduktion mit Vorteil einsetzbar ist. Die vorliegende Erfindung beruht dabei insbesondere auf der Erkenntnis, dass eine Reduktion der minimal erforderlichen Flüssigkeitsproduktion in einem Hochdruckluft-Verfahren und der damit einhergehenden Reduzierung des Energiebedarfs bei gleichzeitiger Vermeidung von hohen Temperaturgradienten im Hauptwärmeübertrager und ein damit schonender Betriebszustand grundsätzlich nur über die Einkopplung einer externen Wärmequelle bzw. der Abfuhr von Kälte aus dem Bilanzkreis der Luftzerlegungsanlage möglich bzw. vorteilhaft ist. Nachfolgend werden die Begriffe „Wärme“ und „Kälte“ als Synonyme für die gleiche physikalische Energieform verwendet. Wärme und Kälte unterscheiden sich lediglich hinsichtlich ihres Vorzeichens. Dabei entspricht die Zufuhr von Wärme einer Abfuhr von Kälte und die Abfuhr von Wärme einer Zufuhr von Kälte.Within the scope of the present invention, a method is proposed which, in particular, expands the high-pressure air technology in such a way that it can be used advantageously even when the liquid requirement is low and / or when high flexibility is required in liquid production. The present invention is based in particular on the knowledge that a reduction in the minimally required liquid production in a high-pressure air process and the associated reduction in energy consumption while at the same time avoiding high temperature gradients in the main heat exchanger and thus a gentle operating state is fundamentally only possible by coupling an external heat source or the removal of cold from the balancing group of the air separation plant possible or is advantageous. In the following, the terms "heat" and "cold" are used as synonyms for the same physical form of energy. Heat and cold differ only in their signs. The supply of heat corresponds to the removal of cold and the removal of heat corresponds to the supply of cold.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird dabei ein Verfahren zur Bereitstellung von Luftprodukten vorgeschlagen, bei dem eine Luftzerlegungsanlage mit einem Hauptluftverdichter, einem Rektifikationskolonnensystem, einen Hauptwärmeübertrager und einen externen Verdampfer verwendet wird. Insbesondere wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine gesamte, in dem Rektifikationskolonnensystem zu bearbeitende bzw. zu zerlegende Luftmenge, also die gesamte sogenannte Einsatzluft, in dem Hauptluftverdichter auf ein Druckniveau verdichtet, das deutlich, also zumindest 3 bar, oberhalb eines größten Betriebsdrucks liegt, der in dem Rektifikationskolonnensystem verwendet wird. Die vorliegende Erfindung wird also insbesondere im Zusammenhang mit einem Hochluftdruck-Verfahren eingesetzt, wie es eingangs bereits erläutert wurde. Der Druckunterschied zwischen dem Druck, auf den der Hauptluftverdichter die Einsatzluft verdichtet, und dem höchsten Betriebsdruck des Rektifikationskolonnensystems kann beispielsweise in dem Bereich liegen, wie er zuvor unter Bezugnahme auf die Hochluftdruck-Verfahren erläutert wurde.In the context of the present invention, a method for providing air products is proposed in which an air separation plant with a main air compressor, a rectification column system, a main heat exchanger and an external evaporator is used. In particular, in the context of the present invention, a total amount of air to be processed or disassembled in the rectification column system, i.e. the entire so-called feed air, is compressed in the main air compressor to a pressure level which is clearly, i.e. at least 3 bar, above a maximum operating pressure which is used in the rectification column system. The present invention is therefore used in particular in connection with a high-air pressure method, as was already explained at the beginning. The pressure difference between the pressure to which the main air compressor compresses the feed air and the highest operating pressure of the rectification column system can be, for example, in the range as was explained above with reference to the high air pressure methods.

Die vorliegende Erfindung wird im Zusammenhang mit einer variablen Flüssigentnahme aus einer entsprechenden Luftzerlegungsanlage realisiert. Ein entsprechendes Flüssigprodukt wird hier als ein „erstes“ Luftprodukt bezeichnet. Es versteht sich, dass auch mehrere Flüssigprodukte bereitgestellt werden können. Die vorliegende Erfindung bezieht sich also auf ein Verfahren, bei dem ein erstes der insgesamt bereitgestellten Luftprodukte dadurch bereitgestellt wird, dass tiefkalte Flüssigkeit (aus dem Rektifikationskolonnensystem und/oder einem Speichertank) unerwärmt (und in flüssigem Zustand, ggf. auch nach einer vorherigen Unterkühlung) aus der Luftzerlegungsanlage ausgeleitet wird.The present invention is implemented in connection with a variable liquid withdrawal from a corresponding air separation plant. A corresponding liquid product is referred to here as a “first” air product. It goes without saying that several liquid products can also be provided. The present invention thus relates to a method in which a first of the total air products provided is provided by cryogenic liquid (from the rectification column system and / or a storage tank) being unheated (and in the liquid state, possibly also after prior supercooling) is discharged from the air separation plant.

Die vorliegende Erfindung wird ferner im Zusammenhang mit einem Innenverdichtungsverfahren realisiert. Ein entsprechendes, innenverdichtetes Luftprodukt wird hier auch als ein „zweites“ Luftprodukt bezeichnet. Wiederum versteht sich, dass auch mehrere innenverdichtete Luftprodukte bereitgestellt werden könnnen. Ein zweites der insgesamt bereitgestellten Luftprodukte wird also dadurch bereitgestellt, dass tiefkalte Flüssigkeit (aus dem Rektifikationskolonnensystem und/oder einem Speichertank) flüssig einer Druckerhöhung unterworfen, in gasförmigen oder überkritischen Zustand überführt und aus der Luftzerlegungsanlage ausgeleitet wird. Zu weiteren Details bezüglich Innenverdichtungsverfahren sei auf die obigen Erläuterungen und die zitierte Fachliteratur verwiesen. Bei der tiefkalten Flüssigkeit kann es sich insbesondere um eine stickstoff-, sauerstoff- oder argonreiche tiefkalte Flüssigkeit handeln.The present invention is also implemented in connection with an internal compression method. A corresponding, internally compressed air product is also referred to here as a “second” air product. Again, it goes without saying that several internally compressed air products can also be provided. A second of the total air products provided is thus provided by subjecting cryogenic liquid (from the rectification column system and / or a storage tank) to a pressure increase in liquid form, converting it to a gaseous or supercritical state and discharging it from the air separation plant. For further details regarding internal compression methods, reference is made to the above explanations and the literature cited. The cryogenic liquid can in particular be a cryogenic liquid which is rich in nitrogen, oxygen or argon.

Es sei nochmals betont, dass, wenngleich hier davon die Rede ist, dass „eine“ tiefkalte Flüssigkeit entsprechend behandelt wird, dies selbstverständlich nicht ausschließt, dass auch weitere tiefkalte Flüssigkeiten mit der gleichen oder einer anderen Zusammensetzung einer Innenverdichtung unterworfen und an der Anlagengrenze als druckbeaufschlagtes Druckprodukt abgegeben werden können. Die Bildung eines innenverdichteten Luftprodukts schließt insbesondere auch nicht aus, dass weitere Fluide im gasförmigen oder flüssigen Zustand aus der Luftzerlegungsanlage ausgeleitet werden können, ohne einer Innenverdichtung unterworfen zu werden. Entsprechende Fluide können beispielsweise ohne zusätzliche Druckbeaufschlagungen einer Verdampfung unterworfen werden oder flüssig aus der Luftzerlegungsanlage ausgeleitet werden.It should be emphasized again that although there is talk of “a” cryogenic liquid being treated accordingly, this naturally does not rule out that other cryogenic liquids with the same or a different composition are also subjected to internal compression and are pressurized at the system boundary Printed product can be delivered. In particular, the formation of an internally compressed air product also does not preclude further fluids in the gaseous or liquid state from being able to be discharged from the air separation plant without being subjected to an internal compression. Corresponding fluids can, for example, be subjected to evaporation without additional pressurization or can be discharged liquid from the air separation plant.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die variable Bereitstellung entsprechender flüssig aus der Luftzerlegungsanlage ausgeleiteter Luftprodukte, wobei der Begriff „variabel“ sich insbesondere auf die Menge beziehen soll, in der ein entsprechendes Luftprodukt pro Zeiteinheit bereitgestellt wird. Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dabei durch einen durch einen ersten Betriebsmodus und einen zweiten Betriebsmodus aus, wobei das erste Luftprodukt in dem ersten Betriebsmodus in einer größeren Menge als in dem zweiten Betriebsmodus bereitgestellt wird. Variabel ist eine entsprechende Bereitstellung im hier verstandenen Sinne insbesondere dann, wenn die Menge, in der das Luftprodukt in dem zweiten Betriebsmodus pro Zeiteinheit bereitgestellt wird, bei weniger als der Hälfte, weniger als einem Drittel oder weniger als einem Viertel der Menge liegt, in der das Luftprodukt in dem ersten Betriebsmodus pro Zeiteinheit bereitgestellt wird. In dem zweiten Betriebsmodus kann die Produktionsmenge auch auf Null abgesenkt oder sogar Flüssigkeit aus einem Tank in die Luftzerlegungsanlage zurückgespeist werden.In particular, the present invention relates to the variable provision of corresponding air products which are discharged liquid from the air separation plant, the term “variable” being intended in particular to refer to the amount in which a corresponding air product is provided per unit of time. The present invention is characterized by a first operating mode and a second operating mode, the first air product being provided in a larger amount in the first operating mode than in the second operating mode. A corresponding provision in the sense understood here is particularly variable if the amount in which the air product is provided in the second operating mode per unit of time is less than half, less than a third or less than a quarter of the amount in which the air product is provided in the first operating mode per unit of time. In the second operating mode, the production volume can also be reduced to zero or even liquid can be fed back from a tank into the air separation plant.

