[發(fā)明專利]操作空氣分離裝置的方法和設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780052713.4
• 申請(qǐng)日: 2017-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN109642771B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 保羅·孔;范惠明;溫迪·伊普
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司
• 主分類號(hào): F25J3/04
• 分類號(hào): F25J3/04
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

一種用于通過(guò)空氣的深冷分離以可變液體產(chǎn)量生產(chǎn)空氣氣體的方法和設(shè)備，該方法可以包括以下步驟：在有效使用柱系統(tǒng)將空氣流深冷分離成氧產(chǎn)物和氮?dú)獾臈l件下將凈化且壓縮的空氣流送至冷箱，其中該凈化且壓縮的空氣流在進(jìn)入該柱系統(tǒng)時(shí)處于進(jìn)料壓力；抽取出在產(chǎn)物壓力下的該氧產(chǎn)物；在遞送壓力下將該氧產(chǎn)物遞送到氧氣管道，其中該氧氣管道具有管道壓力；其中在第二操作模式期間，該方法可以包括監(jiān)測(cè)管道壓力；減小該管道壓力與該遞送壓力之間的差值；以及調(diào)節(jié)來(lái)自該冷箱的液體產(chǎn)品。通過(guò)以動(dòng)態(tài)方式操作該方法，在其中管道壓力偏離其最高值的情況下可以實(shí)現(xiàn)附加液體產(chǎn)量。

PCT專利申請(qǐng)

相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)要求在2016年6月30日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)62/356,972的優(yōu)先權(quán)，該美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)通過(guò)引用以其全文結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及一種用于有效操作空氣分離設(shè)備的方法和設(shè)備，該設(shè)備將其產(chǎn)物中的至少一種進(jìn)料到管道中。

背景技術(shù)

空氣分離設(shè)備將大氣空氣分離成其主要成分：氮?dú)夂脱鯕猓约芭紶枤鍤狻㈦瘹夂碗礆狻＿@些氣體有時(shí)被稱為空氣氣體。

典型的深冷空氣分離過(guò)程可以包括以下步驟：(1)過(guò)濾空氣，以便除去可能損壞主空氣壓縮機(jī)的大微粒；(2)在主空氣壓縮機(jī)中壓縮預(yù)過(guò)濾的空氣并且使用級(jí)間冷卻以從壓縮空氣冷凝出一些水；(3)使壓縮空氣流通過(guò)前端凈化單元以除去殘留的水和二氧化碳；(4)在熱交換器中通過(guò)與來(lái)自深冷蒸餾柱的工藝流的間接熱交換來(lái)冷卻凈化的空氣；(5)使至少一部分冷空氣膨脹，以為系統(tǒng)提供制冷；(6)將冷空氣引入蒸餾柱用于其中的精餾；(7)從柱的頂部收集氮(通常呈氣體)并且從柱的底部收集呈液體的氧。

在某些情況下，空氣分離單元(“ASU”)可用于將其空氣氣體之一供應(yīng)到附近的管道(例如，氧氣或氮?dú)夤艿?，以便供應(yīng)一個(gè)或多個(gè)沒(méi)有位于緊鄰ASU附近的客戶。在供應(yīng)本地管道的典型ASU中，常見(jiàn)的是使用利用內(nèi)部壓縮(泵送)循環(huán)的工藝配置，在氧氣管道的情況下，這意指將從較低壓力柱產(chǎn)生的液氧從低壓泵送至高于該管道壓力的壓力并在熱交換器內(nèi)蒸發(fā)，最常見(jiàn)的是針對(duì)來(lái)自增壓空氣壓縮機(jī)(“BAC”)或主空氣壓縮機(jī)(“MAC”)的高壓空氣流。如在此使用的，增壓空氣壓縮機(jī)是位于凈化單元下游的二級(jí)空氣壓縮機(jī)，出于有效地蒸發(fā)產(chǎn)物液氧流的目的被用于使一部分主空氣進(jìn)料增壓。

在正常條件下，向氧氣管道進(jìn)料氧氣的ASU被設(shè)計(jì)用于在恒定壓力下產(chǎn)生氧氣。這是因?yàn)锳SU在穩(wěn)態(tài)條件下最有效率地操作。但是，管道不能在恒定壓力下操作。例如，氧氣管道在一天內(nèi)在400與600psig之間(即，約200psig的壓力變化)操作并不罕見(jiàn)。這可由于可變的客戶需求和/或?qū)艿赖目勺児?yīng)而發(fā)生。

在迄今為止已知的現(xiàn)有技術(shù)中，通常設(shè)計(jì)ASU以提供在高于對(duì)于管道預(yù)期的最高壓力的恒定壓力下的氧氣。為了解決與管道壓力變化相關(guān)的問(wèn)題，通常就在將氧氣引入管道之前跨過(guò)控制閥降低氣態(tài)氧的壓力以與管道的壓力大致匹配。然而，在管道壓力低于ASU的設(shè)計(jì)壓力的任何時(shí)候，此方法遭受低效率。因此，將有利的是提供以更有效的方式操作的方法和設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對(duì)滿足這些需求中的至少一項(xiàng)的方法和設(shè)備。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明可以包括一種用于調(diào)節(jié)空氣氣體(例如，氮?dú)夂脱鯕?的一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)壓力以符合管道壓力、從而當(dāng)管道壓力降低時(shí)增加液體產(chǎn)量的方法。

在一個(gè)實(shí)施例中，此種低效率可以通過(guò)以下方式被最小化：設(shè)計(jì)ASU中使用的設(shè)備(例如，主熱交換器、液氧(“LOX”)泵、BAC、MAC等)，以具有足夠的靈活性以能夠在基于管道壓力的不同壓力水平下遞送氣態(tài)氧(“GOX”)。在另一個(gè)實(shí)施例中，該方法和設(shè)備可以包括工藝控制策略，以自動(dòng)且連續(xù)地調(diào)節(jié)從主熱交換器出來(lái)的GOX產(chǎn)物壓力以符合管道壓力。