DE10217093A1 - Separation column system, for separation of high purity nitrogen or oxygen, has temperature measurements at high pressure column and mixer column to set purity according to temperature - Google Patents
Separation column system, for separation of high purity nitrogen or oxygen, has temperature measurements at high pressure column and mixer column to set purity according to temperatureInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Trennsäulen-Systems zur Gaszerlegung, insbesondere zur Tieftemperatur-Zerlegung von Luft. The invention relates to a method for regulating a separation column system for Gas separation, in particular for the low-temperature separation of air.
In einer ersten Variante weist das Trennsäulen-System eine Hochdrucksäule und eine Niederdrucksäule. Dabei kann es sich beispielsweise um ein klassisches Linde- Doppelsäulen-System, bei dem der Kopf der Hochdrucksäule und der Sumpf über einen Hauptkondensator in wärmetauschender Verbindung stehen. Die erste Variante der Erfindung ist aber auch auf jedes andere Zwei-Säulen-System anwendbar, in dem eine Wärmeaustauschbeziehung zwischen Hochdrucksäule und Niederdrucksäule besteht und das beispielsweise zwei oder mehr Kondensator-Verdampfer aufweist. In a first variant, the separation column system has one high-pressure column and one Low-pressure column. This can be, for example, a classic basswood Double column system in which the head of the high pressure column and the sump over a main condenser are in heat-exchanging connection. The first variant the invention is also applicable to any other two-pillar system in which a heat exchange relationship between the high pressure column and the low pressure column exists and which has, for example, two or more condenser evaporators.
Das Trennsäulen-System kann aber auch als Drei- oder Mehrsäulensystem (insbesondere zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung) ausgebildet sein. Es kann zusätzlich zu den Kolonnen zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung weitere Vorrichtungen zur Gewinnung anderer Luftkomponenten, insbesondere von Edelgasen aufweisen, beispielsweise eine Argongewinnung. The separation column system can also be used as a three or multiple column system (in particular for nitrogen-oxygen separation). It can additionally to the columns for nitrogen-oxygen separation further devices for Obtaining other air components, in particular noble gases, for example argon production.
Die Grundlagen der Gaszerlegung und der Tieftemperaturzerlegung von Luft sowie der Aufbau von Doppelsäulenanlagen im Speziellen sind in der Monografie "Tieftemperaturtechnik" von Hausen/Linde (2. Auflage, 1985) und in einem Aufsatz von Latimer in Chemical Engineering Progress (Vol. 63, No. 2, 1967, Seite 35) beschrieben. The basics of gas separation and low temperature separation of air as well as Construction of double column systems in particular are in the monograph "Low temperature technology" by Hausen / Linde (2nd edition, 1985) and in an article by Latimer in Chemical Engineering Progress (Vol. 63, No. 2, 1967, page 35).
Üblicherweise wird die Reinheit der Produkte eines Trennsäulen-Systems durch eine direkte Messung der chemischen Zusammensetzung eines Produkts geregelt. Solche Messungen dauern jedoch vergleichsweise lange und erfordern aufwändige und teure Messapparaturen (Analysatoren). The purity of the products of a separation column system is usually determined by a direct measurement of the chemical composition of a product. Such However, measurements take a comparatively long time and require time-consuming and expensive ones Measuring apparatus (analyzers).
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Regelung der Produktreinheit auf kostengünstige Weise durchzuführen. The invention is therefore based on the object of regulating product purity inexpensive way to perform.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Temperatur (THDS) an mindestens einer Stelle innerhalb der Hochdrucksäule gemessen wird und dass die Reinheit mindestens eines Produkts des Trennsäulen-Systems in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur (THDS) geregelt wird. This object is achieved in that the temperature (T HDS ) is measured at at least one point within the high-pressure column and in that the purity of at least one product of the separation column system is regulated as a function of the measured temperature (T HDS ).
