[發明專利]空氣分離方法和設備

有效

• 申請號: 201280045357.0
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN104364597B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: H.E.霍華德
• 申請（專利權）人: 普萊克斯技術有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 張昱,傅永霄

1.??一種分離空氣來產生氧產品的方法，所述方法包括：

　　在具有以熱傳遞關系與彼此運行地關聯的較高壓力塔和較低壓力塔的低溫精餾過程中分離所述空氣，來產生用于所述較高壓力塔和所述較低壓力塔的富氮回流，且從所述較低壓力塔的富氧液體塔底產物來產生所述氧產品；

　　進行所述低溫精餾過程，使得由在所述較高壓力塔中產生的粗液態氧塔底產物形成的粗液態氧流部分地氣化，防止使在所述較低壓力塔中產生的氬富集蒸氣至少部分地冷凝，具有比所述粗液態氧流的氧含量更大的氧含量的附加的富氮回流和氧富集流兩者都由兩相流形成，所述兩相流至少部分地在所述粗液態氧流部分氣化之后從所述粗液態氧流產生，且所述氧富集流和所述附加的富氮回流的至少一部分輸送入所述較低壓力塔中；

　　所述氬富集蒸氣在所述氬富集蒸氣具有0.1摩爾百分數至5.0摩爾百分數之間的氮濃度的所述較低壓力塔的位置處至少部分地冷凝，且所得冷凝物與所述較低壓力塔的下降液體組合，由此使所述較低壓力塔的最低區段中的液體蒸氣比增大；并且

　　另一個氧富集流和所述附加的富氮液體流的至少一部分在所述較低壓力塔的連續較高位置處且在所述氬富集蒸氣至少部分地冷凝處的所述較低壓力塔的位置上方輸送。

2.??根據權利要求1所述的方法，其中，所述氧產品通過以下步驟來由所述較低壓力塔的富氧液體塔底產物產生：

　　泵送從所述較低壓力塔取出且由所述富氧液體塔底產物構成的富氧塔底產物流的至少一部分來產生加壓的液態氧流；

　　經過與高壓過程流的間接交換來對所述加壓液態氧流的至少一部分加溫，使得所述高壓過程流的至少一部分被液化且所述氧產品在已經加溫之后從所述加壓液態氧流形成；并且

　　將所述高壓流的所述至少一部分在液化之后引入所述較高壓力塔和所述較低壓力塔中的至少一個中。

3.??根據權利要求2所述的方法，其中：

　　所述粗液態氧流閥膨脹且部分地氣化，且隨后經過與所述氬富集蒸氣間接熱交換；

　　所述附加的富氮回流和所述氧富集流通過使液相和氣相從所述兩相流脫離以形成氣相流和液相流而形成，使所述液相流閥膨脹，且經過與所述氣相流間接熱交換來使所述液相流部分地氣化，由此使所述氣相流冷凝來在所述液相流已經部分被氣化之后從所述液相流形成所述附加的富氮回流和所述氧富集流；

　　所述富氮回流的所述至少一部分閥膨脹且至少部分地引入所述較低壓力塔中；并且

所述氧富集流被引入所述較低壓力塔中。

4.??根據權利要求2所述的方法，其中：

　　所述粗液態氧流閥膨脹，部分地氣化，且隨后經過與所述氬蒸氣流間接熱交換；

　　所述高壓過程流為在液化之后形成液態空氣流的高壓空氣流；

　　所述液態空氣流的至少一部分被分成第一附屬液態空氣流和第二附屬液態空氣流；

　　所述第一附屬液態空氣流閥膨脹且被引入所述較低壓力塔中；

　　所述附加的富氮回流和所述氧富集流通過以下步驟形成：

　　　　使液相和氣相與所述兩相流脫離來形成氣相流和液相流；

　　　　將所述氣相流引入輔助塔的底部區中且將所述第二附屬液態空氣流引入所述輔助塔的中間位置中，以在所述輔助塔內形成含氧的塔底產物液體和附加的富氧蒸氣塔頂產物；

　　　　通過使所述液相流與由所述含氧的底產物液體形成的含氧的塔底產物液體流組合來形成組合的氧富集流；

　　　　通過在其所述閥膨脹之后與所述組合的液體流的間接熱交換來冷凝由所述附加的富氮蒸氣塔頂產物形成的附加的富氮蒸氣塔頂產物流，由此使所述組合的液體流部分地氣化且形成所述氧富集流和所述附加的富氮回流，且還在已經冷凝之后從所述富氮蒸氣塔頂產物流形成輔助塔頂回流；并且

　　　　利用所述輔助塔回流來使所述輔助塔回流；并且

　　所述附屬富氮回流的所述至少一部分閥膨脹且引入所述較低壓力塔中。

5.??根據權利要求3所述的方法，其中，所述高壓過程流為高壓空氣流，所述高壓空氣流在液化之后形成液態空氣流。