Wie erwähnt, wird durch die Ausleitung flüssiger Luftprodukte der Luftzerlegungsanlage insgesamt Kälte entzogen bzw. die Wärmebilanz dadurch beeinflusst, da durch die Ausleitung in flüssigem Zustand auf das entsprechende Luftprodukt keine Wärme aus dem Prozess übertragen (abgeführt) wird. Wird die Ausleitung eines flüssigen Luftprodukts verringert, steht ein Teil dieser Kälte gewissermaßen im Überschuss zur Verfügung, d.h. die Kälte kann nicht ohne weiteres durch zusätzliche Wärme bilanziert werden. Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn das Verhältnis von gasförmigen zu flüssigen Produkten durch die Reduktion des flüssigen Luftprodukts zu stark ansteigt. In diesem Fall kann die Menge der im Hauptluftverdichter verdichteten Luft nicht entsprechend reduziert werden, um die Kälte zu bilanzieren.As mentioned, the discharge of liquid air products from the air separation plant removes cold as a whole or influences the heat balance, since the discharge in the liquid state does not transfer (dissipate) heat from the process to the corresponding air product. If the discharge of a liquid air product is reduced, some of this cold is available to some extent in excess, ie the cold cannot easily be balanced by additional heat. This can be the case, for example, if the ratio of gaseous to liquid Products increases too much due to the reduction of the liquid air product. In this case, the amount of air compressed in the main air compressor cannot be reduced accordingly in order to balance the cold.

Um eine variable Entnahme flüssiger Luftprodukte dennoch zu gewährleisten, wird in einer ersten Alternative der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, einen „Entzug von Kälte“ aus der Luftzerlegungsanlage dadurch vorzunehmen, dass ein flüssiges Luftprodukt, das im herkömmlichen Betrieb im Hauptwärmeübertrager verdampft wird, stattdessen in flüssigem Zustand aus der Luftzerlegungsanlage ausgeleitet wird. Dieses Luftprodukt wird in einem externen Verdampfer verdampft, so dass die Wärmebilanz des Hauptwärmeübertragers nicht beeinflusst wird.In order to nevertheless ensure a variable removal of liquid air products, it is proposed in a first alternative of the present invention to carry out a “withdrawal of cold” from the air separation plant in that a liquid air product that is evaporated in the main heat exchanger during conventional operation is instead in a liquid state is discharged from the air separation plant. This air product is evaporated in an external evaporator so that the heat balance of the main heat exchanger is not affected.

Mit anderen Worten wird in der ersten Alternative vorgeschlagen, einen Teil des zweiten Luftprodukts in dem zweiten Betriebsmodus in einer größeren Menge als in dem ersten Betriebsmodus oder ausschließlich in dem zweiten Betriebsmodus ohne Erwärmung in dem Hauptwärmeübertrager in gasförmigem oder überkritischem Zustand bereitzustellen und aus der Luftzerlegungsanlage auszuleiten.In other words, it is proposed in the first alternative to provide a part of the second air product in the second operating mode in a larger amount than in the first operating mode or exclusively in the second operating mode without heating in the main heat exchanger in a gaseous or supercritical state and to discharge it from the air separation plant .

In einer zweiten Alternative der vorliegenden Erfindung, die auch mit der ersten Alternative kombiniert werden kann, wird vorgeschlagen, den „Entzug von Kälte“ aus der Luftzerlegungsanlage dadurch vorzunehmen, dass ein Luftprodukt, das im herkömmlichen Betrieb gasförmig oder im überkritischen Zustand gebildet und im Hauptwärmeübertrager erwärmt wird, stattdessen ohne diese Erwärmung im Hauptwärmeübertrager aus der Luftzerlegungsanlage ausgeleitet wird.In a second alternative of the present invention, which can also be combined with the first alternative, it is proposed to carry out the “removal of cold” from the air separation plant by creating an air product that is gaseous in conventional operation or in a supercritical state and in the main heat exchanger is heated, instead is discharged from the air separation plant in the main heat exchanger without this heating.

Mit anderen Worten wird in der zweiten Alternative vorgeschlagen, ein drittes Luftprodukt in dem zweiten Betriebsmodus in einer größeren Menge als in dem ersten Betriebsmodus oder ausschließlich in dem zweiten Betriebsmodus ohne Erwärmung in dem Hauptwärmeübertrager in gasförmigem oder überkritischem Zustand bereitzustellen und aus der Luftzerlegungsanlage auszuleiten. Beide Alternativen sind dabei durch die erfinderische Idee verknüpft, die durch die verringerte Flüssigbilanz in der erläuterten Weise beeinflusste Kältebilanz auszugleichen. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen wird dem System insgesamt zusätzliche Wärme zugeführt bzw. entsprechende Kälte entzogen.In other words, it is proposed in the second alternative to provide a third air product in the second operating mode in a larger quantity than in the first operating mode or exclusively in the second operating mode without heating in the main heat exchanger in a gaseous or supercritical state and to discharge it from the air separation plant. Both alternatives are linked by the inventive idea of compensating for the cold balance, which is influenced by the reduced liquid balance in the manner explained. As a result of the measures proposed according to the invention, additional heat is added to the system or corresponding cold is withdrawn.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen mit zwei parallelen Abschnitten versehenden Hauptluftverdichter zu verwenden, wobei Einsatzluft, die in einem herkömmlichen Verfahren stets in Form eines einzigen Einsatzluftstroms durch einen entsprechend ausgebildeten Hauptluftverdichter geführt wird, bei größerem Einsatzluftbedarf in Form zweier Teilströme aufgeteilt wird, welche parallel durch die Abschnitte des Hauptluftverdichters geführt werden. Die Verdichtung wird damit gewissermaßen parallelisiert. In Fällen eines geringeren Einsatzluftbedarfs wird die Verdichtung nur in Form eines der beiden Abschnitte vorgenommen, der andere Abschnitt kann dagegen insbesondere stillgelegt werden.Another aspect of the present invention is to use a main air compressor provided with two parallel sections, wherein feed air, which in a conventional process is always conducted in the form of a single feed air stream through a correspondingly designed main air compressor, is divided into two sub-streams with a higher feed air requirement which are led in parallel through the sections of the main air compressor. In a way, the compression is parallelized. In the case of a lower requirement for the air used, the compression is carried out only in the form of one of the two sections, the other section in particular can be shut down.

Gemäß diesem weiteren Aspekt wird also, mit anderen Worten, vorgeschlagen, Luft in dem ersten Betriebsmodus in einer größeren Menge als in dem zweiten Betriebsmodus in dem Hauptluftverdichter zu verdichten (und in das Rektifikationskolonnensystem einzuspeisen), wobei als der Hauptluftverdichter ein Hauptluftverdichter mit einem ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt verwendet wird, und wobei in dem ersten Betriebsmodus der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt und in dem zweiten Betriebsmodus nur der erste Abschnitt des Hauptluftverdichters betrieben wird. Auf diese Weise kann in dem zweiten Betriebsmodus durch den reduzierten Betrieb des Hauptluftverdichters insbesondere Energie eingespart werden. Durch die Verwendung beider Abschnitte kann die verdichtete Luftmenge gegenüber einem Betrieb nur eines Abschnitts erhöht werden. Bei der in dem Hauptluftverdichter insgesamt verdichteten Luftmenge handelt es sich insbesondere um die im Zusammenhang mit Hochluftdruck-Verfahren erläuterte Gesamtluftmenge. Eine in dem ersten und dem zweiten Abschnitt verdichtete Luftmenge kann in dem ersten Betriebsmodus dabei im Wesentlichen gleich sein, d.h. die Gesamtluftmenge kann zu etwa 50% in den beiden Abschnitten verdichtet werden. Die Anteile können sich auch um bis zu 10% voneinander unterscheiden.In other words, according to this further aspect, it is proposed to compress air in the first operating mode in a larger amount than in the second operating mode in the main air compressor (and to feed it into the rectification column system), a main air compressor having a first section as the main air compressor and a second section is used, and wherein in the first operating mode the first section and the second section and in the second operating mode only the first section of the main air compressor is operated. In this way, energy can be saved in particular in the second operating mode due to the reduced operation of the main air compressor. By using both sections, the compressed air volume can be increased compared to operating only one section. The total amount of air compressed in the main air compressor is, in particular, the total amount of air explained in connection with high-air pressure methods. An amount of air compressed in the first and second sections can be substantially the same in the first operating mode, i.e. around 50% of the total air volume can be compressed in the two sections. The proportions can also differ from one another by up to 10%.

Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt des Hauptluftverdichters können im Rahmen der vorliegenden Erfindung jeweils durch eine oder mehrere Verdichterstufen gebildet werden, wobei die eine oder die mehreren Verdichterstufen des ersten Abschnitts parallel zu der einen oder den mehreren Verdichterstufen des zweiten Abschnitts angeordnet sind, und wobei die eine oder die mehreren Verdichterstufen des ersten Abschnitts insbesondere unabhängig von der einen oder den mehreren Verdichterstufen des zweiten Abschnitts angetrieben werden können. Insbesondere können die eine oder die mehreren Verdichterstufen des ersten Abschnitts auf einer ersten Welle und die eine oder die mehreren Verdichterstufen des zweiten Abschnitts auf einer zweiten Welle angeordnet sein. In letzterem Fall kann zum Antreiben der ersten Welle insbesondere eine erste Antriebseinheit, beispielsweise ein Elektromotor, eine Dampfturbine oder dergleichen, und zum Antreiben der zweiten Welle insbesondere eine entsprechende zweite Antriebseinheit bereitgestellt sein. Die erste und die zweite Antriebseinheit sind dabei vorteilhafterweise ebenfalls getrennt voneinander betreibbar.Within the scope of the present invention, the first section and the second section of the main air compressor can each be formed by one or more compressor stages, the one or more compressor stages of the first section being arranged parallel to the one or more compressor stages of the second section, and wherein the one or more compressor stages of the first section can in particular be driven independently of the one or more compressor stages of the second section. In particular, the one or more compressor stages of the first section can be arranged on a first shaft and the one or more compressor stages of the second section can be arranged on a second shaft. In the latter case, in particular a first drive unit, for example an electric motor, a steam turbine or the like, can be provided for driving the first shaft, and in particular a corresponding second drive unit can be provided for driving the second shaft. The first and the second drive unit are included can advantageously also be operated separately from one another.

Der Hauptluftverdichter einer Luftzerlegungsanlage zeichnet sich dadurch aus, dass durch diesen die gesamte in das Rektifikationskolonnensystem eingespeiste und zur Herstellung von Luftprodukten verwendete Luftmenge, also die gesamte Einsatzluft, verdichtet wird. Entsprechend kann auch ein „Nachverdichter“ vorgesehen sein, in dem aber nur ein Teil der im Hauptluftverdichter verdichteten Luftmenge auf einen nochmals höheren Druck gebracht wird. Zur Verdichtung von Teilluftmengen sind typischerweise weitere Verdichter vorgesehen, die auch als Booster bezeichnet werden, im Vergleich zu dem Hauptluftverdichter oder dem Nachverdichter jedoch nur eine Verdichtung in relativ geringem Umfang vornehmen. Auch in einem Hochluftdruck-Verfahren kann ein Nachverdichter vorhanden sein, dieser verdichtet jedoch eine Teilmenge der Luft dann ausgehend von einem entsprechend höheren Druckniveau.The main air compressor of an air separation plant is characterized by the fact that it compresses the entire amount of air fed into the rectification column system and used for the production of air products, i.e. the entire feed air. Correspondingly, a “post-compressor” can also be provided, in which, however, only a part of the air volume compressed in the main air compressor is brought to an even higher pressure. Additional compressors, which are also referred to as boosters, are typically provided for the compression of partial air quantities, but in comparison to the main air compressor or the post-compressor, only carry out compression to a relatively small extent. A post-compressor can also be present in a high-air pressure process, but this then compresses a portion of the air on the basis of a correspondingly higher pressure level.

Ein wesentlicher Aspekt der zuvor erläuterten ersten Alternative der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Verdampfers (Notfallsystems), der unabhängig von dem Hauptwärmeübertrager der Luftzerlegungsanlage betreibbar ist. Ein „externer“ Verdampfer zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass durch ihn keine dem Rektifikationskolonnensystem zugeführten Luftanteile zugeführt werden bzw. dass insbesondere bis auf die hier erläuterten tiefkalten Flüssigkeitsströme keine weiteren Fluide in dem externen Verdampfer verdampft werden. Der „externe“ Verdampfer ist dabei insbesondere außerhalb einer Coldbox angeordnet, in welcher der Hauptwärmeübertrager der Luftzerlegungsanlage untergebracht ist. Ein externer Verdampfer ist vorteilhafterweise gegenüber der Umgebung nicht thermisch isoliert. Er kann insbesondere unabhängig von dem Hauptwärmeübertrager betreibbar sein, weil er fluidisch nicht mit dem Rektifikationskolonnensystem direkt gekoppelt sein muss.An essential aspect of the previously explained first alternative of the present invention is the use of an evaporator (emergency system) which can be operated independently of the main heat exchanger of the air separation plant. An “external” evaporator is characterized in particular by the fact that it does not supply any air components supplied to the rectification column system or, in particular, apart from the cryogenic liquid flows explained here, no further fluids are evaporated in the external evaporator. The "external" evaporator is in particular arranged outside a cold box in which the main heat exchanger of the air separation plant is housed. An external evaporator is advantageously not thermally insulated from the environment. In particular, it can be operated independently of the main heat exchanger because it does not have to be fluidly coupled directly to the rectification column system.

Ein Vorteil bei der Verwendung eines externen Verdampfers ist auch der, dass Belastungen des Hauptwärmeübertragers, die unter anderem bei reduzierter Produktion von flüssigen Produkten mit aufrechterhaltener Produktion der gasförmigen Produkte auftreten, verringert werden. Eine erhöhte Verdampfungsleistung in dem Hauptwärmeübertrager zur Erzielung der Flexibilität in der Flüssigproduktion würde herkömmlicherweise mit einem erhöhten Temperaturgradienten über die Wärmeübertragerstrecke (dT/dL) einhergehen, um mittels erhöhter Dissipation die überschüssige Kälte abzuführen. Dies verursacht eine hohe thermo-mechanische Belastung des Hauptwärmeübertragers. Wird hingegen ein externer Verdampfer verwendet, so kann die überschüssige Kälte aus dem Bilanzsystem des Luftzerlegers abgeführt und damit die Belastung des Hauptwärmeübertragers reduziert werden.An advantage when using an external evaporator is also that the loads on the main heat exchanger, which occur, inter alia, with reduced production of liquid products with continued production of the gaseous products, are reduced. An increased evaporation capacity in the main heat exchanger to achieve flexibility in liquid production would conventionally be accompanied by an increased temperature gradient over the heat exchanger section (dT / dL) in order to dissipate the excess cold by means of increased dissipation. This causes a high thermo-mechanical load on the main heat exchanger. If, on the other hand, an external evaporator is used, the excess cold can be removed from the air separator's balance system, thereby reducing the load on the main heat exchanger.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die tiefkalte Flüssigkeit, die zur Bereitstellung des zweiten Luftprodukts flüssig der Druckerhöhung unterworfen und in gasförmigen oder überkritischen Zustand überführt wird, zum Überführen in den gasförmigen oder überkritischen Zustand in dem ersten Betriebsmodus ausschließlich in dem Hauptwärmeübertrager erwärmt werden. In dem zweiten Betriebsmodus kann diese tiefkalte Flüssigkeit parallel, d.h. jeweils anteilig, in dem Hauptwärmeübertrager und in dem externen Verdampfer erwärmt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Hauptwärmeübertrager und der externe Verdampfer in beiden Betriebsmodi parallel eingesetzt werden, wobei die tiefkalte Flüssigkeit in dem zweiten Betriebsmodus aber in einer größeren Menge als in dem ersten Betriebsmodus in dem externen Verdampfer erwärmt wird. Der externe Verdampfer könnte kontinuierlich, jedoch mit unterschiedlichen Durchsatzmengen, betrieben werden. Vorteilhafterweise erfolgt jedoch ein diskontinuierlicher Betrieb, d.h. ein Betrieb nur im zweiten Betriebsmodus (bei reduzierter Flüssigproduktion). Die Menge an tiefkaltem Fluid, das im Hauptwärmeübertrager verdampft wird (interne Verdampfung), entspricht im ersten Betriebsmodus in der Regel der Menge an gasförmigen unter hohem Druck abgegebenem Produkt. Im zweiten Betriebsmodus wird das tiefkalte Fluid teilweise mittels des externen Verdampfers verdampft, d.h. die Menge an tiefkaltem Fluid, das im Hauptwärmeübertrager verdampft wird, wird reduziert. Die Menge an tiefkaltem Fluid, die durch den Hauptwärmeübertrager zurückgeführt wird, wird also vorteilhafterweise so variiert, dass der Hauptwärmeübertrager in einen mit geringer Belastung verbundenen Betriebszustand verbleibt.In the context of the present invention, the cryogenic liquid, which is subjected to the pressure increase in liquid form to provide the second air product and is converted into a gaseous or supercritical state, can be heated only in the main heat exchanger in the first operating mode to be converted into the gaseous or supercritical state. In the second operating mode, this cryogenic liquid can run in parallel, i.e. are proportionately heated in the main heat exchanger and in the external evaporator. It can also be provided that the main heat exchanger and the external evaporator are used in parallel in both operating modes, but the cryogenic liquid is heated in a larger amount in the second operating mode than in the first operating mode in the external evaporator. The external evaporator could be operated continuously, but with different throughputs. However, discontinuous operation advantageously takes place, i.e. operation only in the second operating mode (with reduced liquid production). The amount of cryogenic fluid that is evaporated in the main heat exchanger (internal evaporation) generally corresponds to the amount of gaseous product released under high pressure in the first operating mode. In the second operating mode, the cryogenic fluid is partially evaporated by means of the external evaporator, i.e. the amount of cryogenic fluid that is evaporated in the main heat exchanger is reduced. The amount of cryogenic fluid which is returned by the main heat exchanger is therefore advantageously varied such that the main heat exchanger remains in an operating state which is associated with a low load.

