NO824107L - Kryogenisk luftseparasjon. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt kryogen luftsepara-sjon og mere spesielt fremstilling av argon ved kryogen separasjon av luft.

Argon er en-meget brukbar inert gass som tidligere er benyttet for mange anvendelser, slik som i lyspærer, ved sveising av metaller, og for forskjellige metallurgiske forhold. Ca. 1%

av den atmosfæriske luft er argon. Argon fremstilt kommersi-elt i kryogene luftseparasjonsanlegg som også fremstiller oksygen og nitrogen. I den senere tid har behovet for oksygen øket drastisk, -hovedsakelig på grunn av anvendelsen av argon ved raffinering av rustfrie og andre stål.

Tidligere ble mange luftseparasjonsanlegg bygget for stålin-dustrien for tilførsel av oksygen ved stålproduksjon. Disse anlegg befant seg ofte nær stål fremstillingspunktet, og var konstruert spesielt for dette. Fordi oksygenbehovet ikke var høyt,r ble mange slike eldre luftseparasjonsanlegg bygget uten muligheter for utvinning av argon. Disse luftseparasjonsan-leggene er en potensiell argonkilde. Imidlertid har omdanning av et luftseparasjonsanlegg som ikke var bygget for å gjenvinne argon, til et som kan gjenvinne argon, vært vanskelig å oppnå, primært på grunn av kolonnearrangementene i slike ikke-argon-anlegg, og moderne argonfremstillingsanlegg er heller forskjellige. Omdanning av et eksisterende kun oksygen-luft separasjonsanlegg til et som har argon-muligheter, ville med-føre vesentlige utstyrsmodifikasjoner og omkostninger.

For økonomisk retrotilpasning av slike kun oksygenanlegg,

til også å fremstille argon, kreve|" videre at forskjellige andre kriterier møtes. For det første bør det ytterligere ar,gonutvinningssystemet være slik at produksjonstapet i det eksisterende anlegg minimaliseres under installering av argon-utvinningsutstyret. For det andre, bør retrotilpasningssystemet være slik at det gir råargon-produkt som er kompatibelt med eksisterende argon-raffineringsutstyr. For det tredje,

bør retrotilpasningssystemet ikke på vesentlig måte avvike fra

driften av det eksisterende luftanlegget. Det er også ønskelig at systemet som produserer ytterligere argon, utvinner en høyere prosentandel av den tilgjengelige argon.

Som et resultat av dette, er det en gjenstand for foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret argonutvinningsprosess som er kompa^ajtibel med eksisterende kryogene ikke-argon luftseparereringsanlegg.

Ytterligere en gjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en retrotilpasnings-argonutvinningsprosess som minimaliserer produksjonstap ved eksisterende luftsepareringsanlegg under installering av argonutvinningssystemet.

Ytterligere en gjenstand for oppfinnelsen, er å tilveiebringe en argonutvinningsprosess som er istand til å utvinne en høy-ere prosentandel tilgjengelig argon.

Ytterligere en gjenstand ved oppfinnelsen er å tilveiebringe en forbedret prosess som produserer råargonprodukt som er kompatibelt med eksisterende argonraffineringssystemer.

Ytterligere en gjenstand for oppfinnelsen er å tilveiebringe en retrotilpasnings-argonutvinningsprosess som ikke i vesentlig grad reduserer oksygenutvinningen ved et eksisterende luftseparasjonsanlegg.

De ovenfor anførte og andre gjenstander som lett vil være åpen-bare for fagmannen, oppnås ifølge foreliggende oppfinnelse av hvilken et trekk omfatter:

En fremgangsmåte for fremstilling av oksygen ved separering

av luft der luft mates til et oksygenfremstillingsanlegg omfattende en høytrykkskolonne i varme vekslingsforbindelser med en.. lavtrykkskolonne, hvori damp og væskestrøm motstrøms kommer i kontakt for å bevirke separering, og der forbedring-ene omfatter:

(A) Avtrekking fra lavtrykkskolonnen en strøm med en strøm» ningsmengde på ca. 3 - 9% av tilmatningsluften, idet strømmen omfatter fra ca. 10 - 18% argon, høyst ca. 0,5% nitrogen og resten primært oksygen; (B) Tilførsel av nevnte strøm som råstoff til en argonkolonne med en toppkondensator og en bunnkondensator, og som drives av en uavhengig varmepumpekrets, omfattende følgende trinn: (1) Tilføring av avkjølt, komprimert varmepumpefluid som damp til en varmeveksler der den av-kjøles til en høytrykks kald tilstand, (2) Tilføring av nevnte høytrykks kalde damp til nevnte bunnkondensator, der den kondenseres til en væske, (3) Å ekspandere den flytende varmepumpefluid og tilførsel av denne til toppen av kondensatoren der den fordampes, (4) Avtrekking av varmepumpefluid som damp fra argonkolonnen og tilførsel til nevnte varmeveksler i trinn (1) der den oppvarmes; (C) Å separere nevnte råstoff i argonkolonnen ved rektifisering til en argonrik fraksjon og en oksygenrik fraksjon;

(Dl Avtrekking av nevnte argonkolonne av minst en andel av nevnte argonrike fraksjon som produktråargon, inneholdende minst 9 6 mol-% argon; og

(E) Avtrekking av minst en andel av nevnte oksygenrike fraksjon som produktoksygen med en oksygenkonsentrasjon på minst

99 mol-%.

I et annet aspekt, omfatter oppfinnelsen:

En apparatur for fremstilling av oksygen ved separering av luft, omfattende en høytrykkskolonne i varmevekslingsforbind-elser med en lavtrykkskolonne, idet forbedringen omfatter: (A) En kolonne for fremstilling av argon, forbundet med nevnte lavtrykkskolonne ved egnede midler, og med en toppkondensator og en bunnkondensator; (B) Midler for å sammenpresse et varmepumpefluid; (C) En varmevekslerinnretning for å avkjøle nevnte komprimerte varmepumpefluid før tilførsel til nevnte bunnkondensator der det gjøres flytende; (D) Midler for overføring av flytende varmepumpefluid til nevnte toppkondensator, der det fordampes; og

(E) Midler for å overføre det dampformige varmepumpefluid

til nevnte varmevekslerinnretninger for oppvarming.

