УСТРОЙСТВО И СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА ПОСРЕДСТВОМ КРИОГЕННОЙ ДИСТИЛЛЯЦИИ

1. Устройство для разделения воздуха, содержащее двойную колонну с первой колонной (K3), работающей при первом значении давления, и второй колонной (K4), работающей при втором значении давления, более низком, чем первое значение давления, при этом вторая колонна содержит кубовой ребойлер (M), средства для направления обогащенного азотом газа из верхней части первой колонны в кубовой ребойлер и средства для направления по меньшей мере части конденсированного обогащенного азотом газа из кубового ребойлера в верхнюю часть первой колонны, теплообменник (G), блок очистки (D), средства (B) для направления воздуха в блок очистки при третьем значении давления, более высоком, чем атмосферное давление, на не более чем 1 бар, трубопровод для направления первого потока воздуха (8), очищенного в блоке очистки, в теплообменник при четвертом значении давления, более высоком, чем второе значение давления, на не более чем 1 бар, трубопровод для введения первого потока очищенного воздуха, охлажденного в теплообменнике, во вторую колонну с целью разделения в ней, бустер-компрессор (E), трубопровод для направления второго потока воздуха (6), очищенного в блоке очистки, в бустер-компрессор, трубопровод для направления по меньшей мере части второго потока, сжатого с помощью бустер-компрессора до пятого значения давления, находящегося в диапазоне от первого значения давления до значения на 1 бар выше первого значения давления, в теплообменник, средства для обеспечения охлаждения (28), трубопровод для удаления по меньшей мере одной текучей среды (29), обогащенной кислородом или азотом, из колонны в двойной колонне, соединенной с теплообменником и трубопроводом для выхода по меньшей мере одной текучей среды, обогащенной кислородом или азотом, из теплообменника в качестве продукта, при этом устройство не содержит каких-либо средств для расширения первого потока и содержит только один блок очистки, отличающееся тем, что вторая колонна не содержит промежуточный конденсатор, трубопровод для введения первого потока очищенного воздуха, соединенный с внутренней частью второй колонны с целью обеспечения возможности участия первого потока в дистилляции.
2. Устройство по п. 1, где средства для обеспечения охлаждения предусматривают по меньшей мере одну турбину для расширения (28) части (30) второго потока (6) и/или одну турбину для расширения обогащенного азотом газа, образованного в первой колонне (K3), и/или средства для направления криогенной жидкости из внешнего источника в двойную колонну (K3, K4).
3. Устройство по п. 2, где турбина для расширения (28) части (30) второго потока (6) соединена со второй колонной (K4) с целью направления в нее расширенного воздуха.
4. Устройство по п. 1 или 2, где средства для направления воздуха в блок очистки при третьем значении давления не содержат каких-либо средств сжатия, отличных от одноступенчатого компрессора (B).
5. Устройство по пп. 1, 2 или 3, не содержащее каких-либо средств для сжатия первого потока (8).
6. Способ разделения воздуха посредством криогенной дистилляции с применением двойной колонны, где первая колонна (K3) работает при первом значении давления, и вторая колонна (K4) работает при втором значении давления, более низком, чем первое значение давления, при этом вторая колонна содержит кубовой ребойлер (M), в котором:
i) воздух, содержащий воду и диоксид углерода, направляют в единственный блок очистки (D) при третьем значении давления, более высоком, чем атмосферное давление, на не более чем 1 бар,
ii) очищенный воздух разделяют на две части,
iii) первый поток воздуха (8), очищенный в блоке очистки, направляют в теплообменник (G) при четвертом значении давления, более высоком, чем второе значение давления, на не более чем 1 бар,
iv) первый поток очищенного воздуха, охлажденного в теплообменнике, направляют во вторую колонну (K4) без его расширения,
v) для второго потока очищенного воздуха (6) повышают давление до пятого значения давления, находящегося в диапазоне от первого значения давления до значения на 1 бар выше первого значения давления, по меньшей мере часть второго потока направляют при пятом значении давления в теплообменник и по меньшей мере часть второго потока направляют в первую колонну в газообразной форме,
vi) осуществляют охлаждение с целью сохранения низкой температуры способа,
vii) обогащенный азотом газ из первой колонны по меньшей мере частично конденсируют в ребойлере и по меньшей мере часть конденсированного азота возвращают в первую колонну,
viii) обогащенную азотом жидкость (35) и обогащенную кислородом жидкость (34) направляют из первой колонны во вторую колонну,
ix) обогащенный кислородом газ (29) или обогащенный азотом газ извлекают из двойной колонны и повторно нагревают в теплообменнике с целью образования продукта способа, отличающийся тем, что первый поток воздуха непосредственно направляют во вторую колонну с целью разделения в ней без конденсации в конденсаторе.
7. Способ по п. 6, где первый поток (8) направляют во вторую колонну (K4) на уровне, более низком или равном уровню поступления обогащенной кислородом жидкости (34).
8. Способ по любому из пп. 6 и 7, где температура остается низкой в результате расширения части (30) второго потока (6) в турбине (28) от пятого значения давления до второго значения давления, при этом часть воздуха, расширенного в турбине, предпочтительно составляет от 6 об.% до 15 об.%, предпочтительно от 6% до 8% очищенного воздуха.
9. Способ по п. 8, где весь второй поток (6) охлаждают в теплообменнике (G) до промежуточной температуры теплообменника, вход в турбину (28) характеризуется промежуточной температурой теплообменника, и часть (32) второго потока, направляемую в первую колонну, охлаждают в теплообменнике до температуры на холодном конце последнего.
10. Способ по любому из пп. 6-9, где весь воздух (4) очищают при давлении, которое не превышает 1,5 бар абс., в действительности, даже не превышает 1,3 бар абс.
11. Способ по любому из пп. 6-10, где обогащенный кислородом газ (29) содержит по меньшей мере 80 мол.% кислорода, в действительности, даже по меньшей мере 90 мол.% кислорода, предпочтительно менее 98 мол.% кислорода.
12. Способ по любому из пп. 6-11, где первый поток (8) составляет от 20 об.% до 30 об.% очищенного потока воздуха.
13. Способ по любому из пп. 6-12, где второй поток (6) составляет от 70 об.% до 80 об.% очищенного потока воздуха.
14. Способ по любому из пп. 6-13, где обогащенный кислородом газ (29) и/или обогащенный азотом газ извлекают из двойной колонны и повторно нагревают в теплообменнике (G) с целью образования продукта способа посредством введения его/их в холодный конец теплообменника.
15. Способ по любому из пп. 6-14, где первый поток воздуха (8) и/или часть (32) второго потока (6), предназначенную для первой колонны, охлаждают в теплообменнике (G) до температуры на по меньшей мере 5°C выше его точки росы.