[發明專利]用于通過低溫蒸餾分離空氣的方法和單元

有效

• 申請號: 201080055693.4
• 申請日: 2010-10-05
• 公開（公告）號: CN102652247A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發明（設計）人: B·達維迪安
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 牛曉玲;吳鵬

1.一種用于通過低溫蒸餾分離空氣的方法，其中：

i）經過壓縮和凈化的空氣流在熱交換器（13）中冷卻并被傳送至在中壓下操作的塔（39）；

ii）所述空氣流被分離成富氮流和富氧流；

iii）富氮流的一部分被傳送至低壓塔（41）；

iv）富氧流的至少一部分被傳送至低壓塔；

v）從低壓塔的頂部抽取出富氮流；

vi）從低壓塔的底部抽取出富氧流并將其傳送至容納有至少一個冷凝器-再沸器（15）的腔室（141）;

vii）從腔室抽取出氣態流并將其傳送回低壓塔，優選地傳送至低壓塔的底部；

viii）來自步驟ii）的富氮流的一部分在被供給以源自低壓塔的液體的冷凝器（25）中至少部分地冷凝并被傳送至中壓塔和/或低壓塔;

ix）加熱氣體流、可選地來自步驟i）的在熱交換器中冷卻的經過壓縮、凈化的空氣的至少一部分在腔室的冷凝器-再沸器中至少部分地冷凝；

x）從腔室抽取的流是比從低壓塔的底部抽取的流更加富含氧的流體；

xi）其特征在于，從低壓塔底部抽取的富氧流在腔室的上游膨脹并且來自腔室的氣態流在第一低壓塔的上游被加壓。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，源自腔室的氣態流在進口溫度低于-50℃的壓縮機（21）中被壓縮，優選地，在腔室和壓縮機之間不發生加熱步驟。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，從低壓塔（41）抽取的富氧流膨脹至比所述低壓塔底部處的壓力低至多1bar、優選地至多0.5bar、或者甚至比該壓力低至多0.2bar的壓力，和/或源自腔室（141）的氣態流被壓縮以便在低壓塔的上游使其壓力增加至多1bar、優選地至多0.5bar、或者甚至至多0.2bar。

4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，腔室（141）未容納任何質量交換裝置，也未容納任何填料或蒸餾板。

5.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，腔室（141）構成第二低壓塔并且容納有至少布置在冷凝器之上的質量交換裝置（143），諸如填料或蒸餾板。

6.一種空氣分離單元，包括中壓塔（39），低壓塔（41），腔室（141），熱交換器（13），低壓塔的底部冷凝器（25）和布置在腔室中的冷凝器（15），將在熱交換器中冷卻的經過壓縮、凈化的空氣傳送至中壓塔的管線，將加熱氣體傳送至布置在腔室中的冷凝器的管線，將來自中壓塔的富氮氣體傳送至低壓塔的冷凝器的管線，將來自中壓塔底部的富氧流傳送至低壓塔的管線，將來自低壓塔底部的富氧液體傳送至腔室的管線，用于從腔室抽取比被傳送至腔室的流體更加富含氧的流體的管線，用于將來自腔室的氣體傳送回低壓塔的管線，用于從低壓塔抽取頂部氣體的管線，其特征在于，所述單元包括膨脹裝置（51）和壓縮機（21），所述膨脹裝置用于使低壓塔底部的下游和腔室的上游的富氧液體膨脹，所述壓縮機用于壓縮來自腔室的氣體，所述壓縮機位于腔室的下游和低壓塔的上游。

7.根據權利要求6所述的單元，其特征在于，腔室（141）包括位于冷凝器（15）之上的質量交換裝置（143）。

8.根據權利要求6所述的單元，其特征在于，腔室（141）在冷凝器（15）之上不包括任何質量交換裝置。

9.根據權利要求6至8中任一項所述的單元，其特征在于，所述單元包括渦輪機（23）和用于將來自中壓塔的富氮氣體傳送至渦輪機的管線。

10.根據權利要求6至9中任一項所述的單元，其特征在于，所述單元包括位于熱交換器上游的泵（63），所述泵用于對源自低壓塔和/或源自腔室的液氧流加壓。