Eine Temperaturmessung benötigt keine aufwändige Apparatur. Der Messwert ist unmittelbar verfügbar und ein analoger Regler oder ein digitales Prozessleitsystem kann praktisch ohne Zeitverzögerung die entsprechende Stellgröße nachfahren. Die Temperaturmessung in der Hochdrucksäule kann an einer einzigen Stelle erfolgen, an der die Konzentration besonders empfindlich auf Schwankungen der Betriebsparameter reagiert. Alternativ kann mittel zwei oder mehr Messungen an unterschiedlichen Stellen ein Temperaturprofil aufgenommen werden und die Regelung in komplexerer Abhängigkeit, beispielsweise des Temperaturgradienten an einer oder mehreren Stellen vorgenommen werden. Die Temperaturmessung erfolgt vorzugsweise im unteren oder mittleren Drittel der Hochdrucksäule. A temperature measurement does not require complex equipment. The reading is immediately available and an analog controller or a digital process control system can follow the corresponding control value practically without any time delay. The Temperature measurement in the high pressure column can be done at a single point which is particularly sensitive to fluctuations in concentration Operating parameters responded. Alternatively, two or more measurements can be taken different points a temperature profile are recorded and the Control in a more complex dependency, for example the temperature gradient one or more positions. The temperature is measured preferably in the lower or middle third of the high pressure column.
Vorzugsweise wird als Stellgröße die Rücklaufmenge in der Hochdrucksäule verwendet, indem die Rücklaufmenge in der Hochdrucksäule und/oder die Menge mindestens eines Flüssigkeitsstroms, der aus der Hochdrucksäule entnommen wird, in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur (THDS) eingestellt wird. Auf diesem Wege kann die Reinheit der Produkte des Hochdrucksäule, insbesondere des Kopfprodukts (Stickstoff im Falle der Luftzerlegung) beeinflusst werden. The return quantity in the high-pressure column is preferably used as the manipulated variable by adjusting the return quantity in the high-pressure column and / or the amount of at least one liquid stream which is withdrawn from the high-pressure column as a function of the measured temperature (T HDS ). In this way, the purity of the products of the high pressure column, in particular the top product (nitrogen in the case of air separation) can be influenced.
In einer zweiten Variante weist das Trennsäulen-System mindestens eine Rektifiziersäule und eine Mischsäule auf, wobei eine flüssige Fraktion aus der Rektifiziersäule entnommen und auf die Mischsäule aufgegeben wird und der Mischsäule ein gasförmiger Produktstrom entnommen wird. Die Mischsäule dient zur Erzeugung eines Druckgasstroms mittels direkter Verdampfung der flüssigen Fraktion im Gegenstrom-Stoffaustausch mit einem Heizfluid (zum Beispiel Luft). Mischsäulen- Verfahren und -Vorrichtungen sind aus EP 531182 A1, DE 198 03 437 A1, DE 199 51 521 A1 und EP 1139046 A1 sowie aus den nicht vorveröffentlichen deutschen Patentanmeldungen 101 39 727.5 und 102 09 421 bekannt. In a second variant, the separation column system has at least one Rectification column and a mixing column, with a liquid fraction from the Rectification column is removed and placed on the mixing column and the Mixing column a gaseous product stream is removed. The mixing column is used for Generation of a pressurized gas stream by direct evaporation of the liquid fraction in countercurrent mass transfer with a heating fluid (for example air). Mischsäulen- Methods and devices are known from EP 531182 A1, DE 198 03 437 A1, DE 199 51 521 A1 and EP 1139046 A1 as well as from those not pre-published German patent applications 101 39 727.5 and 102 09 421 known.
Das Trennsäulen-System kann beispielsweise eine Einzelsäule als Rektifiziersäule aufweisen, oder aber eine Hochdrucksäule und eine Niederdrucksäule und gegebenenfalls weitere Säulen wie oben zur ersten Variante beschrieben. The separation column system can, for example, be a single column as a rectification column have, or a high pressure column and a low pressure column and if necessary, further columns as described above for the first variant.