Uttrykket kolonne benyttes for å bety en destillasjons- eller fraksjoneringskolonne, dvs. en kontaktkolonne eller sone der væske- og dampfaser i motstrøm bringes i kontakt for å bevirke separering av en fluid blanding, slik som f.eks. ved kontakt mellom damp og flytende fase på en serie vertikalt anordnede nivåer eller plater montert i kolonnen, eller alter-nativt på pakkeelementer som kolonnen er fylt med. For en utvidet diskusjon av dette, skal det henvises til "Chemical Engineer's Handbook," 5. utg. utgitt av R.-H.Perry og C.H. Chilton, McGraw-Hill Book Company, Nev/York, avsnitt 13, "Distillation", B.D. Smith et al., side 13-3,."The Continua-tion Distillation Process".

Uttrykket dobbeltkolonne benyttes å mene en høytrykkskolonne som har sin øvre ende i varmevekslingsforbindelse med-den nedre ende av en lavtrykkskolonne. Eksempler på en dobbeltkolonne opptrer hos Ruhemann, "The Separation of Gass", University Press, 1949.

Uttrykket varmepumpekrets benyttes for å angi et resirkulerende fluidarrarigement hvorved varme fjernes ved lavere temp eratur og tilføres høyere temperatur. Vanligvis medfører varmepumpearrangementet fordampning av resirkulerende fluid (eller arbeidsmedium) for å fjerne varme, og kondensasjon av fluidet for å tilføre varme.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til de ledsagende tegninger, hvori: Fig. 1 er et.skjematisk flytdiagram som viser en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen,

fig. 2 er et skjematisk flytdiagram som viser kolonnearrangementet for et kryogent luftsepareringsanlegg kun for oksygen,

fig. 3 er et skjematisk flytdiagram som viser kolonnearrangementet for et konvensjonelt oksygen-argon anlegg, der argon-utvinningstrekket ble konstruert fra anleggets påbegynnelse,

fig. 4 er et skjematisk flytdiagram som viser prosessarrangementet for et. konvensjonelt argonraffineri,

fig. 5 er et skjematisk flytdiagram som viser retrotilpasning-prosessen for argonutvinning ifølge foreliggende oppfinnelse i et multiplan-anlegg,

fig..6 er et skjematisk flytdiagram som viser flere kjøle-muligheter for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og

fig.7 er et skjematisk flytskjema som viser dobbeltmatestrøm-muligheten for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte og et apparatur for fremstilling av argon ved modifisering av eksisterende kryogene luftsepareringsprosesser, og anlegg som fremstiller oksygen, og som tillater økonomisk utvinning av argon. Prosessen og apparaturen ifølge oppfinnelsen tilveiebringer argon i en renhet på minst 96 mol-%, og tillater så ledes dennes relativt enkle anvendelse i eksisterende argon-raffinerier. Fremgangsmåten og apparaturen ifølge oppfinnelsen tilveiebringer også oksygen i en renhet på minst 99 mol-% og tillater således dennes direkte blanding med produktet fra de eksisterende anlegg kun for oksygen.

Den forbedrede fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen benytter en ytterligere to-avsnitt råargon-kolonne som drives av en uavhengig varmepumpesyklus. Kolonneråstoffet tas fra et punkt i det eksisterende luftsepareringsanlegg i lavtrykkskolonnen og er i det vesentlige en argon-/oksygenblanding med minimalt nitrogeninnhold. Denne råstoffstrøm separeres i argonkolonnen i to produktstrømmer. En produktstrøm som tas fra bunnen av argonkolonnen, er en produktoksygenstrøm med en sammensetning tilsvarende den produktoksygenstrøm som tas fra hovedluftsepa-reringsanleggets lavtrykkskolonne. Den andre produktstrøm er et råargonprodukt med sammensetning som er kompatibel med eksisterende argonraffineringssystemer.

Argonkolonnesystemet kan inkludere en kuldekilde som f.eks. enten kan få tilsatt flytende nitrogen i toppkondensatoren i argonkolonnen, eller et annet egnet punkt i varmepumpekretsen, eller det kan være flytende oksygen i bunnkondensatoren i kolonnen, eller avkjølingen kan tilveiebringes ved en turbinekspansjon av endel av sirkulerende fluid i varmepumpekretsen. Kuldekilden og de midler ved hjelp av hvilke kulde tilveiebringes til argonkolonnesystemet, er en ingeniøroppgave godt innenfor kompetansen for fagfolk i denne teknikk, og vil bl.a. avhenge av tilgjengeligheten av utstyr og væsketilførselsmulig-hetene.

Råstoff i argonkolonnen tas fra hovedluftseparasjonsanleggets lavtrykkskolonne, og et punkt over bunnen eller produktoksygen-punktet. Matemengden som overføres til argonkolonnen vil ligge innen området 3 til 9 volum-% av tilmatningen til hoved-luf tseparasjonsanlegget eller oksygenfremstillingsanlegget,

.fortrinnsvis fra 5 til 7%. Matestrømmen tas fra lavtrykks-

kolonnen i et punkt slik at sammensetningen er fra 10 til 18, og fortrinnsvis fra 12 til 16 % argon. Nitrogeninnholdet i råstoffstrømmen bør ikke overskride 0,5%, og utgjør fortrinnsvis ikke mer enn 0,2%. Resten av matestrømmen består hovedsakelig av oksygen.

For på tilfredsstillende måte/å drive argonkolonnen og å oppnå egnet renhet både for råargon- og oksygenproduktet, sirkule-rer varmepunktstrømkretsen 3 til 7 ganger matestrøm-strømn-ingshastigheten, fortrinnsvis 4 til 5 ganger denne. Ethvert tilgjengelig fluid kan benyttes som varmepumpefluid, inkludert nitrogen, oksygen, argon, råargon-blanding, eller ren og tørr luft. Det foretrukne varmepumpefluid er nitrogen.