Die Verdampfung oder Pseudoverdampfung im Zuge der Innenverdichtung zur Bereitstellung des zweiten Luftprodukts wird also gemäß dieser Ausgestaltung in dem ersten Betriebsmodus ausschließlich, oder zu einem größeren Anteil an der Gesamtmenge, im Hauptwärmeübertrager, und damit intern, durchgeführt. Umgekehrt übernimmt der externe Verdampfer im zweiten Betriebsmodus einen größeren Anteil an der Verdampfung, oder er übernimmt nur in dem zweiten Betriebsmodus einen Anteil an der Verdampfung. Die in dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus durch den Hauptwärmeübertrager geführten Mengen der tiefkalten Flüssigkeit, die flüssig der Druckerhöhung unterworfen wurde, können im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch identisch sein.The evaporation or pseudo-evaporation in the course of the internal compression to provide the second air product is thus carried out in the first operating mode exclusively, or to a greater extent in the total amount, in the main heat exchanger, and thus internally, in accordance with this embodiment. Conversely, the external evaporator takes on a larger part of the evaporation in the second operating mode, or it only takes on a part of the evaporation in the second operating mode. The amounts of the cryogenic liquid which were passed through the main heat exchanger in the first and the second operating mode and which were subjected to the pressure increase in liquid form can also be identical within the scope of the present invention.

Durch die Verwendung des externen Verdampfers ergibt sich der Vorteil, dass die bei der Verdampfung dort „freiwerdende“ Kälte der Gesamtbilanz entzogen wird und daher eine entsprechende Reduktion der Flüssigproduktion erfolgen kann ohne im Hauptwärmeübertrager einen erhöhten Temperaturgradienten (dT/dL) aufzubauen. Die durch die Entnahme entsprechender Flüssigprodukte entnommene Kälte kann - stets im Bilanzsinn, nicht im physikalischen Sinn gesprochen - dabei gewissermaßen in dem externen Verdampfer „vernichtet“ werden.The use of the external evaporator has the advantage that the cold that is “released” during evaporation is removed from the overall balance and therefore a corresponding one Liquid production can be reduced without building up an increased temperature gradient (dT / dL) in the main heat exchanger. The cold taken from the removal of appropriate liquid products can - so to speak, always in the balance sheet, not spoken in the physical sense - "destroyed" in the external evaporator.

Gemäß der oben erwähnten zweiten Alternative der erfindungsgemäßen Maßnahmen kann insbesondere vorgesehen sein, zur Bildung des dritten Luftprodukts dem Rektifikationskolonnensystem tiefkaltes Gas zu entnehmen und ausschließlich in dem zweiten Betriebsmodus oder in dem zweiten Betriebsmodus in einer größeren Menge als in dem ersten Betriebsmodus unter Umgehung des Hauptwärmeübertragers aus der Luftzerlegungsanlage auszuführen. Über ein derartiges tiefkaltes Gas, das nicht in dem Hauptwärmeübertrager erwärmt und dessen Wärme damit nicht zurückgewonnen wird, kann dem Luftzerlegungsanlagensystem Kälte entzogen werden bzw. kann Kälte aus dem Bilanzkreis der Luftzerlegungsanlage abgeführt werden. Entsprechendes kaltes Gas kann beispielsweise direkt in die Umgebung abgeblasen werden. Es muss daher nicht notwendigerweise als Produkt genutzt werden. Vorteilhafterweise kann als entsprechendes tiefkaltes Gas unreiner Stickstoff, reiner Stickstoff, Rohargon und/oder der Kopfstrom einer Dummy-Argonkolonne bzw. Argonausschleuskolonne verwendet werden. Ein entsprechender kalter, gasförmiger Strom, aber auch beispielsweise die extern verdampfte, tiefkalte Flüssigkeit in der ersten Alternative, kann jedoch auch dazu benutzt werden, um Kühlwasser für einen Direktkontaktkühler und/oder Maschinen der Anlage durch direkten oder indirekten Wärmeübergang zu kühlen.According to the above-mentioned second alternative of the measures according to the invention, provision can be made in particular to extract cryogenic gas from the rectification column system to form the third air product and only in a larger amount in the second operating mode or in the second operating mode than in the first operating mode, bypassing the main heat exchanger the air separation plant. Such a cryogenic gas, which is not heated in the main heat exchanger and whose heat is therefore not recovered, can be used to extract cold from the air separation system system or to remove cold from the balancing group of the air separation system. Corresponding cold gas can be blown off directly into the environment, for example. It therefore does not necessarily have to be used as a product. Impure nitrogen, pure nitrogen, raw argon and / or the top stream of a dummy argon column or argon discharge column can advantageously be used as the corresponding cryogenic gas. A corresponding cold, gaseous stream, but also, for example, the externally evaporated, cryogenic liquid in the first alternative, can also be used to cool cooling water for a direct contact cooler and / or machines of the system by direct or indirect heat transfer.

Zur Argongewinnung können Luftzerlegungsanlagen mit Roh- und Reinargonkolonnen eingesetzt werden. Ein Beispiel ist bei Häring (s.o.) in 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. In einer herkömmlichen Rohargonkolonne wird Rohargon gewonnen und in einer nachgeschalteten Reinargonkolonne zu Reinargon aufbereitet. Unter einer „Argonausschleuskolonne“ wird eine Trennkolonne zur Trennung von Sauerstoff und Argon verstanden, die nicht zur Gewinnung eines reinen Argonprodukts, sondern im Wesentlichen zur Ausschleusung von Argon aus der Niederdruckkolonne dient.Air separation plants with raw and pure argon columns can be used to obtain argon. One example is in Häring (see above) in 2nd .3A illustrated and from page 26 in the section “Rectification in the Low-pressure, Crude and Pure Argon Column” and from page 29 described in the section "Cryogenic Production of Pure Argon". Raw argon is obtained in a conventional raw argon column and processed into pure argon in a downstream pure argon column. An “argon discharge column” is understood to mean a separation column for separating oxygen and argon, which is not used to obtain a pure argon product, but essentially to discharge argon from the low-pressure column.

Der Aufbau einer Argonausschleuskolonne unterscheidet sich grundsätzlich nur wenig von jenem einer klassischen Rohargonkolonne. Allerdings enthält eine Argonausschleuskolonne typischerweise deutlich weniger theoretische oder praktische Böden, nämlich weniger als 40, insbesondere 15 bis 30. Wie bei einer herkömmlichen Rohargonkolonne kann der Sumpfbereich einer Argonausschleuskolonne mit einer Zwischenstelle der Niederdruckkolonne verbunden sein.The structure of an argon discharge column differs only slightly from that of a classic crude argon column. However, an argon discharge column typically contains significantly fewer theoretical or practical trays, namely less than 40, in particular 15 to 30. As in a conventional crude argon column, the bottom region of an argon discharge column can be connected to an intermediate point of the low-pressure column.

Insbesondere kann gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der zweiten Alternative der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, die Kälte, die über das Gas oder auch tiefkaltes Fluid aus dem Rektifikationskolonnensystem der Anlage entzogen wird, in einem separaten, geschlossenen Kühlwasserkreislauf oder mit weiteren Mitteln der Kältespeicherung zu speichern, wodurch die Kälte gezielt in Fällen höherer Auslastung genutzt werden kann, um beispielsweise die Maschinen der Anlage durch direkten oder indirekten Wärmeübergang zu kühlen. So kann, mit anderen Worten, das tiefkalte Gas oder auch tiefkaltes Fluid, das zur Bereitstellung des dritten Luftprodukts dem Rektifikationskolonnensystem entnommen und unter Umgehung des Hauptwärmeübertragers aus der Luftzerlegungsanlage ausgeleitet wird, in einem Kältespeichersystem erwärmt werden, wobei ein Kältespeichermedium direkt oder z.B. über einen zwischengeschalteten Kältemittelkreislauf abgekühlt werden kann.In particular, according to a particularly preferred embodiment of the second alternative of the present invention, the cold that is withdrawn from the rectification column system of the plant via the gas or cryogenic fluid can be stored in a separate, closed cooling water circuit or with other cold storage means, whereby the cold can be used specifically in cases of higher utilization, for example to cool the machines in the system by direct or indirect heat transfer. In other words, the cryogenic gas or cryogenic fluid which is taken from the rectification column system to provide the third air product and is removed from the air separation plant bypassing the main heat exchanger can be heated in a cold storage system, a cold storage medium being used directly or e.g. can be cooled via an intermediate refrigerant circuit.

Bei dem erfindungsgemäß eingesetzten externen Verdampfer, also dem Verdampfer, der unabhängig von dem Hauptwärmeübertrager betreibbar ist, kann es sich sowohl um einen Verdampfer des eingangs erläuterten Notfallsystems handeln, jedoch auch um einen dezidierten Apparat.The external evaporator used according to the invention, that is to say the evaporator that can be operated independently of the main heat exchanger, can be both an evaporator of the emergency system explained at the beginning, but also a dedicated apparatus.

In einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann der externe Verdampfer derart ausgeführt sein, dass mittels desselben das Kühlwasser für einen Direktkontaktkühler und/oder die Maschinen der Anlage durch indirekten Wärmeübergang kühlbar sind. In diesem Fall kann das Kühlwasser der Maschinen beispielsweise mit einer Substanz zur Herabsenkung des Gefrierpunkts, beispielsweise Ethylenglykol, versehen werden. Es besteht hierbei insbesondere die besonders vorteilhafte Option, die Kälte in einem separaten geschlossenen Wärmekreislauf bzw. Kühlwasserkreislauf oder in einer weiteren Form der Kältespeicherung, beispielsweise unter Verwendung eines Kältespeicherfluids und/oder eines Festbettkältespeichers, zu speichern. Auf diese Weise kann die Kälte gezielt in Fällen höherer Auslastung genutzt werden, um die Maschinen der Anlage durch direkten oder indirekten Wärmeübergang zu kühlen. Mit anderen Worten kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung also der externe Verdampfer mit einem Kältespeicher- und/oder Wärmeübertragungsmedium thermisch gekoppelt sein.In a further, particularly advantageous embodiment, the external evaporator can be designed such that the cooling water for a direct contact cooler and / or the machines of the system can be cooled by indirect heat transfer by means of the same. In this case, the cooling water of the machines can be provided, for example, with a substance for lowering the freezing point, for example ethylene glycol. There is in particular the particularly advantageous option of storing the cold in a separate closed heating circuit or cooling water circuit or in a further form of cold storage, for example using a cold storage fluid and / or a fixed bed cold storage. In this way, the cold can be used specifically in cases of higher utilization in order to cool the machines in the system through direct or indirect heat transfer. In other words, in the context of the present invention, the external evaporator can thus be thermally coupled to a cold storage and / or heat transfer medium.