Gemäß der zweiten Variante der Erfindung wird die Temperatur (TMiS) an mindestens einer Stelle innerhalb der Mischsäule gemessen wird und dass das Konzentrationsprofil in der Mischsäule in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur (TMiS) eingestellt. Die Temperaturmessung (an Stelle einer Analyse) hat auch an dieser Stelle die oben beschriebenen Vorteile. According to the second variant of the invention, the temperature (T MiS ) is measured at at least one point within the mixing column and that the concentration profile in the mixing column is set as a function of the measured temperature (T MiS ). The temperature measurement (instead of an analysis) also has the advantages described above.
Die erste und die zweite Variante der Erfindung können - beispielsweise bei einem Zwei-Säulen-Luftzerleger mit Mischsäule - auch in Kombination angewendet werden. The first and the second variant of the invention can - for example in one Two-column air separator with mixing column - can also be used in combination.
Bei dem Mischsäulen-Verfahren gemäß der Erfindung wird vorzugsweise eine flüssige Zwischenfraktion von einer Zwischenstelle der Mischsäule abgezogen, und die Menge dieser Zwischenfraktion wird in Abhängigkeit von der in der Mischsäule gemessenen Temperatur (TMiS) eingestellt. In the mixing column method according to the invention, a liquid intermediate fraction is preferably withdrawn from an intermediate point of the mixing column, and the amount of this intermediate fraction is set as a function of the temperature (T MiS ) measured in the mixing column.
Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention and further details of the invention are described below an embodiment shown schematically in the drawing explained.
Die Rektifiziersäule wird bei dem Ausführungsbeispiel durch eine Doppelsäule gebildet wird, die eine Hochdrucksäule 3 und eine Niederdrucksäule 4 aufweist. Der Betriebsdruck der Hochdrucksäule 3 beträgt vorzugsweise 4,3 bis 6,9 bar, beispielsweise etwa 5,0 bar. Die Niederdrucksäule 4 wird unter vorzugsweise 1,3 bis 1,7 bar, beispielsweise etwa 1,5 bar betrieben. Außerdem weist das Trennsäulen- System eine Mischsäule 5 auf, deren Betriebsdruck vorzugsweise 3 bis 5 bar, zum Beispiel etwa 5 bar beträgt. In the exemplary embodiment, the rectification column is formed by a double column which has a high-pressure column 3 and a low-pressure column 4 . The operating pressure of the high pressure column 3 is preferably 4.3 to 6.9 bar, for example about 5.0 bar. The low pressure column 4 is operated under preferably 1.3 to 1.7 bar, for example approximately 1.5 bar. In addition, the separation column system has a mixing column 5 , the operating pressure of which is preferably 3 to 5 bar, for example approximately 5 bar.
Ein Luftverdichter, in dem die Gesamtluft auf etwas über Hochdrucksäulendruck gebracht wird, und eine anschließende Luftreinigung sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Über Leitung 1 wird verdichtete und gereinigte Luft unter einem Druck von 5,1 bar herangeführt und in drei Teilströme, den ersten Einsatzluftstrom 101, den zweiten ELS 201 und den dritten ELS 301 aufgeteilt. Alle drei strömen einem Hauptwärmetauscher 2, in dem in indirektem WAT mit Produktströme abgekühlt werden. An air compressor, in which the total air is brought to slightly above high pressure column pressure, and a subsequent air cleaning are not shown in the drawing. Compressed and cleaned air is brought in via line 1 at a pressure of 5.1 bar and divided into three partial flows, the first feed air flow 101 , the second ELS 201 and the third ELS 301 . All three flow to a main heat exchanger 2 , in which product flows are cooled in indirect WAT.
Der erste ELS 101 strömt vom kalten Ende des Hauptwärmetauschers 2 direkt in den unteren Bereich der Hochdrucksäule 4 und wird keinerlei druckverändernden Maßnahmen unterworfen. The first ELS 101 flows from the cold end of the main heat exchanger 2 directly into the lower region of the high-pressure column 4 and is not subjected to any pressure-changing measures.