Den forbedrede fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser en foretrukket utførelsesform av prosessen og apparaturen ifølge oppfinnelsen. Kun kolonneavsnittene av det eksisterende oksygen-kun luft separeringsanlegg er vist fordi alle andre avsnitt, slik som varmevekslere og dermed forbundet varmt.utstyr, ikke påvirker prosess- og apparaturkombinasjonen ifølge oppfinnelsen. Imidlertid er alle prosessavsnitt i' det til-byggede argonutvinningsopplegg vist for helt ut å forklare arrangementet. For hovedluftsepareringsanlegget er det vist en høytrykkskolonne 1 kombinert med en lavtrykkskolonne 2,

og en forbindende kondensatorenhet 3. En mateluftstrøm 4 kommer inn i kolonnedelen under høytrykk i bunnen av høy-trykkskolonnen. Denne høytrykksluft[er) forseparert i lav-trykkskolonnedelen V*i en "shelf" væske 9*.og en kjelevæske 1-0. Dampen 6 fra toppen av kolonnedelen V kondenseres i kon-densatorenheten 3 til væskestrømmen 7. Denne flytende strøm deles deretter slik at en del 8 benyttes som tilbakeløp for høytrykkskolonnen, mens den gjenværende del 9 benyttes som tilbakeløp for toppen av lavtrykkskolonnen. Disse væske-strømmer som overføres fra høytrykkskolonnen til lavtrykkskolonnen, kan underkjøles ved eksisterende strømmer, men dette er ikke'vist i detalj. Tilbakeløpsstrømmen 9 ekspande-

res gjennom ventilen 10 til toppen av den øvre kolonne, mens tilbakeløpsstrømmen 5 ekspanderes gjennom ventilen 11 flere nivåer lavere. De to væskestrømmer og lavtrykksluftstrømmen 13 som hyppig angis som turbinluftfraksjonen fordi den benyttes, for avkjøling av luftsepareringsanlegget, kommer inn i lavtrykkskolonnen og^separeres til en produktstrøm 14 og en avløpsstrøm 12. Tilsætningene til hovedkolonnen inkluderer avtrekking av strømmen IM fra den øvre kolonne og tilbakefør-ing, av strømmen 15 til produktoksygen. Disse to strømmer er nødvendige for å omdanne det eksisterende ikke-argon produser-ende anlegg til et argonproduserende anlegg, via fremgangsmåten og apparaturen ifølge oppfinnelsen. Matestrømmen 17

er en strøm som inneholder relativt meget argon, mens så og si all gjenværende komponent er oksygen. Kun en liten del av strømmen 17 er nitrogen. Den tilbakegående strøm 15 er en dampstrøm av produktoksygenkvalitet, slik at den kan kombineres med 14 for å utgjøre det kombinerte produktoksygen 16 som har de produktoksygenspesifikasjoner som vanligvis er egnet for direkte anvendelse.

Når det gjelder hjelpekolonnedelen i systemet, trer matestrøm-men 17 fra lavtrykkskolonnen i hovedanlegget inn på et midtre punkt av en hjelpekolonne 18. Deri primært argon- og oksygen-holdige matestrøm 17, separeres i to produktkvalitetsstrømmer. Den første strøm tas fra bunnen av hjelpekolonnen og er av en renhet, slik at den kan tilføres til produktoksygenet i hovedanlegget. Denne strøm 15 tilbakeføres derved til hovedoksygen-anlegget på et punkt nedstrøms produktoksygenavtrekningen fra den eksisterende lavtrykkskolonne. Den andre produktstrøm 38 er råargonproduktet. Denne produktstrøm inneholder i det vesentlige all tilstedeværende argon i matestrømmen 17 sammen, med i det vesentlige alt mindre nitrogeninnhold i denne strøm, og noe minimalt oksygeninnhold. Råargonproduktstrømmen har renhetsspesifikasjoner som er sammenlignbare med de som vanligvis "oppnås fra konvensjonelle luftseparasjonsanlegg for argonfremstilling.

Driftsmåten for hjelperåargonkolonnen for å- bevirke separasjon av matestrømmen 17, kan bedre forstås ved å beskrive varmepumpekretsen. Egnet fluid, slik som nitrogen komprimeres av en kompressor 23 ved omgivelsestemperatur, og før^s deretter til vannkjøleren 24 for a tilbakeføre høytrykksg.ampj til omgivelsesbetingelser ^sammen med^strømmen 25. Denne strøm avkjøles ved varmeveksleren 22 til en høytrykks kald-tilstand som strøm 26. Denne strøm passerer til kondensatoren 19 ved bunnen av argonkolonnen, der den kondenseres ved å avgi sitt kondensasjonsvarmeinnhold og derved jttX£lyktige^ flytende oksygen ved bunnen -av kolonnen. Denne kondensasjons-kokevirkning tjener til å danne damp-tilbakeløp for bunnen av råargonkolonnen. Høytrykksvæskestrømmen 27 ekspanderes i ventilen 28 og føres deretter til en topptilbakeløpskondensator via rørled-ningen 29.. I denne tilbakeløpskondensator, blir væsken for-dampet og forlater denne kondensator Via rørledningen 32, slik at den kan tre inn i varmeveksleren 22 for gjenoppvarming til lavtrykks omgivelsestilstand som strømme^33. Kondensatoren 20 som befinner seg i lavtrykkskammereyi på toppen av argonkolonnen, benyttes for å kondensere kolonnedamp 36 fra toppen av råargonkolonnen, som deretter passerer gjennom rør-ledningen 37 til væske-dampseparatoren 21. Denne separator holder tilbake væsken og fører den gjennom rørledningen 39 som tilbakeløp til toppen av råargonkolonnen, mens gjenværende damp fjernes gjennom rørledningen 38 som råargonprodukt. Det spesielle arrangement som vises for toppkondensatoren 20 og den tilhørende væske-dampseparator 21, er ønskelig for denne anvendelse, fordi den forhindrer oppbygning av ikke-kondenserbart nitrogen i kondensatoren. « Strømningskretsen som er vist, fører til å fjerne dette(oks#gen fråg raargon-produktstrømmen .38. Selv om imidlertid dette viste arrangement er ønskelig, er det ikke nødvendig. Råargonproduktet 38 kan fjernes som en del av stigende kolonnedampstrøm 36. Den gjenværende del vil så helt og holdent kondenseres i kondensatoren 20 og tilbakeføres som tilbakeløpsvæske til separasjonskolonnen. Som angitt før, kan lavtrykks omgivelses-strøm som ved 33 deretter komprimeres av kompressoren 23, og derved tilveiebringe den nødvendige varme og avkjøling for å drive råargonkolonnen. Denne varmepumpekrets er istand til å tilføre^ varme ved bunnen og kulde ved toppen av kolonnen, men tilfører ikke som hovedbasis^ kulde som kan være nødvendig for å holde hele systemet ved lavt nivå for driftstemperaturen. Å holde systemet ved lave driftstemperaturnivåer, kan nåes ved å tilføre væske slik som ved 30 (og hvis nødvendig, gjennom ventilen 31, avhengig av kondensatortrykknivåene). Væsken som tilføres.toppen av kondensatoren, vil fordampes som be-stemt ved varmeinnløpet fra atmosfæren, og dampen kombineres deretter med fluid gjennom forbindelsesledningen 29 til ut-løpsledningen 32. Avhengig av fluidutettheter i det eksisterende utstyr og varmetap for tilkoblet utstyr, kan noe av det flytende fluid som tilføres, luftes ut ved egnet kontroll som vist ved rørledningen 32. Dette utluftingsarrangement for overskytende fluid fra den tilkoblede krets via en utlufting