Insbesondere können im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer dann, wenn auch der externe Verdampfer verwendet wird, unter Verwendung der tiefkalten Flüssigkeit, die zur Bildung des zweiten Luftprodukts verwendet und dazu der Druckerhöhung unterworfen wird, stromab einer für die Druckerhöhung verwendeten Pumpe zwei Teilströme gebildet werden, von denen der eine durch den Hauptwärmeübertrager und der andere durch den externen Verdampfer geführt wird. Diese zwei Teilströme werden zumindest teilweise stromab der Verdampfung bzw. Pseudoverdampfung in dem Hauptwärmeübertrager einerseits bzw. dem externen Verdampfer andererseits vorteilhafterweise wieder zusammengeführt.In particular, within the scope of the present invention, whenever the external evaporator is also used, the cryogenic liquid used to form the second can be used Air product is used and is subjected to the pressure increase, two partial flows are formed downstream of a pump used for the pressure increase, one of which is passed through the main heat exchanger and the other through the external evaporator. These two partial streams are advantageously merged at least partially downstream of the evaporation or pseudo-evaporation in the main heat exchanger on the one hand or the external evaporator on the other hand.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird mit besonderem Vorteil eine Luftzerlegungsanlage verwendet, die eine Speichereinheit aufweist, wobei die tiefkalte Flüssigkeit, die zur Bereitstellung des zweiten Luftprodukts der Druckerhöhung unterworfen und durch Erwärmen in den gasförmigen und überkritischen Zustand überführt wird, zumindest zeitweise und teilweise oder vollständig in der Speichereinheit gespeichert wird. Entsprechend kann die tiefkalte Flüssigkeit, die zur Bereitstellung des zweiten Luftprodukts der Druckerhöhung unterworfen und durch Erwärmen in den gasförmigen und überkritischen Zustand überführt wird, zumindest zeitweise und teilweise oder vollständig aus der Speichereinheit entnommen wird. Es kann auch zeitweise eine ausschließliche Entnahme aus der Speichereinheit erfolgen, im Gegensatz zu anderen Zeiträumen, in denen eine Entnahme (auch) aus dem Rektifikationskolonnensystem erfolgt. In anderen Ausgestaltungen kann die tiefkalte Flüssigkeit auch zeitweise und/oder teilweise und/oder ausschließlich und/oder ständig unter Umgehung einer kolonnenexternen Zwischenspeicherung aus einer Rektifikationskolonne des Rektifikationskolonnensystems entnommen werden.In the context of the present invention, an air separation plant which has a storage unit is used with particular advantage, the cryogenic liquid which is subjected to the pressure increase to provide the second air product and is converted into the gaseous and supercritical state by heating, at least temporarily and partially or completely is stored in the storage unit. Correspondingly, the cryogenic liquid, which is subjected to the pressure increase in order to provide the second air product and is converted into the gaseous and supercritical state by heating, can be removed from the storage unit at least temporarily and partially or completely. An exclusive withdrawal from the storage unit can also take place temporarily, in contrast to other periods in which a withdrawal (also) takes place from the rectification column system. In other configurations, the cryogenic liquid can also be removed from a rectification column of the rectification column system at times and / or partially and / or exclusively and / or continuously, while circumventing intermediate storage outside the column.

Insbesondere kann die der Speichereinheit entnommene, flüssig der Druckerhöhung unterworfene, und in den gasförmigen oder überkritischen Zustand überführte tiefkalte Flüssigkeit in einer separaten Pumpe auf Druck gebracht werden, die nur dann zum Einsatz kommt, wenn ein entsprechender Fluidstrom gebildet wird. Als die separate Pumpe kann insbesondere eine Pumpe eines Notfallsystems der Luftzerlegungsanlage verwendet werden, wie es eingangs erläutert wurde. Auch der externe Verdampfer kann Teil eines entsprechenden Notfallsystems sein, das im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend genutzt werden kann.In particular, the cryogenic liquid removed from the storage unit, subjected to the pressure increase in liquid form and converted into the gaseous or supercritical state, can be pressurized in a separate pump, which is only used when a corresponding fluid flow is formed. In particular, a pump of an emergency system of the air separation plant can be used as the separate pump, as was explained at the beginning. The external evaporator can also be part of a corresponding emergency system, which can be used accordingly in the context of the method according to the invention.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann auch in der Speichereinheit gespeicherte tiefkalte Flüssigkeit zumindest zeitweise in das Rektifikationskolonnensystem zurückgeführt werden. Dies kann auch insbesondere in Fällen eines Lastabwurfs, d.h. bei einer zeitweisen Reduzierung des Energiebedarfs, erfolgen. Auf diese Weise kann der Durchsatz und/oder der Druck am Hauptluftverdichter abgesenkt werden. Der Ausgleich der Kältebilanz kann in diesem Fall unter Verwendung der erfindungsgemäß vorgesehenen Maßnahmen erfolgen.Within the scope of the present invention, cryogenic liquid stored in the storage unit can at least temporarily be returned to the rectification column system. This can also be particularly the case in the case of load shedding, i.e. with a temporary reduction in energy requirements. In this way, the throughput and / or the pressure at the main air compressor can be reduced. In this case, the cold balance can be compensated for using the measures provided according to the invention.

Der externe Verdampfer kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere unter Verwendung von Umgebungsluft, Wasser und/oder Dampf beheizt und/oder unter Verwendung eines Brenners befeuert werden, wie eingangs unter Bezugnahme auf die entsprechenden Notfallsysteme erläutert. Mittels des externen Verdampfers kann beispielsweise ein direkter oder indirekter Wärmetausch vorgenommen werden.In the context of the present invention, the external evaporator can be heated in particular using ambient air, water and / or steam and / or fired using a burner, as explained at the beginning with reference to the corresponding emergency systems. The external evaporator can be used, for example, for direct or indirect heat exchange.

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.The present invention also extends to an air separation plant which is set up to carry out a method according to a previously explained embodiment in the present invention. For features and advantages of a corresponding air separation plant, reference is expressly made to the corresponding independent patent claim and the above statements. In particular, such an air separation plant has means which are set up to carry out a method in accordance with one of the explained embodiments.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung gegenüber einer nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung veranschaulicht sind.The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which preferred embodiments of the present invention are illustrated compared to a non-inventive embodiment.

FigurenlisteFigure list

  • 1 zeigt eine Luftzerlegungsanlage gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform. 1 shows an air separation plant according to an embodiment of the invention.
  • 2 zeigt eine Luftzerlegungsanlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in schematischer Darstellung. 2nd shows an air separation plant according to an embodiment of the invention in a schematic representation.
  • 3 zeigt eine Luftzerlegungsanlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in schematischer Darstellung. 3rd shows an air separation plant according to an embodiment of the invention in a schematic representation.
  • 4 zeigt eine Luftzerlegungsanlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in schematischer Darstellung. 4th shows an air separation plant according to an embodiment of the invention in a schematic representation.
  • 5 zeigt eine Luftzerlegungsanlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in schematischer Darstellung. 5 shows an air separation plant according to an embodiment of the invention in a schematic representation.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

In den Figuren sind einander entsprechende Elemente mit identischen Bezugszeichen angegeben und werden der Übersichtlichkeit halber nicht wiederholt erläutert.Corresponding elements are given identical reference numerals in the figures and are not explained repeatedly for the sake of clarity.

In 1 ist eine Luftzerlegungsanlage gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung schematisch veranschaulicht und insgesamt mit 90 bezeichnet. In 1 is schematically illustrated an air separation plant according to an embodiment not according to the invention and designated overall by 90.

Luftzerlegungsanlagen der gezeigten Art sind vielfach an anderer Stelle beschrieben, beispielsweise bei Häring (s.o.) zu 2.3A. Für detaillierte Erläuterungen zu Aufbau und Funktionsweise sei daher auf entsprechende Fachliteratur verwiesen. Eine Luftzerlegungsanlage zum Einsatz der vorliegenden Erfindung kann auf unterschiedlichste Weise ausgebildet sein.Air separation plants of the type shown are often described elsewhere, for example at Häring (see above) 2nd .3A. For detailed explanations of the structure and functionality, please refer to the relevant specialist literature. An air separation plant for using the present invention can be designed in a wide variety of ways.

In der Luftzerlegungsanlage wird ein Einsatzluftstrom A unter Verwendung eines Hauptluftverdichters 1, der den Einsatzluftstrom A auf ein Druckniveau verdichtet, das im eingangs erläuterten Sinne deutlich über dem höchsten Druckniveau in einem Rektifikationskolonnensystem 10 liegt, verdichtet, angesaugt, und zwar insbesondere über einen gesondert veranschaulichten Filter. Der entsprechend verdichtete Einsatzluftstrom A wird anschließend einem Direktkontaktkühler 2 und danach einer Reinigungseinheit 3 zugeführt. In der Reinigungseinheit 3, die insbesondere ein Paar mit Molekularsieb befüllter Adsorberbehälter aufweist, wird der Einsatzluftstrom A insbesondere von Wasser und Kohlendioxid befreit.In the air separation plant there is a feed air flow A using a main air compressor 1 that the feed air flow A compressed to a pressure level that is clearly above the highest pressure level in a rectification column system in the sense explained at the beginning 10th lies, compressed, sucked in, in particular via a separately illustrated filter. The corresponding compressed air flow A then becomes a direct contact cooler 2nd and then a cleaning unit 3rd fed. In the cleaning unit 3rd , which in particular has a pair of adsorber containers filled with molecular sieve, is the feed air flow A especially freed of water and carbon dioxide.