Etwas oberhalb der Temperatur des kalten Endes des Hauptwärmetauschers 2 wird der zweite ELS 201 über Leitung 202 entnommen und in den unteren Bereich der Mischsäule 5 eingespeist. The second ELS 201 is removed via line 202 somewhat above the temperature of the cold end of the main heat exchanger 2 and fed into the lower region of the mixing column 5 .
Nur bis zu einer Zwischentemperatur abgekühlt wird der dritte ELS 301. Anschließend wird er über Leitung 302 aus dem Hauptwärmetauscher 2 entfernt und in einer Entspannungsmaschine (Einblaseturbine) 303 arbeitsleistend auf etwa Niederdrucksäulendruck entspannt. Über die Leitungen 304 und 305 wird er schließlich gasförmig in die Niederdrucksäule 4 eingeblasen. The third ELS 301 is only cooled down to an intermediate temperature. It is then removed from the main heat exchanger 2 via line 302 and expanded in a relaxation machine (blowing turbine) 303 to approximately low-pressure column pressure in a work-performing manner. It is finally blown into the low-pressure column 4 in gaseous form via the lines 304 and 305 .
Das Rektifiziersystem ist in den Ausführungsbeispielen als klassischer Linde- Doppelsäulen-Apparat mit einem Kondensator-Verdampfer 6 als Hauptkondensator ausgeführt. Die Erfindung kann jedoch auch bei Rektifiziersystemen mit anderer Kondensator- und/oder Säulenkonfiguration eingesetzt werden. In the exemplary embodiments, the rectification system is designed as a classic Linde double-column apparatus with a condenser-evaporator 6 as the main condenser. However, the invention can also be used in rectification systems with a different capacitor and / or column configuration.
Sauerstoffangereicherte Flüssigkeit 7 aus dem Sumpf der Hochdrucksäule 3 wird in einem Unterkühlungs-Gegenströmer 8 abgekühlt und nach Drosselung 9 der Niederdrucksäule 4 an einer Zwischenstelle zugeführt. Gasförmiger Stickstoff 10 vom Kopf der Hochdrucksäule 3 wird zu einem Teil 11 im Hauptwärmetauscher 2 angewärmt und über Leitung 12 als Druckstickstoffprodukt (PGAN) gewonnen. Der Rest 13 wird im Hauptkondensator 6 im wesentlichen vollständig kondensiert. Der hierbei gewonnene flüssige Stickstoff 14 wird als Rücklauf auf die Hochdrucksäule 3 aufgegeben. Oxygen-enriched liquid 7 from the sump of the high-pressure column 3 is cooled in a subcooling countercurrent 8 and, after throttling 9, fed to the low-pressure column 4 at an intermediate point. Gaseous nitrogen 10 from the top of the high pressure column 3 is heated to a portion 11 in the main heat exchanger 2 and obtained via line 12 as a pressure nitrogen product (PGAN). The rest 13 is essentially completely condensed in the main condenser 6 . The liquid nitrogen 14 obtained in this way is fed as reflux to the high pressure column 3 .
Eine Zwischenflüssigkeit 15 (unreiner Stickstoff) der Hochdrucksäule 3 wird nach Unterkühlung 8 und Drosselung 16 als Rücklauf auf den Kopf der Niederdrucksäule 4 aufgegeben. Gasförmiger Unreinstickstoff 17 vom Kopf der Niederdrucksäule 4 wird in den Wärmetauschern 8 und 2 angewärmt und schließlich über Leitung 18 abgezogen. Er kann als Regeneriergas bei der Luftreinigung eingesetzt werden (nicht dargestellt). An intermediate liquid 15 (impure nitrogen) of the high-pressure column 3 is applied to the top of the low-pressure column 4 as a return line after supercooling 8 and throttling 16 . Gaseous impure nitrogen 17 from the top of the low pressure column 4 is heated in the heat exchangers 8 and 2 and finally drawn off via line 18 . It can be used as a regeneration gas for air purification (not shown).
