[發明專利]一種生產高純氮和低純氧的方法和裝置

在審

• 申請號: 202010985907.3
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112066644A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 阿蘭·布里格利亞;謝華麗;張永舜
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: F25J3/04
• 分類號: F25J3/04
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 賈慧琴;包姝晴

1.一種生產高純氮和低純氧的方法，在所述方法中，將原料空氣在主換熱器中冷卻并且引入用于氮氧分離的精餾系統中，所述精餾系統具有至少一個高壓塔和一個低壓塔，

-將一氧流從低壓塔的下部區域中取出、在主換熱器中加熱并且作為壓力氧氣產品獲得，

-將第一氮流從高壓塔的頂部區域中取出、在主換熱器中加熱并且作為壓力氮氣產品獲得，

-將污氮氣以氣態從低壓塔的頂部區域取出、在主換熱器中加熱并且作為再生氣或者放空，其特征在于：

-在高壓塔與低壓塔之間設置一中壓塔，所述中壓塔的操作壓力介于高壓塔與低壓塔之間，

-低壓塔的下部區域具有構造成冷凝蒸發器的低壓冷凝蒸發器，

-中壓塔的下部區域具有構造成冷凝蒸發器的中壓冷凝蒸發器，

-所述精餾系統至少包括兩個過冷器，分別為高壓過冷器和低壓過冷器，

-經第一增壓機的原料空氣增壓至第一壓力，經預冷、純化后，第一部分第一壓力空氣經主換熱器冷卻引入高壓塔的下部區域，第二部分第一壓力空氣經第二增壓機增壓至第二壓力空氣；

-將第一部分第二壓力空氣經主換熱器冷卻，從主換熱器的中間位置取出再經膨脹機得到第三壓力空氣引入中壓塔的下部區域，將第二部分第二壓力空氣經主換熱器液化或在超臨界壓力下偽液化，

-已經液化或在超臨界壓力下偽液化的第二部分第二壓力空氣的一部分引入高壓塔的下部區域，

-已經液化或在超臨界壓力下偽液化的第二部分第二壓力空氣的另一部分經高壓過冷器引入低壓塔的中部區域，

-將高壓富氧液空從高壓塔的塔底取出、依次經低壓過冷器和節流引入中壓塔的中部區域；

將中壓富氧液空從中壓冷凝蒸發器處取出、依次經低壓過冷器和節流引入低壓塔的下部區域；將貧液氮從中壓塔的中部區域取出、依次經低壓過冷器和節流引入低壓塔的上部區域，-將第二氮流從中壓塔的上部區域取出、并在液態下經壓力升高、且經高壓過冷器引入高壓塔的頂部區域。

2.根據權利要求1所述的生產高純氮和低純氧的方法，其特征在于：所述第二氮流在液態下的壓力升高由液氮泵實現。

3.根據權利要求1所述的生產高純氮和低純氧的方法，其特征在于：將氧流在液態下從低壓冷凝蒸發器處取出、并在液態下經壓力升高、且在主換熱器中以與原料空氣進行間接熱交換的形式而蒸發或在超臨界壓力下偽蒸發。

4.根據權利要求3所述的生產高純氮和低純氧的方法，其特征在于：所述氧流在液態下的壓力升高由液氧泵實現。

5.根據權利要求1所述的生產高純氮和低純氧的方法，其特征在于：壓力氧氣產品的純度介于93％～99％之間。

6.根據權利要求1所述的生產高純氮和低純氧的方法，其特征在于：低壓塔的操作壓力在1.1～1.5bar之間，中壓塔的操作壓力在4.5～6.5bar之間，高壓塔的操作壓力在8.5～9.5bar之間，以上壓力值均為絕對壓力。