[發(fā)明專利]空氣分離方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810095195.7
• 申請(qǐng)日: 2008-03-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101266095A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: N·M·普羅塞爾;R·J·吉布
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 普萊克斯技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): F25J3/04
• 分類號(hào): F25J3/04
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 段曉玲;韋欣華

1.分離空氣的方法，包括：

產(chǎn)生第一壓縮凈化空氣流和具有比第一壓縮凈化空氣流更高壓力的第二壓縮凈化空氣流；

在主熱交換器中，通過(guò)與在空氣分離單元中產(chǎn)生的包括至少部分泵送液氧流的返回流間接熱交換，冷卻所述第一壓縮凈化空氣流和所述第二壓縮凈化空氣流，由此產(chǎn)生主進(jìn)料空氣流和液態(tài)空氣流；

引導(dǎo)所述主進(jìn)料空氣流進(jìn)入空氣分離單元的高壓力塔內(nèi)，使所述液態(tài)空氣流膨脹并引導(dǎo)至少部分所述液態(tài)空氣流進(jìn)入到所述空氣分離單元的低壓力塔中；

從所述低壓力塔引導(dǎo)富氬流進(jìn)入到由至少一個(gè)塔形成的氬分離區(qū)中，以產(chǎn)生含氬塔頂餾分和由所述含氬塔頂餾分構(gòu)成的含氬產(chǎn)品流；

低溫冷卻由所述高壓力塔的液態(tài)塔底餾分構(gòu)成的粗液氧流和由所述高壓力塔的液化氮塔頂餾分構(gòu)成的富氮液流，并引導(dǎo)至少部分所述粗液氧流和至少部分所述富氮液流進(jìn)入所述低壓力塔內(nèi)；以及

所述主進(jìn)料空氣流在比所述液態(tài)空氣流更高的溫度從所述主熱交換器中抽取，并在至少大約所述溫度被引入到所述高壓力塔中，由此使所述液態(tài)空氣流低溫冷卻并增加其在膨脹之后的液體含量，從而提高低壓力塔中的液氣比并由此提高氬回收率，所述溫度經(jīng)選擇使得所述液態(tài)空氣流具有接近返回流的平均溫度的接近溫度，相差不小于約0.2K至約3K的范圍，所述平均溫度是計(jì)算得到的溫度，在該溫度所述主熱交換器冷端處的返回流的流量和焓的乘積等于返回流在其實(shí)際溫度的流量和焓的乘積。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述范圍是約0.4K至約2K。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述主進(jìn)料空氣流的所述溫度處于比所述液態(tài)空氣流高約6K至約25K的范圍內(nèi)。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述主進(jìn)料空氣流的所述溫度處于比所述液態(tài)空氣流高約8K至約15K的范圍內(nèi)。

5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述范圍是約0.4K至約2K.

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中：

所述液態(tài)空氣流膨脹到適于將其引入到所述高壓力塔的中間位置的壓力；

所述液態(tài)空氣流被劃分為第一子液流和第二子液流；

所述第一子液流被引入到所述高壓力塔；以及

所述第二子液流膨脹并被引入到所述低壓力塔，引入位置高于將富氬流排放到氬塔的位置。

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中：

產(chǎn)生第三壓縮凈化空氣流；

所述第三壓縮凈化空氣流在所述主熱交換器中部分冷卻，并被引入汽輪膨脹機(jī)以產(chǎn)生排出流，從而產(chǎn)生制冷；以及

所述排出流被引入到所述低壓力塔。

8.如權(quán)利要求5所述的方法，其中：

通過(guò)從用于形成所述第二壓縮凈化流的壓縮機(jī)的中間級(jí)抽取第四壓縮凈化空氣流來(lái)產(chǎn)生第四壓縮凈化空氣流；以及

所述第四壓縮凈化流在另一個(gè)汽輪膨脹機(jī)內(nèi)膨脹并在所述主熱交換器內(nèi)與所述第一壓縮凈化空氣流結(jié)合以提高液體產(chǎn)量。

9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中由氮塔頂餾分構(gòu)成的氮塔頂餾分流在主熱交換器中部分加熱，在汽輪膨脹機(jī)中膨脹以產(chǎn)生用于產(chǎn)生制冷的排出流，以及所述排出流被引入主熱交換器并在其中被完全加熱。

10.權(quán)利要求1或權(quán)利要求5或權(quán)利要求6或權(quán)利要求7或權(quán)利要求8或權(quán)利要求9所述的方法，其中所述液態(tài)空氣流被引入液體汽輪機(jī)以膨脹所述液態(tài)空氣流，使其壓力適于其引入到所述高壓力塔的中間位置。

11.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述粗液氧流和所述富氮液流通過(guò)與所述返回流間接熱交換而低溫冷卻，所述返回流由由低壓力塔塔頂餾分構(gòu)成的富氮蒸氣流和含氮量比所述富氮蒸氣流低的廢蒸氣流形成，所述富氮蒸氣流和所述廢蒸氣流在低溫冷卻了所述粗液氧流和所述富氮液流之后被引入到主熱交換器中。

12.權(quán)利要求1所述的方法，其中：

所述粗液氧流的第一部分膨脹并被引入到低壓力塔中，以及所述粗液氧流的第二部分與由氬塔頂餾分構(gòu)成的氬塔頂餾分流間接熱交換，從而冷凝所述氬塔頂餾分流并部分蒸發(fā)粗液氧流的第二部分；

源自部分汽化所述粗液氧流的液體和蒸氣餾分流被引入低壓力塔；以及

所述氬塔頂餾分流的一部分在被冷凝之后形成氬產(chǎn)品流，其剩余部分在冷凝后作為回流返回氬分離區(qū)。