Aus dem Sumpf der Niederdrucksäule wird flüssiger Sauerstoff 19 abgezogen, in einer Pumpe 20 auf etwas über Mischsäulendruck gebracht, unter dem erhöhten Druck über Leitung 21 zum kalten Abschnitt des Hauptwärmetauschers geführt, dort etwas angewärmt und schließlich über Leitung 22 auf den Kopf der Mischsäule 5 aufgegeben. (Die Spülleitung 23 dient zum gefahrlosen ausschleusen schwerer flüchtiger Bestandteile; über sie wird kontinuierlich oder diskontinuierlich ein kleiner Teil des Sumpfprodukts der Niederdrucksäule 3 abgelassen.) Liquid oxygen 19 is drawn off from the bottom of the low-pressure column, brought to a little above the mixing column pressure in a pump 20 , led under the increased pressure via line 21 to the cold section of the main heat exchanger, warmed up a little there and finally fed via line 22 to the top of the mixing column 5 , (The flushing line 23 serves to safely discharge heavy volatile constituents; a small part of the bottom product of the low-pressure column 3 is drained off continuously or discontinuously.)
Vom Kopf der Mischsäule 5 wird gasförmiger unreiner Drucksauerstoff 24 abgezogen, im Hauptwärmetauscher 2 angewärmt und über Leitung 25 als gasförmiges Druckprodukt (GOX) gewonnen. Der Mischsäule werden Sumpfflüssigkeit 26/27 und eine Zwischenflüssigkeit 28/29 entnommen und nach Unterkühlung 8 an geeigneten Stellen der Niederdrucksäule 4 zugeführt. Gaseous impure pressurized oxygen 24 is drawn off from the top of the mixing column 5 , warmed in the main heat exchanger 2 and obtained as a gaseous pressure product (GOX) via line 25 . The mixing column 28 / bottoms liquid taken from 26/27 and an intermediate liquid 29 and supplied to the supercooling 8 at suitable points of the low pressure column. 4
Gemäß der ersten Variante der Erfindung wird an einer Zwischenstelle 50 der Hochdrucksäule 3 eine Temperaturmessung (TIC1, temperature indication and control) vorgenommen. In Abhängigkeit vom aktuellen Messwert wird über eine Steuerleitung 51 die Flüssigkeitsmenge eingestellt, die über Leitung 15 aus der Hochdrucksäule abgezogen wird. Hierdurch kann die Rücklaufmenge innerhalb der Hochdrucksäule und damit die Reinheit des an Kopf abgezogenen Druckstickstoffs 10, 11 geregelt werden. According to the first variant of the invention, a temperature measurement (TIC1, temperature indication and control) is carried out at an intermediate point 50 of the high-pressure column 3 . Depending on the current measured value, the amount of liquid which is drawn off from the high-pressure column via line 15 is set via a control line 51 . As a result, the return flow quantity within the high-pressure column and thus the purity of the nitrogen nitrogen 10 , 11 drawn off at the top can be regulated.