i varmen, er fordelaktig i det aljL tilgjengelig kulde fra anlegget, dvs. både latent og følbar varme, benyttes for å opprettholde systemet ved det kalde driftstemperaturnivået. Systemet som vist i fig. 1 viser alle de vesentlige elementer

for fremgangsmåten og apparaturen ifølge oppfinnelsen, og slik det skal vises senere, har dette den fordel at man minimalise-' rer eksisterende ^rodjA±n^vå^ for det eksisterende luftsepareringsanlegg, maksimaliserer råargonproduktutvinningen og den

ønskelige stabile drift.

For helt ut å forstå fordelene ved den forbedrede prosess ifølge oppfinnelsen, er det nyttig å beskrive kolonnekonfigurasjonen for et konvensjonelt anlegg kun for oksygen, og å sammenligne dette med en konvensjonell kolonnekonfigurasjon for et oksygen-argon anlegg. Fig. 2 viser kolonnedelen for et konvensjonelt anlegg kun for oksygen. Anlegget består av en høytrykkskolonne 50 kombinert med en lavtrykkskolonne 51. De to kolonner er forbundet via en hovedkondensator 52. Høy-trykksluft trer inn i den nedre kolonne ved 53 og separeres i en dampstrøm 54 med høyt nitrogeninnhold, og en strøm 58

med' høyt oksygeninnhold. Strømmen 54 kondenseres i kondensa-

toren 52, og trer ut av denne enhet som en flytende strøm 55. Denne flytende strøm splittes i to andeler. En del 57

benyttes som tilbakeløp for høytrykkskolonnen, mens den andre del 56 overføres til toppen av lavtrykkskolonnen etter ekspan-sjon gjennom ventilen 60. Fraksjonen 58 med høyt oksygeninnhold ekspanderes gjennom ventilen 59 ved et lavere punkt i lavtrykkskolonnen. På et ennu lavere punkt, blir lavtrykksluft £2 matet til øvre kolonne, [penne lavtrykksluft \ l mates til den øvre kolonne?] Denne lavtrykksluft f2 eller turbinluftfraksjonen, er den fraksjon av råstoffluften som turbin-ekspanderes i varmevekslerdelen av anlegget for å tilveiebringe kulden for luftanleggét. Alle 3 råstoffdeler i lavtrykkskolon-en, de to flytende strømmer og den ene fordampede, separeres til to.strømmer. Den ene strøm 6 3 blir produktoksygenstrømmen og treHes av fra bunnen av lavtrykkskolonnen, mens den andre strøm 61 så er spill strømmen og føres til toppen av kolonnen. Ikke viste varmevekslere kan underkjøle flytende tilbakeløps-strømmer mellom høytrykks- og lavtrykkskolonnene. Som vist er kolonnekonfigurasjonen for et luftsépareringsanlegg kun for oksygen, dvs. at det ønskede produkt fra anlegget er gassformig oksygen med den høye renhet som vanligvis er nød-vendig for industriell drift. Det kan ses at dette kolonne-delarrangementet benytter 3 seksjoner for den øvre kolonne

I, II og III, og en seksjon for den lavere kolonne IV.

Et konvensjonelt kolonnearrangement som benyttes for et oksygen- og argonproduserende anlegg, er vist i fig. 3. Slik det fremgår fra fig. 3, benytter dette arrangement en høytrykks-kolonhe 70 kombinert med en lavtrykkskolonne 71, forbundet med en kondensatorenhet 74. Tilføyelsen som er nødvendig for å gi et argonprodukt, er en råargonkolonne 72. Høytrykks-luft. 75 trer inn ved bunnen av den nedre kolonne, og beveger seg gjennom en skåldel, slik at dampstrømmen 77 med høyt nitrogeninnhold trer inn i varmeveksleren 74, og trer ut som kondensert væske 78. Den kondenserte, flytende strøm deles i to deler, en tilbakeføres som tilbakeløp 7 9 for høytrykks-kolonnen, mens den andre 80 overføres som tilbakeløp til top pen av lavtrykkskolonnen. Selv om tilbakeløpsstrømmen med høyt nitrogeninnhold ekspanderes gjennom ventilen 81 til toppen av den øvre kolonne, som for anlegget kun for oksygen, overføres tilbakeløpsstrøm med høyt oksygeninnhold fra bunnen av høytrykkskolonnen til kondensatoren 7 3 ved toppen av råargonkolonnen. Den ekspanderes gjennom ventilen 89 og fordampes partielt i kondensatoren 73 før den tilføres til lavtrykkskolonnen som en strøm 88 som en blanding av væske og damp. Lavtrykkskolonnen har QlJ en lavtrykks luf ttilmatning 83 som er den fraksjon av luften som benyttes for anleggsav-kjøling. Imidlertid er lavtrykkskolonnen modifisert sammen-lignet med situasjonen kun for oksygen, idet det er to ytterligere matepunkter mellom lavtrykksluftstrømmen 83 og produkt-oksygenstrømmen 84. På et mellomliggende punkt, trekkes en dampråstroffstrøm 85 fra lavtrykkskolonnen og mates til bunnen av råargonkolonnen 72, der den anrikes til et høyt argon-"innhold på toppen av kolonnen 72. På toppen av denne kolonne blir noe av denne damp kondensert i enheten 73 for å tjene som tilbakeløp for kolonnen, mens den gjenværende fraksjon av dampen trekkes av som råargonprodukt 87. Tilbakeløpsstrømmen fortsetter ned bunnen av kolonnen 72, og gjeninnføres der til lavtrykkskolonnen som strømmen 86. På totalt kombinert basis, gir systemet en produktoksygenstrøm 84 fra lavtrykkskolonnen, en råargonproduktstrøm 87 fra argonkolonnen, og en spillstrøm 82 fra toppen av lavtrykkskolonnen. Det ses at dette arrangement krever en lavtrykkskolonne med 4 avsnitt, I, II, III og IV, og en høytrykkskolonne med en seksjon V i tillegg til en ytterligere argonkolonne med en enkelt seksjon VI. Denne konvensjonelle oksygen-argon kolonne-konfigurasjon tillater separasjon av luftråstoff til oksygen- og argonprodukter under anvendelse kun av indre prosesstrømmer og er et effektivt separasjonssystem.