Stromab der Reinigungseinrichtung 3 wird der Einsatzluftstrom A im dargestellten Beispiel in drei Teilströme B, C und D aufgeteilt. Der Teilstrom B wird dabei zunächst unter Verwendung eines Boosters 5 weiter verdichtet und nach einer Abkühlung in einem Nachkühler 6 wiederum in zwei Teilströme E und F aufgeteilt. Die Teilströme E und F werden warmseitig einem Hauptwärmeübertrager 4 der Luftzerlegungsanlage 90 zugeführt, ebenfalls wie die zuvor erwähnten Teilströme C und D.Downstream of the cleaning facility 3rd becomes the feed air flow A in the example shown in three sub-streams B , C. and D divided up. The partial flow B is initially using a booster 5 further compressed and after cooling in an aftercooler 6 again in two sub-streams E and F divided up. The partial flows E and F become a main heat exchanger on the warm side 4th the air separation plant 90 supplied, as well as the previously mentioned partial streams C. and D .

Der Teilstrom E wird dem Hauptwärmeübertrager 4 auf einem Zwischentemperaturniveau entnommen und in einer mit dem Booster 5 mechanisch gekoppelten Entspannungsmaschine 7 entspannt. Nach der Entspannung wird der Teilstrom E in das Rektifikationskolonnensystem 10 eingespeist. Weist das Rektifikationskolonnensystem 10 beispielsweise eine Hochdruckkolonne und eine Niederdruckkolonne auf, erfolgt die Einspeisung des Teilstroms E insbesondere in die Hochdruckkolonne als klassischer Turbinenstrom.The partial flow E becomes the main heat exchanger 4th taken at an intermediate temperature level and in one with the booster 5 mechanically coupled relaxation machine 7 relaxed. After relaxation the partial flow E into the rectification column system 10th fed. Assigns the rectification column system 10th For example, a high pressure column and a low pressure column, the partial flow is fed E especially in the high pressure column as a classic turbine stream.

Der Teilstrom F wird dem Hauptwärmeübertrager 4 auf einem Zwischentemperaturniveau entnommen, unter Verwendung eines Boosters 9 weiter verdichtet, wieder dem Hauptwärmeübertrager 4 bei einem erhöhten Temperaturniveau zugegeben, durch den Hauptwärmeübertrager 4 geführt, damit verflüssigt, mit dem entsprechend behandelten Teilstrom C vereinigt und in das Rektifikationskolonnensystem 10 eingespeist.The partial flow F becomes the main heat exchanger 4th Taken at an intermediate temperature level using a booster 9 further compressed, again the main heat exchanger 4th added at an elevated temperature level by the main heat exchanger 4th led, thus liquefied, with the appropriately treated partial flow C. united and into the rectification column system 10th fed.

Der Teilstrom D wird dem Hauptwärmeübertrager 4 auf einem Zwischentemperaturniveau entnommen, in einer mit dem Booster 9 gekoppelten Entspannungsmaschine 8 entspannt, mit dem Teilstrom E vereinigt und in das Rektifikationskolonnensystem 10 eingespeist.The partial flow D becomes the main heat exchanger 4th taken at an intermediate temperature level, in one with the booster 9 coupled relaxation machine 8th relaxed, with the partial flow E united and into the rectification column system 10th fed.

Es sei ausdrücklich betont, dass die Verdichtung, Entspannung und Einspeisung der Teilströme B bis H nicht in der konkreten, in 1 veranschaulichten Weise erfolgen muss, sondern dass auch beliebige andere Verfahren im Rahmen der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen können. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die konkrete, veranschaulichte Entspannung, Verdichtung und Einspeisung beschränkt.It should be emphasized that the compression, expansion and feeding of the partial flows B to H not in the concrete, in 1 illustrated manner must be done, but that any other method can be used in the context of the present invention. The present invention is not limited to the specific, illustrated expansion, compression and feed.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird dem Rektifikationskolonnensystem 10 ein gasförmiger Stickstoffstrom, insbesondere sogenannter Unreinstickstoff in Form eines Stoffstroms K entnommen, welcher in dem Hauptwärmeübertrager 4 angewärmt und beispielsweise an die Umgebung abgegeben werden kann. Ein Teil kann auch beispielsweise als Regeneriergas in der Reinigungseinrichtung 3 verwendet werden.In the context of the present invention, the rectification column system 10th a gaseous nitrogen stream, in particular so-called impure nitrogen in the form of a stream of matter K taken from which in the main heat exchanger 4th warmed up and released into the environment, for example. A part can also be used, for example, as a regeneration gas in the cleaning device 3rd be used.

Ferner wird dem Rektifikationskolonnensystem 10 im dargestellten Beispiel ein Stoffstrom L entnommen, welcher flüssigen Stickstoff bzw. ein entsprechendes stickstoffreiches Fluid umfasst, und in eine Speichereinheit 11, insbesondere einem isolierten Speichertank, eingespeist. Dem Rektifikationskolonnensystem 10 wird ferner ein flüssiger, sauerstoffreicher Stoffstrom M entnommen, welcher im dargestellten Beispiel zu einem ersten Anteil in Form eines Stoffstroms N in eine Speichereinheit 12, beispielsweise ebenfalls einen isolierten Speichertank, eingespeist wird und in einem weiteren Anteil in Form eines Stoffstroms O zur Bereitstellung eines innenverdichteten Sauerstoffprodukts verwendet wird. Hierzu wird der Stoffstrom O unter Verwendung einer Innenverdichtungspumpe 13 flüssig auf Druck gebracht, dem Hauptwärmeübertrager 4 am kalten Ende zugeführt, in dem Hauptwärmeübertrager 4 von dem flüssigen in den gasförmigen bzw. überkritischen Zustand überführt, und als innenverdichtetes Luftprodukt an der Anlagengrenze abgegeben.Furthermore, the rectification column system 10th in the example shown, a material flow L removed, which comprises liquid nitrogen or a corresponding nitrogen-rich fluid, and into a storage unit 11 , in particular an insulated storage tank. The rectification column system 10th a liquid, oxygen-rich material flow M is also removed, which in the example shown is a first part in the form of a material flow N into a storage unit 12th , for example also an insulated storage tank, is fed in and in a further proportion in the form of a material flow O is used to provide an internally compressed oxygen product. For this the material flow O using an internal compression pump 13 pressurized liquid, the main heat exchanger 4th fed at the cold end, in the main heat exchanger 4th transferred from the liquid to the gaseous or supercritical state, and released as an internally compressed air product at the system boundary.

Wie bereits eingangs erläutert, sind in einem Hochluftdruckverfahren, wie es in 1 veranschaulicht ist, keine getrennten Haupt- und Nachverdichter bereitgestellt. Daher bestehen nur beschränkte Möglichkeiten, die Kälteproduktion unabhängig vom Luftdurchsatz zu variieren, so dass unabhängig vom tatsächlichen Flüssigkeitsbedarf zu jedem Luftdurchsatz stets eine Mindestmenge an flüssigen Produkten aus der Anlage ausgeleitet werden muss.As already explained at the beginning, are in a high air pressure process, as in 1 is illustrated, no separate main and post-compressors are provided. Therefore, there are only limited possibilities to vary the refrigeration production independently of the air throughput, so that regardless of the actual fluid requirement for everyone Air flow rate, a minimum amount of liquid products must always be discharged from the system.

In 2 ist eine Luftzerlegungsanlage gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht und insgesamt mit 100 bezeichnet, mittels derer die erwähnten Nachteile überwunden werden können. Bereits unter Bezugnahme auf die Luftzerlegungsanlage 90 gemäß 1 veranschaulichten Elemente, Stoffströme und dergleichen sind hier mit identischen Bezugszeichen angegeben und werden nicht erneut erläutert.In 2nd is an air separation plant according to an embodiment of the present invention illustrated and designated 100 in total, by means of which the disadvantages mentioned can be overcome. Already with reference to the air separation plant 90 according to 1 illustrated elements, material flows and the like are given here with identical reference numerals and are not explained again.

Auch hier wird ein Teil einer sauerstoffreichen Flüssigkeit, die in Form des Stoffstroms M dem Rektifikationskolonnensystem 10 entnommen wird, zur Bereitstellung eines innenverdichteten Luftprodukts verwendet. Ein entsprechender Stoffstrom ist auch hier mit O bezeichnet und wird der Innenverdichtungspumpe 13 zugeführt.Here too, part of an oxygen-rich liquid, which in the form of the material flow M is the rectification column system 10th is used to provide an internally compressed air product. A corresponding material flow is also here O called and is the internal compression pump 13 fed.

