[發明專利]單級精餾設備的空氣分離方法

無效

• 申請號: 201210300535.1
• 申請日: 2012-08-22
• 公開（公告）號: CN103629894A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 孫克錕
• 申請（專利權）人: 孫克錕
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.精餾設備由換熱器組、精餾塔和膨脹機系統組成：精餾塔由精餾段、提餾段和底部再沸器，以及精餾塔頂部設置復合冷凝器或不設置冷凝器二種類型組成；應用純氮氣和不純氮氣循環壓縮作膨脹氣進入復合冷凝器或精餾塔作塔的冷源，引入膨脹氮氣循環倍率概念N；應用壓縮原料空氣和被低溫液體泵壓縮的低溫氧氮液體加熱汽化后作塔釜內富氧液體的熱源；二種類型的精餾塔的工作范圍分別約在0.145～0.165MPa和0.125～0.140Mpa壓力之間；精餾塔附設粗氬塔或精氬塔制取粗氬或精氬。

2.巳被除水器除去水分和常溫分子篩吸附器凈化后的壓縮原料空氣，經主換熱器冷卻后全部或部分進入塔釜再沸器作低溫液氧的加熱氣體，塔釜內低溫液氧被加熱后含氧量提高的同時，原料空氣被冷卻液化；當有部分原料氣體旁通時，被冷卻液化后的原料空氣出塔后與旁通部分原料空氣匯合，再經過冷器冷卻液化減壓后進入精餾塔中部進行精餾分離；精餾塔塔釜與原料空氣入口處之間設置提餾段。

3.從精餾塔塔釜獲得含氧98～99.5％的部分低溫液氧和從精餾塔頂部引出的部分低溫液氮，分別被低溫液體泵壓縮到不低于壓力塔塔釜內液體溫度所對應的低溫液體臨界液化壓力后，經主換熱器等換熱器復熱汽化到不低于壓力塔釜內液體溫度后，進入塔釜再沸器作塔釜低溫液體的熱源，經塔釜低溫液體冷卻液化，出塔后的低溫液體分別經換熱器組復熱汽化至常溫后作壓力氧氮氣產品；從精餾塔下部引出含氧98～99.5％的低溫氧氣經主換熱器復熱至常溫后出裝置作低壓氧產品氣；從精餾塔頂部和塔釜分別獲得部分低溫液氮和液氧。

4.原料空氣在塔內精餾后，精餾塔頂部引出的純氮氣和從精餾塔上部引出含氧不高于4％的不純氮氣經換熱器組復至常溫后，分別經循環壓縮機壓縮后進入增壓機中增壓，增壓氣體分別在主換熱器冷卻后進入膨脹機作絕熱膨脹。通過旁通伐調節進入氮膨脹機入口管道氣體溫度。

空分塔設置冷凝器的流程：膨脹氣體分別進入復合冷凝器的上、下冷凝器作塔的冷源。

空分塔未設置冷凝器的流程：純氮氣膨脹氣體進入精餾塔頂部作塔的冷源，不純氮氣膨脹氣體經氣液分離器后，分離液體進入精餾塔上部適當部位作塔的冷源。

5.引入膨脹氮氣循環倍率概念N，要求膨脹氮氣循環倍率N＝A/B＞1，使精餾塔內的回流比達到常規值。

6.精餾塔附設一只粗氬塔進行精餾分離制取粗氬，粗氬塔由塔體和塔頂冷凝器所組成；從空分精餾塔所設置的提餾段氬餾份富集區引出部分氬餾份氣體進入粗氬塔下部作原料氣；空分塔有設置冷凝器和未設置冷凝器的兩種流程：從空分精餾塔頂部或上部引出部分低溫純液氮(純氮氣)或不純液氮(不純氮氣)進入粗氬塔頂部冷凝器作粗氬塔的冷源，原料氣在粗氬塔精餾后，粗氬塔底部所獲得的富氧液體仍回入空分精餾塔的提餾段內，從粗氬塔頂部可獲得含氬不低于99％的粗氬氣體或液體，甚至直接制得純氬液體產品。

7.精餾塔附設一只純氬塔，純氬塔由純氬塔體、塔頂冷凝器以及中間的冷凝器和下部粗氬塔組成；由粗氬塔所獲得的粗氬液體經低溫液體泵壓縮過冷后進入純氬塔中部作原料液進行精餾；空分精餾塔設置和未設置冷凝器兩種流程：從空分精餾塔頂部或上部引出部分低溫純液氮(純氮氣)或不純液氮(不純氮氣)，分別進入純氬塔頂部冷凝器或中間冷凝器作冷源，純氬塔底可獲得純氬液體。