Unabhängig davon ist in dem Ausführungsbeispiel auch die zweite Variante der Erfindung realisiert. Hierzu wird an einer Zwischenstelle 52 der Mischsäule 5, die zwischen dem Zwischenabzug 28 und dem Sumpf angeordnet ist, eine Temperaturmessung (TIC2) vorgenommen. (In einer anderen Variante der Erfindung kann die Messung oberhalb des Zwischenabzugs 28 vorgenommen werden.) In Abhängigkeit vom aktuellen Messwert wird über eine Steuerleitung 53 die Flüssigkeitsmenge eingestellt, die über Leitung 28/29 aus der Mischsäule abgezogen wird. Hierdurch kann das Konzentrationsprofil innerhalb der Hochdrucksäule und damit die Zusammensetzung des an Kopf abgezogenen unreinen Drucksauerstoffs 24/25 geregelt werden. Irrespective of this, the second variant of the invention is also implemented in the exemplary embodiment. For this purpose, a temperature measurement (TIC2) is carried out at an intermediate point 52 of the mixing column 5 , which is arranged between the intermediate draw 28 and the sump. (In another variant of the invention, the measurement above the intermediate trigger 28 can be made.) Depending on the actual measured value the amount of liquid is adjusted via a control line 53 which is withdrawn via line 28/29 from the mixing column. In this way, the concentration profile within the high pressure column and allow the composition to the withdrawn at head pressure of impure oxygen 24 / are regulated 25th
In dem Rektifiziersystem des erfindungsgemäßen Verfahrens können neben den gasförmigen Produkten auch kleinere Mengen flüssigen Sauerstoffs und/oder flüssigen Stickstoffs erzeugt werden. In the rectification system of the method according to the invention, in addition to the gaseous products also smaller amounts of liquid oxygen and / or liquid Nitrogen are generated.
Analog zur ersten Variante kann grundsätzlich eine Temperaturmessung in einer Trennsäule zur Regelung der Reinheit eines oder mehrerer Produkte dieser Säule, insbesondere im Wege der Einstellung der Rücklaufmenge, eingesetzt werden. Analogous to the first variant, a temperature measurement in one Separation column to regulate the purity of one or more products of this column, in particular by setting the return flow quantity.
Der Grundgedanke der Erfindung ist auch auf Hochrein-Anlagen zur Gewinnung von hoch reinem Stickstoff oder hoch reinem Sauerstoff anwendbar. Die Temperaturmessung erfolgt dabei an geeigneter vorgelagerter Stelle. Dadurch kann man eine kostengünstige Abschaltung von diskontinuierlich arbeitenden Analysatoren (zum Beispiel Gaschromatographen) erreichen. Auch Einsäulen-Verfahren zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung können mit Hilfe einer Temperaturmessung innerhalb der Säule geregelt werden. The basic idea of the invention is also on high-purity plants for the extraction of high purity nitrogen or high purity oxygen applicable. The Temperature measurement is carried out at a suitable upstream location. This can an inexpensive shutdown of batch analyzers (for example gas chromatographs). Also one-column process for Nitrogen-oxygen separation can be done using a temperature measurement inside the pillar.
Die hier gezeigten Beispiele stellen prozesstechnische Regelungen dar. Die Abschaltung der Produkte erfolgt vorzugsweise weiterhin über Analysatoren. The examples shown here represent process engineering regulations The products are preferably still switched off via analyzers.
Unabhängig von der auf Temperaturmessungen gestützten prozesstechnischen Kontrolle beziehungsweise Einstellung kann auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Überwachung beziehungsweise Abschaltung der Produkte über Analysatoren erfolgen. Regardless of the process engineering based on temperature measurements Control or adjustment can also be carried out with the inventive Procedure for monitoring or switching off the products Analyzers are done.