Ved å sammenligne den konvensjonelle kolonnekonfigurasjon kun for oksygen med den konvensjonelle konfigurasjon for oksygen-argon, kan det ses at kolonnearrangementet for de to systemer er heller forskjellige. Slik det skal vises nedenfor,.' gjør de ytterligere matestrømmer som forbinder argonkolonnen med hovedluftseparasjonsanlegget det ikke attraktivt å bygge om kolonnekonfigurasjonen kun for oksygen til den konvensjonelle konfigurasjonen for oksygen-argon kolonnen.

Råargonproduktet 87 som fremstilles fra den konvensjonelle oksygen-argon kolonne, kan forbedres som vist i fig. 4.

Som vist, blir råargonstrømmen 107 oppvarmet i varmeveksleren 100 til betingelser for lavt trykk og omgivelsestemperatur slik som ved 108. Denne lavtrykksdamp komprimeres deretter

av kompressoren 101 og avkjøles av en ikke vist vannkjøler, slik at den befinner seg ved høytrykksomg.ivelsesbetingelser ved 109. På deJ&e punkt blir en liten hydrogenstrøm tilført og den kombinerte hydrogen-råproduktstrøm 111 tilføres til en katalyt^isk reaktor 102. L.'1 denne reaktor.*, omsettes hydrogen-og oksygen-innholdet i råargonproduktet, slik at den eksisterende strøm 112 ikke inneholder fritt oksygen, men istedet er fuktighet sholdig.. Denne fuktighet fjernes deretter i en tørker 103,. slik at strømmen 113 kun inneholder argon og nitrogen

(og evt. et visst overskudd hydrogen). Strømmen avkjøles deretter i en varmeveksler 100, slik at den kalde høytrykksstrøm 114 deretter kondenseres i kondensatoren 106, og væsken 115 ekspanderes gjennom ventilen 116, og føres gjennom en rørledn-ing 117 som råstoff til en nitrogenfjerningskolonne 104. Denne kolonne kjøles ved toppen med flytende nitrogen 118,som over-føres i en kondensator 105 til kald nitrogengass 119. Kombi-nasjonen av argon-nitrogen strømmen som kondenserer i bunnen av kolonnen 104 og den flytende nitrogenkjøling på toppen, tjener til å drive kolonnen slik at nitrogen avvises ved 120, og flytende argon med høy renhet kan fjernes ved bunnen av kolonnen som strømmen 121.

Minst to fordeler ved fremgangsmåten og apparaturen ifølge oppfinnelsen er vist skjematisk i fig. 5. Denne fig. viser tilføyelse av hjelpekolonnen for argonutvinningsprosessen Jog -apparaturenj ifølge oppfinnelsen i et anlegg som kombinerer et eksisterende separeringsanlegg 131 for kun oksygen og luft, og et eksisterende oksygen-argon-luft separeringsanlegg 130. Evnen til dette hjelpekolonnesystemet ifølge oppfinnelsen for å fremstille råargon 135 med i det vesentlige samme renhet som de/ konvensjonelle argonanlegg, tillater en sentral eller felles argonraffinering for begge anlegg. Således kan råargon 135 fra hjelpekolonnen kombineres med råargon 134 fra oksygen-argon anlegget, og behandles i et felles argonraffineri 133 for å tilveiebringe raffinert/ argonprodukt 136. Deftfee trekk ved den ytterligere argonutvinningsprosess er attraktiv idet den tillater bruk av et konvensjonelt argon-raf f iner ingssy stem , eller tillater bruk av .eksisterende argon-raf f inering, slik dette allerede kan være til stede, men et eksisterende oksygen-argon anlegg på samme sted, der et anlegg! kun for oksygen skal omdannes for å gjenvinne argon.

En annen fordel ved den forbedrede prosess ifølge oppfinnelsen, er vist skjematisk i fig. 5. Som vist, er de to eneste to strømmer som forener det foreliggende hovedanlegg 131 kun for oksygen, samt hjelpeargonkolonnene 132, matestrømmen 137 og oksygenprodukter i returstrømmen 138. Dette trekk med minimale prosesstrømforbindelser mellom det eksisterende anlegg kun for oksygen, og hjelpeargonutvinningsenheten, er et eks-tremt hensiktsmessig trekk ved oppfinnelsen. Fordi strømfor-bindelsene er minimale, er det mulig å bygge retrotilpasnings-hjelpekolonneutstyret i et separat hus nær det eksisterende anlegget mens dette er i drift. Hovedoksygenluftseparerings-anlegget må stenges kun for det relativt korte tidsrom som er nødvendig for å lage de to forbindelser. Således har dette trekk den hovedsakelige økonomiske fordel at man redu-, serer produktbortfall for hovedanlegget under konstruksjon av argonutvinningsenheten. Dette vil være desto tydeligere når man sammenligner kolonnearrangementet i fig. 2 og 3.

Det ses at omdanning av en kolonnekonfigurasjon kun for oksygen til den konvensjonelle oksygen-argon kolonnekonfigurasjon ville involvere en hovedmodifikasjon av hovedseparasjons-kolonnen, og således medføre betydelig produksjonstap.

