[發(fā)明專利]空氣分離設備、用于借助于空氣分離設備低溫分離空氣的方法和用于創(chuàng)建空氣分離設備的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980048340.2
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN112469952B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設計）人: 斯特凡·洛克納
• 申請（專利權）人: 林德有限責任公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王瓊

本發(fā)明涉及一種空氣分離設備(100)，具有四個分離單元(1?4)，所述分離單元至少部分地借助于管路(5)互相連接和/或至少部分地借助于管路(5)與其他設備(6?8)中的一個或多個連接。設置成，所述管路(5)的平行于所述分離單元(1?4)的縱軸線(A)延伸的管路區(qū)段的至少大部分布置在形式為可單獨運輸?shù)慕Y構單元的隔間(C)中，并且所述隔間(C)和所述分離單元(1?4)在水平投影面上的投影中，所述水平投影面垂直于所述分離單元(1?4)的所述縱軸線，布置在四個象限(Q1?Q4)中。所述分離單元(1?4)不包括所述隔間(C)地布置在冷箱(20)中，所述冷箱在所述水平投影面上的所述投影中在所述第四象限(Q4)中具有凹陷部，所述隔間(C)在所述水平投影面上的所述投影中布置在所述凹陷部中，或者所述分離單元(1?4)包括所述隔間(C)地布置在冷箱中，所述冷箱在所述水平投影面上的所述投影中具有方形的橫截面，其中所述隔間(C)在所述水平投影面上的所述投影中布置在所述冷箱的一角。本發(fā)明還涉及一種對應的用于低溫分離空氣的方法和用于創(chuàng)建對應的空氣分離設備(100)的方法。

本發(fā)明涉及一種空氣分離設備、一種用于借助于對應的空氣分離設備低溫分離空氣的方法和一種用于創(chuàng)建對應的空氣分離設備的方法。

背景技術

通過在空氣分離設備中低溫分離空氣來生產(chǎn)液態(tài)或氣態(tài)空氣產(chǎn)品是已知的并且例如在Wiley-VCH出版公司2006年由H.-W.編輯出版的“Industrial GasesProcessing”一書中，特別地在章節(jié)2.2.5“Cryogenic Rectification”中進行了描述。

空氣分離設備具有精餾柱系統(tǒng)，這些精餾柱系統(tǒng)可例如被設計為雙柱系統(tǒng)，特別地為典型的林德雙柱系統(tǒng)，但也可為三柱或多柱系統(tǒng)。除了用于提取液態(tài)和/或氣態(tài)的氮和/或氧的精餾柱，即用于氮氧分離的精餾柱外，還可設置用于提取其他空氣組分，特別地氬的精餾柱。

所述精餾柱系統(tǒng)的精餾柱以不同的壓力水平運行。已知的雙柱系統(tǒng)具有所謂的高壓柱(也被稱為壓力柱、中壓柱或下部柱)和所謂的低壓柱(也被稱為上部柱)。高壓柱典型地以4至7bar的壓力水平運行，特別地約5.3bar。低壓柱典型地以1至2bar的壓力水平運行，特別地約1.4bar。在某些情況下，在低壓柱中也可使用較高的壓力水平。此處和下文說明的壓力為各自給定的柱的頂部處的絕對壓力。

在已知的用于低溫分離空氣的方法和設備中，在高壓柱的下部區(qū)域形成富集氧且貧化氮的液體并且將其從高壓柱中抽出去。將該液體，特別地還含有氬，至少部分地送入低壓柱中并且在該處繼續(xù)分離。在將該液體送入低壓柱中之前可使其至少部分地蒸發(fā)，其中在適當時可在不同位置處將蒸發(fā)的和未蒸發(fā)的部分送入低壓柱中。

本發(fā)明基于一種方法或者說一種對應的設備，在該方法或者說該對應的設備中使用高壓柱和低壓柱。然而，在本發(fā)明的上下文中，低壓柱并非被設計成一體式的，而是被劃分為第一區(qū)段和第二區(qū)段，其中第一區(qū)段和第二區(qū)段布置在空氣分離設備的不同位置處和不同高度上并且特別地在柱子縱軸線的俯視圖中不會重疊投影。然而，在本發(fā)明的上下文中，低壓柱的第一區(qū)段和第二區(qū)段以同一壓力水平運行。在本發(fā)明的上下文中所用的被劃分為兩個區(qū)段的低壓柱由此與同樣已知的布置區(qū)分開來，在該同樣已知的布置中除了高壓柱和低壓柱之外還提供另一用于分離氮和氧的柱，該柱然而以介于高壓柱和低壓柱運行的壓力水平之間的壓力水平運行。

為提取氬，可使用具有原氬柱和純氬柱的空氣分離設備。(見上文)的書中的圖2.3A就示出了一個實施例并且從第26頁起在“Rectification in the Low-pressure,Crude and Pure Argon Column”一節(jié)中以及從第29頁起在“Cryogenic Production ofPure Argon”一節(jié)中進行了描述。如其中所述的那樣，在對應的設備中氬積聚在低壓柱中的特定高度上。在該位置或另一有利的位置處，在適當時也低于氬最高值，可從低壓柱中抽出氬濃度典型地為5至15摩爾百分比的富集氬的氣體并且將其轉移至原氬柱中。對應的氣體典型地含有約0.05ppm至100ppm的氮，否則基本為氧。應該明確強調(diào)的是，從低壓柱中抽出的氣體的給定值只是典型的示例值。