Im Gegensatz zu der in 1 veranschaulichten Ausgestaltung, d.h. der Luftzerlegungsanlage 90, wird jedoch hier nur ein Teilstrom P in dem Hauptwärmeübertrager 4 erwärmt und damit in den gasförmigen oder überkritischen Zustand überführt. Ein weiterer Anteil, hier in Form eines Stoffstroms Q veranschaulicht, wird einem externen Verdampfer 14 zugeführt und dort, anstelle des Hauptwärmeübertragers 4, in den gasförmigen oder überkritischen Zustand überführt. Der entsprechend behandelte Stoffstrom Q wird mit dem verdampften bzw. in den überkritischen Zustand überführten Stoffstrom P zu einem Sammelstrom R vereinigt. Die Vereinigung erfolgt stromab des warmen Endes des Hauptwärmeübertragers 4.In contrast to that in 1 illustrated embodiment, ie the air separation plant 90 , however, is only a partial flow here P in the main heat exchanger 4th heated and thus converted into the gaseous or supercritical state. Another part, here in the form of a material flow Q an external evaporator 14 fed and there, instead of the main heat exchanger 4th , converted to the gaseous or supercritical state. The correspondingly treated material flow Q is with the vaporized or converted into the supercritical state P combined into a collective flow R. The union takes place downstream of the warm end of the main heat exchanger 4th .

In 3 ist eine Luftzerlegungsanlage gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht und insgesamt mit 200 bezeichnet. Die Bildung der Stoffströme A bis Q erfolgt dabei wie grundsätzlich unter Bezugnahme auf die Luftzerlegungsanlage 100 gemäß 2 erläutert.In 3rd an air separation plant according to a further embodiment of the present invention is illustrated and designated by 200 in total. The formation of material flows A to Q takes place as in principle with reference to the air separation plant 100 according to 2nd explained.

Zusätzlich wird in der Luftzerlegungsanlage 200 gemäß 3 der Speichereinheit 12 sauerstoffreiche Flüssigkeit in Form eines Stoffstroms S entnommen, mittels einer Notfallpumpe 15 auf Druck gebracht und mit dem Stoffstrom Q, der wie zuvor gebildet wird, zu einem Sammelstrom T vereinigt. Durch den Einsatz der Notfallpumpe 15 kann dabei auch für Fälle, in denen ein flüssiges, sauerstoffreiches Luftprodukt in Form des Stoffstroms M beispielsweise in geringerer Menge zur Verfügung steht, eine Versorgung sichergestellt werden. Der Stoffstrom T wird, wie zuvor lediglich der Stoffstrom Q, in dem externen Verdampfer 14 erwärmt und dabei in den gasförmigen oder überkritischen Zustand überführt. Der Stoffstrom T wird sodann mit dem Stoffstrom P warmseitig des Hauptwärmeübertragers 4 zu einem hier der besseren Unterscheidbarkeit halber mit U bezeichneten Sammelstrom vereinigt.In addition, in the air separation plant 200 according to 3rd the storage unit 12th oxygen-rich liquid taken in the form of a stream S by means of an emergency pump 15 brought under pressure and with the material flow Q , which is formed as before, to a collecting stream T united. By using the emergency pump 15 A supply can also be ensured for cases in which a liquid, oxygen-rich air product in the form of the material flow M is available, for example in a smaller amount. The material flow T as before, only the material flow Q , in the external evaporator 14 heated and thereby converted into the gaseous or supercritical state. The material flow T is then with the material flow P warm side of the main heat exchanger 4th for a better distinction here U designated collection stream combined.

In 4 ist eine Luftzerlegungsanlage gemäß einer weitern Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht und insgesamt mit 300 bezeichnet. Die in 4 mit 300 bezeichnete Luftzerlegungsanlage entspricht im Wesentlichen der bereits in 1 veranschaulichten Luftzerlegungsanlagen 90, wobei hier jedoch in Abweichung der Luftzerlegungsanlage 90 ein Teil des gasförmigen, stickstoffreichen Stoffstroms K, der in der Luftzerlegungsanlage 90 insgesamt in dem Hauptwärmeübertrager 4 erwärmt und aus der Anlage 90 ausgeleitet wird, bereits in Form eines Stoffstroms V kaltseitig des Hauptwärmeübertragers 4 der Luftzerlegungsanlage 300 entnommen wird. Nur ein verbleibender Rest wird in Form eines Stoffstroms W in dem Hauptwärmeübertrager 4 angewärmt und ausgeführt. Die Ausgestaltung gemäß der Luftzerlegungsanlage 300 gemäß 4 ermöglicht damit in einer Alternative, dem System Kälte zu entziehen.In 4th an air separation plant according to a further embodiment of the present invention is illustrated and designated overall by 300. In the 4th Air separation plant designated by 300 essentially corresponds to that already in FIG 1 illustrated air separation plants 90 , but here in deviation from the air separation plant 90 part of the gaseous, nitrogen-rich material flow K that in the air separation plant 90 overall in the main heat exchanger 4th warmed up and out of the system 90 is discharged, already in the form of a material flow V on the cold side of the main heat exchanger 4th the air separation plant 300 is removed. Only a remaining residue is in the form of a material flow W in the main heat exchanger 4th warmed up and executed. The design according to the air separation plant 300 according to 4th In an alternative, it enables the system to be extracted from cold.

In 5 ist eine Luftzerlegungsanlage gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht und insgesamt mit 400 bezeichnet. Die Luftzerlegungsanlage 400 weist dabei die bereits zur Luftzerlegungsanlage 300 gemäß 4 und zur Luftzerlegungsanlage 200 gemäß 3 veranschaulichten Merkmale auf. Wie hier in Form von Doppelpfeilen in Bezug auf die Stoffströme L und N veranschaulicht, kann bei Bedarf aus den Speichereinheiten 11 und 12 Fluid in das Rektifikationskolonnensystem 10 zurückgespeist werden.In 5 An air separation plant according to a further embodiment of the present invention is illustrated and designated 400 in total. The air separation plant 400 already points to the air separation plant 300 according to 4th and to the air separation plant 200 according to 3rd illustrated features. As here in the form of double arrows in relation to the material flows L and N illustrates, if necessary, from the storage units 11 and 12th Fluid into the rectification column system 10th be fed back.

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Claims (15)