Den ytterligere fleksibilitet for hjelpeargonkolonneprosessen er vist skjematisk i fig. 6. Denne fig. viser at argonutvinningsprosessen har en betydelig fleksibilitet i forhold til kjølekilden. [r Dette] /Prosessarrangementet (er) vist i fig. 6A [som]anvender flytende nitrogen for kjøling av argonkolonnen. Som vist, er hovedluftsepareringsanlegget 140 forbundet méd hjelpekolonnematestrømmen 142, og tilbakeføringsoksygenstrøm-men 143. Det flytende nitrogenkjølemiddel.145 tilføres til toppkondensatoren i hjelpekolonnen, og tilbakeføres med strøm-men 146 gjennom varmeveksleren 148. Den varme nitrogenstrøm 150 inkluderer nitrogenen i varmepumpekretsen, og dette på grunn av tilsetning av flytende nitrogenkjølemiddel. For å opprettholde trykkbetingelsene, kan nitrogen luftes ut som ved 14 9, mens gjenværende nitrogen komprimeres av kompressoren 153, og deretter tilbakeføres under høyt trykk som strøm-men 152. Denne strøm avkjøles og trer inn som kald høytrykks-nitrogen 147, som omfatter nitrogenstrømmen som er nødvendig for å drive hjelpekolonnen. Den ytterligere argonkolonnen tilveiebringer en råargonstrøm 144 som er egnet for ytterligere behandling i et konvensjonelt argonraffineringssystem. Nitro-genutluftningen 14 9 er avhengig av forholdet mellom det^flytende nitrogenkjølemiddel som er nødvendig og lekasjen ds/til-koblede argongjenvinningsutstyret. Fordi alt praktisk utstyr har et visst tap av fluid under trykk, skulle forventes at strømmen 14 9 som luftes ut er noe mindre enn kjølemiddelstrøm-men 145 som tilføres til hjelpesystemet. Selv om tilførsel av flytende nitrogen til toppkondensatoren er foretrukket,

er det akseptabelt å tilsette væsken på et annet punkt. F.eks. kan restriksjoner i det foreliggende prosessrørsystem gjøre det ønskelig å tilføre væsken mellom toppkondensatoren og varmeveksleren for varmepumpetilbakeføringen.

En annen mulighet i forbindelse med kjøling for den ytterligere argonkolonneenhet er vist skjematisk i fig. 6B. Denne illustrasjon viser hovedanlegget 160 forbundet med den ytterligere -argonkolonne 170 ved en matestrøm 171 og oksygenretur-strøm 172. For denne prosessmodifikasjon kjøles argonkolonnen ved tilsetning av flytende oksygen 173 til bunnkondensatoren i den ytterligere argonkolonne. Denne væske kommer tilbake når den fordampes for å motvirke varmelekkasjen^ som oksygen-produktstrøm 172. Den ytterligere argonkolonne fremstiller råargon 174 egnet for ytterligere behandling. Oksygentilbake— førselen 172 er summen av det som oppnås fra matestrømmen 171

okg luddeen rer fovrdaarmmpepedume pkekj^r e]^r ss^enr>ø{jme^rxl/v7/ar. mevI ek hesnl heor ld 17t7 iol g dkeotmtper, esinso-ren 181 [Inkluderer] kald nitrogendamp 175 fra kolonnen som varmes opp i varmeveksleren til varm tilstand 178. Deretter blir nitrogentilførsel 179 tilsatt slik at den kombinerte strøm 180 komprimeres til betingelser med høyt trykk og høy temperatur 182. Etter vannkjøleren, blir høytrykks- og omgivelsestemperatur s tr ømmery 183 deretter avkjølt til høytrykks kalde betingelser 17^vtil kondensatoren i den ytterligere argonkolonne. Den friske nitrogentilførsel 179 vil være nødvendig for å motvirke utstyrslekkasje i nitrogenvarmepumpekretsen. Nitrogenstrømmen 179 kan oppnås fra enhver hensiktsmessig kilde., slik som en nitrogenrørledning-funderjtrykk i anleggs-komplekset, eller som en del av en hvilken som helst tilgjengelig nitrogenstrøm fra hovedluftsepareringsanlegget.

Fig. 6C viser skjematisk ytterligere en kjølemulighet for den ytterligere argonkolonne. Hovedanlegget 190 er forbundet med denne argonkolonne 191 via matestrømmen 192 og oksygentilbake-føringsstrømmen 193. Råargon 196 føres for ytterligere behandling i en konvensjonell argonraffineringsenhet. Denne kjølemulighet bruker ikke væsketilsetning til den ytterligere argonkolonne, istedet benyttes en turbinekspansjon av sirkulerende fluid innarbeidet i varmepumpesløyfen. Nitrogen komprimeres av kompressoren 2 0$ for å tilveiebringe en nitro-genstrøm 2 0# med høyt trykk og høy temperatur som avkjøles i .en vannkjøler til betingelser som i 2 07 med høyt trykk og omgivelsesbetingelser. Denne strøm avkjøles partielt gjennom varmeveksleren 201 hvoretter en del av denne strøm 200 fjer-, nes fra varmeveksleren, og ekspanderes 199 for. å tilveiebringe en lav-temperatuiv^lSS . Den gjenværende høytrykks-nitrogenstrøm avkjøles og trer som strømmen 195 inn i konden satoren i den ytterligere argonkolonne. I kolonnen driver denne strøm bunnkokeren og toppkondensatoren og trer ut som en lavtrykks kaldstrøm 194. Den^ejkalde strøm fra ekspanderen tilsettes (til denne strøm, og den kombinerte strøm 197 oppvarmes deretter igjen i varmeveksleren 201 til omgivelsestemperatur 202. Nitrogenoppfriskningsstrømmen 203 tilsettes for å

motvirke utstyrslekkasjetap og deretter føres den kombinerte lavtrykksstrøm 204 til kompressoren i en ytterligere krets. Systemkjølingen tilveiebringes ved turbinekspansjon av strømmen i

200, og nødvendig kulde for kolonnen overføres til kolonnen ved kjøleveksling mellom strømmene 197 og 195, dvs. strømmen 195 avkjøles mer enn den ville hvis strømmen 198 ikke ble ført til returnitrogenstrømmen.

