[發(fā)明專利]利用LNG冷能生產(chǎn)液氧、液氮和液氬的空分系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110794917.3
• 申請(qǐng)日: 2021-07-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113587551B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃科;溫光林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川空分設(shè)備（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F25J3/04
• 分類號(hào): F25J3/04;F25J5/00
• 代理公司: 成都欣圣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51292
• 代理人: 易丹

本發(fā)明提供了一種利用LNG冷能生產(chǎn)液氧、液氮和液氬的空分系統(tǒng)及方法，其LNG冷箱單元為主換熱器冷箱單元和主塔冷箱單元提供LNG冷能，實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣和氮?dú)獾睦鋮s液化；主換熱器冷箱單元對(duì)低壓純化空氣和壓力氮?dú)膺M(jìn)行冷卻，將低壓純化空氣送至主塔進(jìn)行精餾提純，在塔底獲得液氧，塔頂及主冷凝器獲得氮?dú)猓蝎@得氬餾分，氬餾分送至氬提取部進(jìn)行脫氧、脫氮和精餾，獲得液氬；循環(huán)氮?dú)夂鸵旱贚NG冷箱單元、主換熱器冷箱單元和主塔冷箱單元之間循環(huán)傳輸，以傳遞LNG的冷能，同時(shí)得到部分液氮產(chǎn)品。該系統(tǒng)及方法采用單塔精餾，充分利用LNG冷能生產(chǎn)氧、氮及氬產(chǎn)品，取消了常規(guī)精餾下塔、增加了主冷凝器，投資更省，操作維護(hù)更簡(jiǎn)單，能耗低、安全性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空氣分離工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及利用LNG冷能生產(chǎn)液氧、液氮和液氬的空分系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

LNG冷能空分作為一種LNG冷能的利用方式，因具有能耗低、收益高等特點(diǎn)，已在LNG接收站廣泛的推廣應(yīng)用。且新的LNG冷能空分技術(shù)也在不斷的探索和優(yōu)化。

LNG冷能空分系統(tǒng)主要是以循環(huán)氮?dú)庾鳛槔淞總鬟f的中間介質(zhì)，利用空分精餾塔的高回流比對(duì)純化空氣進(jìn)行液化、分離及提純，以獲得相應(yīng)的氣體產(chǎn)品。循環(huán)液氮在將冷量從LNG傳遞到空分冷箱系統(tǒng)的同時(shí)，也為空分精餾塔提供了很大的回流液，因此，具有很大的精餾潛力可以挖掘。但是，當(dāng)前的LNG冷能空分系統(tǒng)在流程組織上設(shè)置過(guò)于復(fù)雜，空分精餾塔為雙級(jí)精餾塔，內(nèi)部回流復(fù)雜，回流液的精餾潛力利用不夠充分，且運(yùn)行壓力大、能耗高，使得LNG冷能空分系統(tǒng)的設(shè)備設(shè)施投入較大，運(yùn)行能耗較高，操作維護(hù)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種利用LNG冷能生產(chǎn)液氧、液氮和液氬的空分系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)采用單塔精餾，充分利用高回流比生產(chǎn)液氧、液氮及液氬產(chǎn)品，取消了常規(guī)精餾下塔，投資更省，操作及維護(hù)更簡(jiǎn)單，且能耗低、安全性高。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

利用LNG冷能生產(chǎn)液氧、液氮及液氬的空分系統(tǒng)，其特征在于，包括：

LNG冷箱單元、主換熱器冷箱單元、主塔冷箱單元、低壓氮壓機(jī)和循環(huán)氮壓機(jī)；

所述LNG冷箱單元通過(guò)循環(huán)液氮管道與所述主塔冷箱單元連接；

所述主塔冷箱單元通過(guò)低壓純化空氣管道、循環(huán)氮?dú)夤艿馈⒌蛪旱獨(dú)夤艿篮臀鄣獨(dú)夤艿琅c所述主換熱器冷箱單元連接；

所述主換熱器冷箱單元通過(guò)循環(huán)氮?dú)夤艿馈⒌蛪旱獨(dú)夤艿琅c所述LNG冷箱單元連接；

所述低壓氮壓機(jī)通過(guò)所述低壓氮?dú)夤艿篮蛪毫Φ獨(dú)夤艿婪謩e與所述LNG冷箱單元和主換熱器冷箱單元連接；

所述循環(huán)氮壓機(jī)通過(guò)所述循環(huán)氮?dú)夤艿琅c所述LNG冷箱單元連接；

其中，所述主塔冷箱單元包括液氮?dú)庖悍蛛x器、液氮-氮換熱器、主蒸發(fā)器、主塔、主冷凝器、過(guò)冷器和氬提取部；

所述液氮?dú)庖悍蛛x器經(jīng)循環(huán)液氮管道分別與所述LNG冷箱單元和過(guò)冷器連接，并經(jīng)循環(huán)氮?dú)夤艿琅c所述主換熱器冷箱單元連接；

所述液氮-氮換熱器分別經(jīng)所述循環(huán)液氮管道和循環(huán)氮?dú)夤艿琅c所述液氮?dú)庖悍蛛x器和主換熱器冷箱單元連接，并經(jīng)壓力氮?dú)夤艿琅c所述主換熱器冷箱單元和過(guò)冷器連接；

所述主蒸發(fā)器與所述主塔底部連接，經(jīng)所述壓力氮?dú)夤艿琅c主換熱器冷箱單元連接，并經(jīng)壓力液氮管道與所述過(guò)冷器連接；

所述主塔經(jīng)低壓純化空氣管道與所述過(guò)冷器和主換熱器冷箱單元連接，并經(jīng)管道與所述氬提取部連接；

所述主冷凝器與所述主塔頂部連接，經(jīng)所述壓力液氮管道和低壓氮?dú)夤艿琅c所述過(guò)冷器連接；

所述過(guò)冷器，通過(guò)所述低壓氮?dú)夤艿馈⑽鄣獨(dú)夤艿琅c所述主塔和主換熱器冷箱單元連接，并經(jīng)所述壓力液氮管道與所述液氮-氮換熱器連接。

在本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中，所述氬提取部包括第一粗氬塔、第二粗氬塔、粗氬冷凝器、循環(huán)氬泵、純氬塔、純氬冷凝器和純氬蒸發(fā)器：