[發明專利]一種空氣分離單元及方法

在審

• 申請號: 201811036285.9
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109091904A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 汪條英
• 申請（專利權）人: 汪條英
• 主分類號: B01D3/14
• 分類號: B01D3/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種空氣分離單元及方法，所述裝置包括中壓塔(1)和低壓塔(2)、但不包括生產氬的塔，所述低壓塔包括至少四個蒸餾區段(24，25，26，27，28)，其中該低壓塔的至少第一中間蒸餾區段(25)被輔助外殼所包繞，圍繞該輔助外殼限定了空間，該空間沿著該塔的徑向方向被劃分成下部部段和上部部段，所述一個或多個中間區段被定位在該低壓塔的中間部分中，該第一中間區段的容量大于至少一個相鄰區段(24，26)的容量。

技術領域

本發明涉及一種空氣分離單元及方法。

背景技術

在空氣分離單元的設計過程中，通常需要根據客戶要求的改變來修改其設計。例如，客戶可能在該單元已經被設計成不生產氬、或者甚至已經以沒有氬塔的形式存在時意識到他需要生產氬。

解決該問題的一種方式是設計具有能夠生產氬但在不需要氬時將富氬氣體排放到殘余氮中的塔的單元。另外，還可能增大低壓塔的尺寸。這兩種解決方案意味著會增加投資成本。

允許進行氬生產的空氣蒸餾設施一般由中壓塔構成，該中壓塔典型地在約6巴的絕對壓力下運行、上部安裝了典型地在稍微高于大氣壓下運行的并且聯接到不純氬生產塔上的低壓塔。蒸發器-冷凝器使蒸氣位于中壓塔的頂部處，該蒸氣基本上由與來自低壓塔的基本上由純氧組成的底部液體處于熱交換關系的純氮組成。

該低壓塔包括蒸餾區段、正好在其上方的第一中間蒸餾區段、以及在該第一個中間蒸餾區段上方的若干(通常為兩個或三個)區段。

這些蒸餾區段各自是由“交叉波紋”型結構填料包塊構成的。

如眾所周知的，交叉波紋填料包塊是由一捆波紋塔板制成的，這些波紋塔板各自被安排在大致豎直的平面中并且彼此相抵靠包裝，每個塔板具有大致矩形的形狀。這些塔板是傾斜成波紋狀的，并且這些波紋的傾斜方向從一個塔板到下一個塔板反向。所有這些塔板都具有相同的高度，而所有這些塔板的長度或水平尺寸從一端塔板情況下的最小值增大至中間塔板情況下的最大值再減小至另一端塔板的相同最小值。

這些區段各自是連續的填料區段，即是由直接堆疊在彼此頂部上的多個基本包塊而沒有中間流體再分配設備的區段，每個基本包塊繞該塔的軸線相對于兩個相鄰層旋轉90°。

如EP-A-0664144中描述的第一中間蒸餾區段具有比其他區段更小的截面并且因此在該低壓塔的中間在該區段的邊緣與該塔的主要外殼之間具有環形截面的空間。EP-A-1108965和US-A-5339648也描述了一種根據權利要求1的前序部分所述的單元。

在EP-A-0664144中，該塔被設計成使得可以將大多數富氬蒸氣從擋板下方的該環形截面的空間中抽出，該擋板將該空間劃分成下部部段和豎直方向上部部段。然后該蒸氣被供給至氬塔中。還使該氬塔中的底部液體返回到該下部部段，在該下部部段大部分富氬蒸氣被抽出。來自該氬塔頂部處的冷凝器的汽化富液被輸送到該空間的上部部段。

該第一中間蒸餾區段是通過多個分配器與相鄰區段分離開的。

因此，與氬的生產相關聯的從該塔抽取氣體以及將氣體供應給該塔對該塔的高度沒有任何要求。

可以實現這個第一中間蒸餾區段的較小直徑而無需增大該塔的直徑，因為這個區段的大小不是設計關鍵。確切地，相當大量的氣體流動到該氬塔中，并且因此不通過這一區段。

根據現有技術，當該設施被設計成不生成氬時，不安裝該截面減小的區段。

發明內容

本發明的目的之一是設計一種適用于生產或不生產氬的低壓塔。理念是使用具有截面減小的第一中間蒸餾區段、帶或不帶氬生產的塔，并且更改這一區段中的填料的密度，其中在不包括氬生產的情況下，填料密度較低并且在包括氬生產的情況下，填料密度較高。