通过与氮气膨胀机联动制动的膨胀机增压机来产生增压空气的深冷精馏方法与设备技术

提供了一种深冷精馏空气以产生氮气和氧气的方法和设备。氮气产品仅从一塔(11)的顶部抽取，如果客户需要更低压力的氮气，部分位于第一氮气产品压力的纯氮气(124)在主换热器(1)中部分复热后，经氮气膨胀机(23)减压至第二氮气产品压力，再经过主换热器(1)进一步复热后，作为低压氮气产品输出，氮气膨胀机(23)可以由压缩空气的膨胀机增压机(24)制动。该方法可以灵活地生产不同压力的氮气，且同时利用氮气膨胀的功减少生产增压空气的能耗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过与氮气膨胀机联动制动的膨胀机增压机来产生增压空气的深冷精馏方法与设备
本专利技术涉及低温精馏空分工艺及装置。
技术介绍
利用低温精馏将空气分离成氮和氧的产品是一种普遍且纯熟的技术。在不同压力下运行的至少两个空气分离塔-中压塔和低压塔-通过主冷凝蒸发器以热量交换的方式联通。将经过增压、纯化和冷却的空气料气输入中压塔和/或低压塔，通过精馏获得气态和/或液态的氮、氧。将全部或部分的氮、氧在主换热器中与空气料气进行换热，从而得到常温下的氮、氧气态产品。空分装置和工艺的设计一般基于客户对氮、氧产品的状态、压力和产量的要求。当需要生产具有较高压力-例如大于40bara-的氧气和/或氮气产品时，可以选择将经过主换热器复热后的常温的氧气或氮气通过相应的增压机增压的外增压方式，或者是用泵将低温的液氧或液氮提升到需要的压力再经过主换热器复热的内增压方式。特别是生产高压氧气时，出于生产安全以及设备成本的考虑，一般采用内增压的流程。在内增压流程中，需要高压的暖流股在主换热器中蒸发汽化高压的液氧，这股暖流股一般是高压的空气料气，也有可能是循环的高压氮气。如果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深冷精馏空气以产生氮气和氧气的方法，包括：/n(a)提供一个在较高压力下工作的一塔(11)和一个在较低压力下工作的二塔(13)，一塔和二塔通过主冷凝蒸发器(12)以热量交换的方式联通；/n(b)提供至少一个空气预冷系统，一个空气纯化系统，一个主空气压缩机(21)，至少一个空气增压机(22)，至少一个主换热器(1,2)，和一个过冷器(3)；/n(c)将经过主空气压缩机(21)增压至第一压力范围的空气料气进一步预冷和纯化后，将其中的一部分(101)在主换热器(1)中与精馏产生的气体产品换热后送入一塔(11)，将其中的另一部分(102)经空气增压机(22)和若干级膨胀机增压机(24,26)增压后...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】一种深冷精馏空气以产生氮气和氧气的方法，包括：
(a)提供一个在较高压力下工作的一塔(11)和一个在较低压力下工作的二塔(13)，一塔和二塔通过主冷凝蒸发器(12)以热量交换的方式联通；
(b)提供至少一个空气预冷系统，一个空气纯化系统，一个主空气压缩机(21)，至少一个空气增压机(22)，至少一个主换热器(1,2)，和一个过冷器(3)；
(c)将经过主空气压缩机(21)增压至第一压力范围的空气料气进一步预冷和纯化后，将其中的一部分(101)在主换热器(1)中与精馏产生的气体产品换热后送入一塔(11)，将其中的另一部分(102)经空气增压机(22)和若干级膨胀机增压机(24,26)增压后，在主换热器(2)中与精馏产生的气体和液体产品换热后，经膨胀或节流后减压至第一压力范围后送入一塔(11)，或部分经过冷器(3)过冷后节流送入二塔(13)；
(d)将空气料气在一塔(11)中精馏，在一塔底部抽取富氧液空(110)，顶部抽取纯液氮(112)，可选择的在中部抽取污液氮(111)，经过冷器(3)过冷后送入二塔(13)作为回流液；
(e)在主冷凝蒸发器(12)中抽取纯液氧(122)，经液氧泵(31)增压后送入主换热器(2)，与经空气增压机(22)和若干级膨胀机增压机(24,26)增压后的空气料气换热并蒸发汽化作为产品输出；
(f)从二塔(13)抽取污氮气(121)，经过冷器(3)升温后，进入主换热器(1,2)进一步复热；
(g)从一塔(11)顶部抽取位于第一氮气产品压力的纯氮气(123)，并将其送入主换热器(1)复热；
其中，部分位于第一氮气产品压力的纯氮气(124)在主换热器中部分复热后，经氮气膨胀机(23)减压至第二氮气产品压力，再经过主换热器(1)进一步复热后，作为产品输出；并且，氮气膨胀机(23)通过第一膨胀机增压机(24)制动，该第一膨胀机增压机(24)将部分经过空气增压机(22)增压且达到第二压力范围的空气料气进一步增压至第三压力范围，

位于第三压力范围的空气料气直接或可选择的进一步增压后进入主换热器(2)与精馏产生的气体和液体产品换热后，经液体膨胀机(28)减压至第一压力范围后送入一塔(11)，或部分减压后的液体经过冷器(3)过冷后节流送入二塔(13)。


如权利要求1所述的方法，其中，主换热器包括高压板式换热器和低压板式换热器，或整体组合式换热器。


如权利要求2所述的方法，其中，经过空气增压机(22)增压且达到第二压力范围的部分空气料气在主换热器中部分冷却后经空气膨胀机(25)减压至第一压力范围后送入一塔。


如权利要求3所述的方法，其中，空气膨胀机(25)通过第二膨胀机增压机(26)制动，该第二膨胀机增压机(26)将经过空气增压机(22)增压且达到第二压力范围的空气料气进一步增压至第三压力范围，位于第三压力范围的空气料气进入主换热器(2)与精馏产生的气体和液体产品换热后，经液体膨胀机(28)减压至第一压力范围后送入一塔。


如权利要求4所述的方法，其中，经过空气增压机(22)增压且达到第二压力范围的空气料气被分成三部分，第一部分(115)经第一膨胀机增压机(24)增压至第三压力范围，第二部分(117)在主换热器中部分冷却后经空气膨胀机(25)减压至第一压力范围后送入一塔(11)，第三部分(118)经第二膨胀机增压机(26)增压至第三压力范围，将增压后的第一部分(116)和第三部分(119)空气料气汇合后送入主换热器(2)与精馏产生的气体和液体产品换热，再经液体膨胀机(28)减压至第一压力范围后送入一塔。


如权利要求3所述的方法，其中，空气膨胀机(25)通过第二膨胀机增压机(26)制动，该第二膨胀机增压机(26)将经过第一膨胀机增压机(24)增压的空气料气(105)进一步增压，并送入主换热器(2)与精馏产生的气体和液体产品换热后，经液体膨胀机(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伯伟，布里格利亚·阿兰，薛凤杰，戴·埃里克，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR