[發明專利]用于向空氣分離設備提供輔助制冷的方法和系統

有效

• 申請號: 201680078814.4
• 申請日: 2016-08-26
• 公開（公告）號: CN108474616B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: Z·徐;Y·羅
• 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: 李建新

1.一種在空氣分離單元中分離空氣的方法，所述空氣分離單元包括主換熱器和蒸餾塔系統，所述主換熱器被配置為將經壓縮且純化的進料空氣流冷卻到適用于精餾的溫度，所述蒸餾塔系統被配置為對經壓縮、純化且冷卻的空氣流進行精餾以制備至少一個液態產物流，所述方法包括以下步驟：

對進料空氣流進行壓縮和純化以制備所述經壓縮且純化的進料空氣流；

將所述經壓縮且純化的進料空氣流的第一部分轉移至被配置為制備第一制冷流的第一制冷回路；

將所述經壓縮且純化的進料空氣流的第二部分轉移至所述主換熱器以冷卻所述經壓縮且純化的進料空氣流的所述第二部分，并且其中所述經壓縮且純化的進料空氣流的冷卻的第二部分隨后被引導至所述蒸餾塔系統的高壓塔；

將所述經壓縮且純化的進料空氣流的第三部分轉移至增壓空氣壓縮回路，所述增壓空氣壓縮回路被配置為制備進一步經壓縮的進料空氣流，并且其中部分所述進一步經壓縮的進料空氣流被引導至所述主換熱器，在所述主換熱器，所述進一步經壓縮的進料空氣流被冷卻以制備被引導至所述蒸餾塔系統的液態空氣流；

將來自所述增壓空氣壓縮回路的所述進一步經壓縮的進料空氣流的餾分轉移至被配置為制備第二制冷流的輔助制冷回路，所述輔助制冷回路包括第二渦輪膨脹機和輔助換熱器；

將所述經壓縮且純化的進料空氣流的第四部分轉移至所述輔助換熱器；

將部分所述第一制冷流從所述第一制冷回路轉移至所述輔助換熱器，并且經由與所述經壓縮且純化的進料空氣流的轉移的第四部分進行間接熱交換來加熱所述輔助換熱器中的所述第一制冷流的轉移部分；

將離開所述輔助換熱器的所述經壓縮且純化的進料空氣流的所述第四部分引導至所述蒸餾塔系統；

將所述第一制冷流的其余部分引導至所述蒸餾塔系統的低壓塔，以賦予所述蒸餾塔系統所需的制冷的第一部分；以及

將冷卻的第二制冷流的一部分引導至所述蒸餾塔系統的所述高壓塔以賦予所述蒸餾塔系統所需的制冷的第二部分；

將所述第二制冷流的一部分從所述輔助制冷回路轉移至所述第一制冷回路；以及

將所述第二制冷流的轉移部分與所述第一制冷回路中的所述經壓縮且純化的進料空氣流的所述第一部分混合。

2.根據權利要求1所述的方法，還包括以下步驟：

進一步壓縮所述第一制冷回路內的所述經壓縮且純化的進料空氣流的所述第一部分；

冷卻所述經壓縮且純化的進料空氣流的進一步經壓縮的第一部分；以及

在置于所述第一制冷回路內的第一渦輪膨脹機中使所述經壓縮且純化的進料空氣流的所述進一步經壓縮的第一部分膨脹以制備所述第一制冷流。

3.根據權利要求2所述的方法，其中冷卻所述經壓縮且純化的進料空氣流的所述進一步經壓縮的第一部分的所述步驟還包括：在后冷卻器中冷卻所述經壓縮且純化的進料空氣流的所述進一步經壓縮的第一部分。

4.根據權利要求2所述的方法，其中冷卻所述經壓縮且純化的進料空氣流的所述進一步經壓縮的第一部分的所述步驟還包括：在所述主換熱器中部分地冷卻所述經壓縮且純化的進料空氣流的所述進一步經壓縮的第一部分。

5.根據權利要求1所述的方法，其中將所述經壓縮且純化的進料空氣流的冷卻的第四部分引導至所述蒸餾塔系統的所述步驟還包括：將所述經壓縮且純化的進料空氣流的冷卻的第四部分引導至所述蒸餾塔系統的所述高壓塔。

6.根據權利要求2所述的方法，還包括以下步驟：

將來自所述輔助制冷回路中的所述輔助換熱器部分地冷卻的所述第二制冷流的一部分轉移至所述第一制冷回路；以及

將所述第二制冷流的轉移部分與所述第一渦輪膨脹機上游的所述第一制冷回路中的所述經壓縮且純化的進料空氣流的所述第一部分混合。

7.根據權利要求1所述的方法，其中將來自所述增壓空氣壓縮回路的所述進一步經壓縮的進料空氣流的餾分轉移至所述輔助制冷回路的步驟還包括：

在多個壓縮級中進一步壓縮所述經壓縮且純化的進料空氣流的所述第三部分；以及

將所述經壓縮且純化的進料空氣流的所述第三部分的第一餾分從所述多個壓縮級的級間位置轉移至所述輔助制冷回路。