Avhengig av situasjonen for tilførsel av flytende kjølemiddel og tilgjengeligheten på turbinekspansjonsutstyr, er en hvilken som helst av de tre muligheter en egnet mulighet for kjøling av den ytterligere argonkolonne, og valget ligger innenfor fagmannens kompetanse.

l

Fleksibiliteten for den forbedrede prosess ifølge oppfinnelsen i forhold til tilmatningsbetingelsene, er vist skjematisk i fig. 7. Det foretrukne arrangement benytter en kombinasjon av hovedluftsepareringsanlegget 220 og den ytterligere argon— kolonne 226 forbundet med dampmatingslinjer 221 og en damp-oksygenreturstrøm 222. Argonkolonnen kan benytte kjølestrøm-men 223 og medføre en luftnitrogenstrøm 224, og et råargonprodukt 225. Det er mulig for argonkolonnen å benytte flytende råstoff. Som vist er hovedanlegget 230 kombinert med argon-

i

kolonnen 231 via væsketilmatning 232. Dette flytende råstoff har en tilsvarende sammensetning som gassråstoffet, men vil deretter separeres i en flytende oksygenfraksjon 235 og en råargonfraksjon 234 som eventuelt kan være gjort flytende, avhengig av tilførselen av flytende nitrogenkjølemiddel 233. Råargonfraksjonen kan fremstilles som væske hvis tilstrekke-lig flytende nitrogenkjølemiddel 233 og derved luftegass 236 var tilsatt. Imidlertid vil det være mulig å fremstille en

dampformig råargonfraksjon 234 ved tilsvarende reduksjon av tilsetningen av flytende nitrogen 233. Væskeråstoff-forbind-elsen som vises ville kunne anvendes i den situasjon der hovedanlegget kun for oksygen var en vanlig produsent av flytende oksygen. Således ville dette bety at ytterligere tilmatnings-strøm som overføres til den ekstra argonpakke, også ville være flytende, og ikke ville påvirke kuldebalansen for hovedluftsepareringsanlegget.

Fordelene ved prosessen og apparaturen ifølge oppfinnelsen kan illustreres ved å sammenligne ytelsen med en konvensjonell argonkolonneprosess og et ytterligere argonkolonnesystem tilgjengelig i den kjente teknikk. Den konvensjonelle kolonne-konf iguras jon for et luftsepareringsanlegg som fremstiller oksygen og argon, er beskrevet som vist i fig. 3. US-PS 1.880.091 beskriver bruk av en ytterligere argonkolonne for å separere en matestrøm fra lavtrykkskolonnen i hovedluftsepareringsanlegget.

For et typisk luftanlegg som behandler ca. 56600 m 3 luft/time krever et konvensjonelt system en argonkolonnetilmatning på 12 509 m /time for å tilveiebringe råargonproduktet. Argonproduktet inneholder karakteristisk ca. 97,5% argon, og ca. 1,5% oksygen og 1% nitrogen. Argonproduktrenhetsspesifikasjonene er slik at råproduktet lett kan kvalitetsforbedres til et raffinert produkt i et konvensjonelt argonraffineri. For systemet som benytter fremgangsmåten og apparaturen ifølge oppfinnelsen er argonkolonnetilmatningen ca. 322 6 m 3/time for den samme lufttilmatning, eller kun 1/4 av det som er nødven-dig i det konvensjonelle arrangement. Den ytterligere kolonne kan fremstille 2785 m 3/time oksygenprodukt med en ønsket renhet på o 99,5% oksygen samt et råargon på 442 m 3/time. Argon-produktets renhetskriterier er i det vesentlige de samme som for den konvensjonelle argonkolonne. Således er oksygen-l

og argongjenvinningen sammenlignbare med det konvensjonelle anlegg. Således kan det ses at tilføyningen av den ytterligere argonkolonne til det eksisterende anlegg kun for luft ved

bruk av oppfinnelsens lære, resulterer i en kombinert ytelse ekvivalent med det som er oppnåelig ved å benytte den konvensjonelle oksygen-argon anleggskonfigurasjon. Som tidligere diskutert, er denne ytelse tilgjengelig uten manglene i forbindelse med omdanning av kolonnekonfigurasjonen kun for oksygen til konfigurasjonen for konvensjonelle oksygen-argon kolonner .

Den ytterligere argonkolonne ifølge Pollitzer et al., slik

den drives med høytrykkskolonnenitrogendamp, behandler også

en matestrøm fra lavtrykkskolonnen i hovedanlegget. Denne strøm på igjen ca. 3226 m 3/time er flytende og resulterer i fremstilling av ca. 2 935 m 3/time flytende oksygenprodukt fra den ytterligere kolonne og ca. 292 m 3/time dampformig råargon-produkt. Råargonproduktrenheten kan være marginalt aksepter-bar for ytterligere behandling i et konvensjonelt raffineringssystem, selv om nitrogeninnholdet på 3,8% ville kreve et nitrogenfjerningsutstyr i raffineriet. Ethvert forsøk på å redusere dampavtrekk for den lavere kolonne for hjelpekolonnen, og derved noe å øke anleggsoksygenutvinningen, ville forårsake meget betydelig økning av nitrogen- og oksygenforurensningen i råargonproduktet. Et slikt såargonprodukt kan sannsynligvis ikke behandles i et konvensjonelt raffineringssystem på grunn av behovet for for mye hydrogen (for oksygenfjerning), og flytende nitrogen (for nitrogenfjerning). På en total basis, er bruken av høytrykkskolonnen en alvorlig mangel for ytelsen både av hjelpekolonnen og hovedluftsepareringsanlegget i det anleggets argonutvinning for det samme system kun er ca. 53%, og fordi videre anleggets oksygenutvinning synker til kun ca. 83%.

En sammenligning av en datamaskinsimulering for ytelsen for et system som benytter foreliggende oppfinnelse med det for en kjent ytterligere argonkolonne, dvs. ifølge Pollitzer et al., er angitt i tabell I.