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011116871A2 (en) | 2010-03-26 | 2011-09-29 | Linde Aktiengesellschaft | Device for the cryogenic separation of air |
| WO2011116981A2 (en) | 2010-03-26 | 2011-09-29 | Linde Aktiengesellschaft | Device for the cryogenic separation of air |
| EP2503269A1 (en) | 2011-03-25 | 2012-09-26 | Linde Aktiengesellschaft | Device for cryogenic decomposition of air |
| EP2505947A1 (en) | 2011-03-29 | 2012-10-03 | Linde Aktiengesellschaft | Method and device for producing float gas |
| DE102011015429A1 (en) | 2011-03-29 | 2012-10-04 | Linde Ag | Method involves for operating rebox burner, involves removing gaseous oxygen stream from upper region of mixing column and leading out oxygen product used for production of gas mixture |
| DE102012021694A1 (en) | 2012-11-02 | 2014-05-08 | Linde Aktiengesellschaft | Process for the cryogenic separation of air in an air separation plant and air separation plant |
| DE102013002094A1 (en) | 2013-02-05 | 2014-08-07 | Linde Aktiengesellschaft | Method for producing liquid and gaseous oxygen by low temperature separation of air in air separation system in industrial application, involves feeding feed air flow to portion in mixed column and to another portion in separating column |
| DE102015015684A1 (en) | 2015-12-03 | 2016-07-21 | Linde Aktiengesellschaft | Process for the cryogenic separation of air and air separation plant |
| EP3179186A1 (en) | 2015-12-07 | 2017-06-14 | Linde Aktiengesellschaft | Method for obtaining a liquid and a gaseous oxygen-rich air product in an air breakdown apparatus and air breakdown apparatus |
-
2002
- 2002-04-17 DE DE2002117093 patent/DE10217093A1/en not_active Withdrawn
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011116981A2 (en) | 2010-03-26 | 2011-09-29 | Linde Aktiengesellschaft | Device for the cryogenic separation of air |
| DE102010012920A1 (en) | 2010-03-26 | 2011-09-29 | Linde Aktiengesellschaft | Apparatus for the cryogenic separation of air |
| WO2011116871A2 (en) | 2010-03-26 | 2011-09-29 | Linde Aktiengesellschaft | Device for the cryogenic separation of air |
| US9228778B2 (en) | 2011-03-25 | 2016-01-05 | Linde Aktiengesellschaft | Device for the low-temperature separation of air |
| EP2503269A1 (en) | 2011-03-25 | 2012-09-26 | Linde Aktiengesellschaft | Device for cryogenic decomposition of air |
| DE102011015233A1 (en) | 2011-03-25 | 2012-09-27 | Linde Ag | Apparatus for the cryogenic separation of air |
| EP2505947A1 (en) | 2011-03-29 | 2012-10-03 | Linde Aktiengesellschaft | Method and device for producing float gas |
| DE102011015430A1 (en) | 2011-03-29 | 2012-10-04 | Linde Aktiengesellschaft | Method and apparatus for producing flat gas |
| DE102011015429A1 (en) | 2011-03-29 | 2012-10-04 | Linde Ag | Method involves for operating rebox burner, involves removing gaseous oxygen stream from upper region of mixing column and leading out oxygen product used for production of gas mixture |
| DE102012021694A1 (en) | 2012-11-02 | 2014-05-08 | Linde Aktiengesellschaft | Process for the cryogenic separation of air in an air separation plant and air separation plant |
| WO2014067662A2 (en) | 2012-11-02 | 2014-05-08 | Linde Aktiengesellschaft | Process for the low-temperature separation of air in an air separation plant and air separation plant |
| DE102013002094A1 (en) | 2013-02-05 | 2014-08-07 | Linde Aktiengesellschaft | Method for producing liquid and gaseous oxygen by low temperature separation of air in air separation system in industrial application, involves feeding feed air flow to portion in mixed column and to another portion in separating column |
| DE102015015684A1 (en) | 2015-12-03 | 2016-07-21 | Linde Aktiengesellschaft | Process for the cryogenic separation of air and air separation plant |
| EP3179186A1 (en) | 2015-12-07 | 2017-06-14 | Linde Aktiengesellschaft | Method for obtaining a liquid and a gaseous oxygen-rich air product in an air breakdown apparatus and air breakdown apparatus |
| EP3179187A1 (en) | 2015-12-07 | 2017-06-14 | Linde Aktiengesellschaft | Method for obtaining a liquid and a gaseous oxygen-rich air product in an air breakdown apparatus and air breakdown apparatus |
| CN107131718A (en) * | 2015-12-07 | 2017-09-05 | 林德股份公司 | Liquid and the method and air separation equipment of gaseous state oxygen-enriched air product are obtained in air separation equipment |
| CN107131718B (en) * | 2015-12-07 | 2020-12-22 | 林德股份公司 | Method for obtaining liquid and gaseous oxygen-enriched air products in air separation plant and air separation plant |
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