Verfahren zur Bereitstellung von Luftprodukten, bei dem eine Luftzerlegungsanlage (100-400) mit einem Hauptluftverdichter (1), einem Rektifikationskolonnensystem (10), einem Hauptwärmeübertrager (4) und einem Verdampfer (14), der unabhängig von dem Hauptwärmeübertrager (4) betreibbar ist, verwendet wird, wobei ein erstes der Luftprodukte bereitgestellt wird, indem tiefkalte Flüssigkeit unerwärmt aus der Luftzerlegungsanlage (100-400) ausgeleitet wird, und wobei ein zweites der Luftprodukte bereitgestellt wird, indem tiefkalte Flüssigkeit flüssig einer Druckerhöhung unterworfen, in gasförmigen oder überkritischen Zustand überführt und aus der Luftzerlegungsanlage (100-400) ausgeleitet wird, gekennzeichnet durch einen ersten Betriebsmodus und einen zweiten Betriebsmodus, wobei das erste Luftprodukt in dem ersten Betriebsmodus in einer größeren Menge als in dem zweiten Betriebsmodus bereitgestellt wird, wobei ein Teil des zweiten Luftprodukts und/oder ein drittes Luftprodukt in dem zweiten Betriebsmodus in einer größeren Menge als in dem ersten Betriebsmodus oder ausschließlich in dem zweiten Betriebsmodus ohne Erwärmung in dem Hauptwärmeübertrager (4) in gasförmigem oder überkritischem Zustand bereitgestellt und aus der Luftzerlegungsanlage (100-400) ausgeleitet wird, wobei in dem Hauptluftverdichter (1) Luft in dem ersten Betriebsmodus in einer größeren Menge als in dem zweiten Betriebsmodus verdichtet wird, wobei als der Hauptluftverdichter (1) ein Hauptluftverdichter (1) mit einem ersten Abschnitt (1a) und einem zweiten Abschnitt (1b) verwendet wird, und wobei in dem ersten Betriebsmodus der erste Abschnitt (1a) und der zweite Abschnitt (1b) und in dem zweiten Betriebsmodus nur der erste Abschnitt (1a) betrieben wird.Method for providing air products, in which an air separation plant (100-400) with a main air compressor (1), a rectification column system (10), a main heat exchanger (4) and an evaporator (14) which can be operated independently of the main heat exchanger (4) , is used, wherein a first of the air products is provided by discharging cryogenic liquid unheated from the air separation unit (100-400), and wherein a second of the air products is provided by subjecting cryogenic liquid to a liquid pressure increase, converting it into gaseous or supercritical state and is discharged from the air separation plant (100-400), characterized by a first operating mode and a second operating mode, the first air product being provided in a larger amount in the first operating mode than in the second operating mode, part of the second air product and / or a third air product in the second n operating mode is provided in a larger quantity than in the first operating mode or exclusively in the second operating mode without heating in the main heat exchanger (4) in gaseous or supercritical state and is discharged from the air separation plant (100-400), the main air compressor (1) Air is compressed in a larger amount in the first operating mode than in the second operating mode, a main air compressor (1) having a first section (1a) and a second section (1b) being used as the main air compressor (1), and in which in the first operating mode the first section (1a) and the second section (1b) and in the second operating mode only the first section (1a) is operated. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erste Abschnitt (1a) und der zweite Abschnitt (1b) des Hauptluftverdichters (1) jeweils durch eine oder mehrere Verdichterstufen gebildet werden, wobei die eine oder die mehreren Verdichterstufen des ersten Abschnitts (1a) parallel zu der einen oder den mehreren Verdichterstufen des zweiten Abschnitts (1b) angeordnet sind.Procedure according to Claim 1 , in which the first section (1a) and the second section (1b) of the main air compressor (1) are each formed by one or more compressor stages, the one or more compressor stages of the first section (1a) parallel to the one or more Compressor stages of the second section (1b) are arranged. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die tiefkalte Flüssigkeit, die zur Bereitstellung des zweiten Luftprodukts flüssig der Druckerhöhung unterworfen und in gasförmigen oder überkritischen Zustand überführt wird, in dem ersten Betriebsmodus nur in dem Hauptwärmeübertrager (4) und in dem zweiten Betriebsmodus in Anteilen in dem Hauptwärmeübertrager und in dem externen Verdampfer (14) erwärmt wird.Procedure according to Claim 1 or 2nd , in which the cryogenic liquid, which is subjected to the pressure increase in liquid form to provide the second air product and is converted into a gaseous or supercritical state, in the first operating mode only in the main heat exchanger (4) and in the second operating mode in proportions in the main heat exchanger and in the external evaporator (14) is heated. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die tiefkalte Flüssigkeit, die zur Bereitstellung des zweiten Luftprodukts flüssig der Druckerhöhung unterworfen und in gasförmigen oder überkritischen Zustand überführt wird, in dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus in Anteilen in dem Hauptwärmeübertrager (4) und in dem externen Verdampfer (14) erwärmt wird, wobei der Anteil, der in dem externen Verdampfer (14) erwärmt wird, in dem zweiten Betriebsmodus größer ist als in dem ersten Betriebsmodus.Procedure according to Claim 1 or 2nd , in which the cryogenic liquid, which is subjected to the pressure increase in liquid form to provide the second air product and is converted into a gaseous or supercritical state, is heated in the first and second operating modes in proportions in the main heat exchanger (4) and in the external evaporator (14) the portion which is heated in the external evaporator (14) is greater in the second operating mode than in the first operating mode. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem zur Bereitstellung des dritten Luftprodukts dem Rektifikationskolonnensystem (10) tiefkaltes Gas entnommen und unter Umgehung des Hauptwärmeübertragers (4) in dem zweiten Betriebsmodus, nicht aber in dem ersten Betriebsmodus oder in dem zweiten Betriebsmodus in einer größeren Menge als in dem ersten Betriebsmodus aus der Luftzerlegungsanlage (100-400) ausgeleitet wird.Method according to one of the preceding claims, in which cryogenic gas is withdrawn from the rectification column system (10) and bypassing the main heat exchanger (4) in the second operating mode, but not in the first operating mode or in the second operating mode in a larger quantity, in order to provide the third air product than is discharged from the air separation plant (100-400) in the first operating mode. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das tiefkalte Gas, das zur Bereitstellung des dritten Luftprodukts dem Rektifikationskolonnensystem (10) entnommen wird, in einem Kältespeichersystem erwärmt wird.Procedure according to Claim 5 , in which the cryogenic gas, which is taken from the rectification column system (10) to provide the third air product, is heated in a cold storage system. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der externe Verdampfer (14) mit einem Kältespeicher- und/oder Wärmeübertragungsmedium thermisch gekoppelt ist.Method according to one of the preceding claims, in which the external evaporator (14) is thermally coupled to a cold storage and / or heat transfer medium. Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 7, bei dem unter Verwendung der auf den Druckerhöhung unterworfenen tiefkalten Flüssigkeit, die zur Bereitstellung des zweiten Luftprodukts verwendet wird, stromab einer für die Druckerhöhung verwendeten Pumpe (13) zwei Teilströme gebildet werden, von denen der eine Teilstrom durch den Hauptwärmeübertrager (4) und der andere Teilstrom durch den externen Verdampfer (14) geführt wird.Procedure according to Claim 3 , 4th or 7 , in which using the cryogenic liquid subjected to the pressure increase, which is used to provide the second air product, two partial flows are formed downstream of a pump (13) used for the pressure increase, one partial flow through the main heat exchanger (4) and the other partial flow is passed through the external evaporator (14). Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Teilströme zumindest zum Teil vereinigt werden, nachdem der eine durch den Hauptwärmeübertrager (4) und der andere durch den externen Verdampfer (14) geführt wurden.Procedure according to Claim 8 , in which the partial flows are at least partially combined after one has been passed through the main heat exchanger (4) and the other through the external evaporator (14). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem eine Luftzerlegungsanlage (100-400) verwendet wird, die eine Speichereinheit (12) aufweist, wobei die tiefkalte Flüssigkeit, die zur Bereitstellung des zweiten Luftprodukts der Druckerhöhung unterworfen und durch Erwärmen in den gasförmigen und überkritischen Zustand überführt wird, zumindest zeitweise und teilweise oder vollständig in der Speichereinheit (12) gespeichert wird.Method according to one of the preceding claims, in which an air separation plant (100-400) is used, which has a storage unit (12), the cryogenic liquid, which is used to provide the second air product, is subjected to the pressure increase and is heated to the gaseous and supercritical state is transferred, at least temporarily and partially or completely stored in the storage unit (12). Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die tiefkalte Flüssigkeit, die zur Bereitstellung des zweiten Luftprodukts der Druckerhöhung unterworfen und durch Erwärmen in den gasförmigen oder in den überkritischen Zustand überführt wird, und zumindest zeitweise und teilweise oder vollständig wieder aus der Speichereinheit (12) entnommen wird.Procedure according to Claim 10 , in which the cryogenic liquid, which is subjected to the pressure increase to provide the second air product and is converted into the gaseous or the supercritical state by heating, and at least is temporarily and partially or completely removed from the storage unit (12). Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die der Speichereinheit (12) entnommene, zur Bereitstellung des zweiten Luftprodukts verwendete tiefkalte Flüssigkeit in einer separaten Pumpe (15) der Druckerhöhung unterworfen wird.Procedure according to Claim 11 , in which the cryogenic liquid removed from the storage unit (12) and used to provide the second air product is subjected to the pressure increase in a separate pump (15). Verfahren nach Anspruch 12, bei dem als die separate Pumpe (15) eine Notfallpumpe der Luftzerlegungsanlage (100-400) verwendet wird.Procedure according to Claim 12 , in which an emergency pump of the air separation plant (100-400) is used as the separate pump (15). Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem in der Speichereinheit (12) gespeicherte tiefkalte Flüssigkeit zumindest zeitweise in das Rektifikationskolonnensystem (10) zurückgeführt wird.Procedure according to one of the Claims 10 to 13 , in which cryogenic liquid stored in the storage unit (12) is at least temporarily returned to the rectification column system (10). Luftzerlegungsanlage (100-400), die zur Bereitstellung von Luftprodukten eingerichtet ist, mit einem Hauptluftverdichter (1), einem Rektifikationskolonnensystem (10), einem Hauptwärmeübertrager (4) und einem Verdampfer (14), der unabhängig von dem Hauptwärmeübertrager (4) betreibbar ist, wobei die Luftzerlegungsanlage (100-400) dafür eingerichtet ist, ein erstes der Luftprodukte bereitzustellen, indem tiefkalte Flüssigkeit unerwärmt aus der Luftzerlegungsanlage (100-400) ausgeleitet wird, und ein zweites der Luftprodukte bereitzustellen, indem tiefkalte Flüssigkeit flüssig einer Druckerhöhung unterworfen, in gasförmigen oder überkritischen Zustand überführt und aus der Luftzerlegungsanlage (100-400) ausgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzerlegungsanlage (100-400) dafür eingerichtet ist, einen ersten Betriebsmodus und einen zweiten Betriebsmodus durchzuführen, wobei das erste Luftprodukt in dem ersten Betriebsmodus in einer größeren Menge als in dem zweiten Betriebsmodus bereitgestellt wird, wobei ein Teil des zweiten Luftprodukts und/oder ein drittes Luftprodukt in dem zweiten Betriebsmodus in einer größeren Menge als in dem ersten Betriebsmodus oder ausschließlich in dem zweiten Betriebsmodus ohne Erwärmung in dem Hauptwärmeübertrager (4) in gasförmigem oder überkritischem Zustand bereitgestellt und aus der Luftzerlegungsanlage (100-400) ausgeleitet wird, wobei in dem Hauptluftverdichter (1) Luft in dem ersten Betriebsmodus in einer größeren Menge als in dem zweiten Betriebsmodus verdichtet wird, wobei als der Hauptluftverdichter (1) ein Hauptluftverdichter (1) mit einem ersten Abschnitt (1a) und einem zweiten Abschnitt (1b) verwendet wird, und wobei in dem ersten Betriebsmodus der erste Abschnitt (1a) und der zweite Abschnitt (1b) und in dem zweiten Betriebsmodus nur der erste Abschnitt (1a) betrieben wird.Air separation plant (100-400), which is set up to provide air products, with a main air compressor (1), a rectification column system (10), a main heat exchanger (4) and an evaporator (14) which can be operated independently of the main heat exchanger (4) , wherein the air separation unit (100-400) is configured to provide a first of the air products by discharging cryogenic liquid unheated from the air separation unit (100-400), and to provide a second one of the air products by subjecting cryogenic liquid to a liquid pressure increase, in Gaseous or supercritical state is transferred and discharged from the air separation plant (100-400), characterized in that the air separation plant (100-400) is set up to carry out a first operating mode and a second operating mode, the first air product being in the first operating mode in a larger amount than in the second operating mode us is provided, wherein a part of the second air product and / or a third air product in the second operating mode is provided in a larger amount than in the first operating mode or exclusively in the second operating mode without heating in the main heat exchanger (4) in gaseous or supercritical state and is discharged from the air separation plant (100-400), wherein in the main air compressor (1) air is compressed in a larger amount in the first operating mode than in the second operating mode, wherein as the main air compressor (1) a main air compressor (1) with a first Section (1a) and a second section (1b) is used, and wherein in the first operating mode the first section (1a) and the second section (1b) and in the second operating mode only the first section (1a) is operated.
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