En ytterligere fordel ved prosessen med ytterligere argonkolonne er vist i tabell II. Denne tabell oppsummerer en datamaskinsimuering av ytelsen for et konvensjonelt oksygen-argon anlegg, og et system som benytter fremgangsmåten og apparaturen ifølge foreliggende oppfinnelse for ellers ekvivalente anleggsdata. Tabellen tabulerer de forventede ren-heter for råstoff- og produktstrømmer forbundet med argonkolonnen for de to prosesser som en funksjon av væsketilbake-løpsforandringer. Basistilfellet er den situasjon som for ventes med stabil anleggsdrift. De to andre tilfeller bereg-ner 1% tilbakeløpsreduksjon og 1% tilbakeløpsøkning illustrer-ende for den situasjon som oppstår i forbindelse med anleggs-driftsvariasjoner, enten på grunn av normale anleggsforandrin-ger eller uventede slike. F.eks. benytter konvensjonelle luftanlegg ofte å reversere varmevekslerne for å fjerne foru-rensninger, noe som derved periodisk reverserer strømmen i varmevekslerne, og som kan forårsake et strømningsopphold i kolonnene. Videre kan dét være fluktueringer i forbindelse med justering av ekspansjonsturbinstrømmer eller andre ting som også henger sammen med vanlig anleggsdrift. Avhengig av alvorligheten av disse opphold, og uansett om de forårsa-kes av normale bedriftsprosedyrer eller uventede driftsforan-dringer, vil argonkolonnerenhetene forandres, og noen ganger forårsake at råargonprodukter ikke oppfyller de ønskede spesi-fikasjoner, noe som derved krever utlufting av råargonprodukt med det derav følgende produkttap. Således er det ønskelig at et system er stabilt under anleggsopphold for å sikre at argongjenvinningssystemet kan fortsette driften. Slik det fremgår av en undersøkelse av tabell II og som viser sammenligninger for argongjenvinningsprosess-stabiliteter, resulterer ekvivalente anleggsangivelser for det konvensjonelle system og et hjelpekolonnesystem i forbedret stabili-tet for kolonnesystemet med ytterligere argonkolonne. Når således 1%-ig tilbakeløpsreduksjon for det konvensjonelle argonsystem resulterer i et nitrogeninnhold på 16% i råargonproduktet, noe som ville kreve utlufting av argonproduktet, øker nitrogeninnholdet for den ytterligere kolonnesystem ifølge oppfinnelsen under tilsvarende forhold kun til ca. 1,6%. Dette prosentnivå for nitrogenet i råargonproduktet ville tillate fortsatt produksjon av råargon med retensjon av produktet. Det antas at bruken av nitrogenvarmepumpe-sløyfen for å drive argonkolonnen, kombinert med reduksjon i dampoverføring mellom den øvre kolonne og hjelpekolonnen, tjener til å dempe kolonnevariasjoner. I henhold til dette, har fremgangsmåten og apparaturen ifølge oppfinnelsen den vesentlige fordel at man minimaliserer renhetsvariasjoner rundt systemet som en funksjon av anleggsdriftstans og derved forventes å være istand til å forbli i produktsjon under betingelser der denne konvensjonelle kolonne måtte stanses.

Det skal påpekes at det kjente argonkolonnesystem ifølge Pollitzer ville forventes å lide under den samme instabili-tet som vist for det konvensjonelle argonsystem, fordi dette system drives av prosesstrømmer i forbindelse med hovedluft-anlegget. Således har anlegg og apparatur ifølge oppfinnelsen fordelen med sammenlignbar produktutvinning i forhold til konvensjonelle anlegg, forbedret driftsstabilitet, fleksibilitet ved eksisterende anleggsbeliggenheter og lett anleggstilpasning. Prosessen og apparaturen ifølge oppfinnelsen er en betydelig fordel for argon retrotilpas-ningssystemer.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av oksygen ved separering av luft, der luftråstoff tilføres til et oksygenpro-duksjonsanlegg omfattende én høytrykkskolonne i varmeveksl- . ingsforbindelse med en lavtrykkskolonne, hvori damp og væske strømmer i motstrøm og kontakt for å bevirke separering, karakterisert ved at den omfatter: (A) Fra lavtrykkskolonnen å trekke av en strøm i en mengde av ca. 3-9% av den for luftråstoffet, idet strøm-men inneholder fra ca. 10-18% argon, høyst ca. 0,5% nitrogen og resten primært oksygen; (B) Tilførsel av nevnte strøm som råstoff til en argonkolonne med en toppkondensator og en bunnkondensator og som drives av en uavhengig varmepumpekrets omfattende følgende trinn: 1) tilførsel av avkjølt, komprimert varmepumpefluid som damp til en varmeveksler der den av-kjøles til kald tilstand under høyt trykk, 2) tilførsel av nevnte høytrykke kalde damp til bunnkondensatoren der den kondenseres til en. væske, 3) å ekspanderer det flytende varmepumpefluid og tilførsel av dette til toppkondensatoren der det fordampes, og 4) avtrekning av varmepumpefluidet som damp fra argonkolonnen og tilførsel av dette til nevnte varmeveksler i trinn 1, der det oppvarmes; (C) Separering av nevnte råstoff i nevnte argonkolonne ved rektifisering til en argonrik fraksjon og en oksygenrik fraksjon; (D) Avtrekking fra nevnte argonkolonne av minst en andel av nevnte argonrike fraksjon som produktråargon inneholdende minst 9 6 mol-% argon; og (E) Avtrekking av minst en andel av nevnte oksygenrike fraksjon som produktoksygen med en oksygenkonsentrasjon på minst 9 9 mol-%-.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at argonkolonnedampen partielt kondenseres i toppkondensatoren og separeres i en væskedel og en dampdel, og at nevnte flytende andel tilbakeføres til argonkolonnen som tilbakeløp.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at varmepumpekretsen i tillegg omfatter til-førsel av kulde.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at kulden tilveiebringes ved tilførsel av flytende nitrogen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at matestrømmen til argonkolonnen og oksy-prdduktstrømmen er dampstrømmer, og at argonproduktstrømmen er en væskestrøm.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at kulden tilføres ved tilførsel av flytende nitrogen til toppkondensatoren.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakteri-' sert ved at den tilførte kulde tilveiebringes ved turbinekspansjon av sirkulerende varmepumpefluid.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at kulden tilveiebringes ved tilførsel av flytende oksygen til bunnkondensatoren.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved -at varmepumpefluidet er nitrogen.

10. Apparatur for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge krav 1 for fremstilling av oksygen ved separering av luft, omfattende en høytrykkekolonne i varmevekslingsforbind else med en lavtrykkskolonne, karakterisert ved at den omfatter: A) En kolonne for fremstilling av argon forbundet med nevnte lavtrykkekolonne ved rørledningsinnretning og med en toppkondensator og bunnkondensator; B) Midler for å komprimere et varmepumpefluid; C) Varmevekslerinnretninger for avkjøling av det komprimerte varmepumpefluid før tilførsel til bunnkondensatoren der det gjøres flytende; D) Midler for overføring av flytende varmepumpefluid til toppkondensatoren der det fordampes; og E) Midler for overføring av dampformig varmepumpefluid til varmevekslerinnretningene der det oppvarmes.