用于产生氮和氩的低温空气分离单元的集成式氮液化器制造技术

本发明专利技术提供一种被构造成与产生氩和氮的低温空气分离单元成一体的氮液化器以及氮液化方法。集成式氮液化器和相关方法可以在至少三种不同的模式下操作，包括：(i)不存在液氮模式；(ii)低液氮模式；和(iii)高液氮模式。本发明专利技术的系统和方法被进一步表征为来自空气分离单元的低压塔的富氧流是在氩冷凝器中使用的富氧冷凝介质。富氧冷凝介质。富氧冷凝介质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于产生氮和氩的低温空气分离单元的集成式氮液化器


[0001]本专利技术涉及增强从生产氮和氩的低温空气分离单元中对液氮的回收，并且更具体地说，涉及一种能够在无液氮模式、低液氮模式和高液氮模式下操作的集成式氮液化器。

技术介绍

[0002]电子工业中的工业气体客户经常寻求体积和压力下的氩和氮产品分布，其通常从低温空气分离单元产生，如技术出版物Cheung,Moderate Pressure Cryogenic Air Separation Process,Gas Separation&Purification,Vol 5,March 1991和美国专利号4,822,395(Cheung)中公开的。类似地，2018年4月25日提交的美国专利申请序列号15/962205；15/962245；15/962292；和15/962358，以及2019年10月24日提交的美国专利申请序列号16/662193公开了新型空气分离循环，该新型空气分离循环代表对Cheung公开的系统的改进。对产生中压氩和氮的空气分离单元的这种改进使用取自低压塔的富氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种空气分离单元，所述空气分离单元包括：主空气压缩系统，所述主空气压缩系统被构造用于接收进入的进料空气流并且产生经压缩的空气流；基于吸附的预纯化器单元，所述基于吸附的预纯化器单元被构造用于从所述经压缩的空气流中去除水蒸气、二氧化碳、一氧化二氮和碳氢化合物并产生经压缩且纯化的空气流；主热交换系统，所述主热交换系统被构造成将所述经压缩且纯化的空气流冷却到适于分馏的温度；蒸馏塔系统，所述蒸馏塔系统具有经由冷凝器
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再沸器以热传递关系联结的高压塔和低压塔，所述蒸馏塔系统还包括与所述低压塔操作地联接的氩塔布置，所述氩塔布置具有至少一个氩塔和氩冷凝器，所述蒸馏塔系统被构造用于接收经冷却、压缩且纯化的空气流并从所述低压塔产生至少两个或更多个富氧流；氩产物流、气态氮产物流；其中来自所述低压塔的所述富氧流中的至少一个富氧流是氧产物流，并且来自所述低压塔的所述富氧流中的至少一个富氧流是被引导至所述氩冷凝器的富氧冷凝介质；和氮液化器，所述氮液化器包括氮进料压缩机；氮再循环压缩机；热增压压缩机、加载增压器的热涡轮、冷增压压缩机和加载增压器的冷涡轮，并且与所述主热交换系统和所述蒸馏塔系统成一体，并且其中所述氮液化器被布置或构造成接收所述气态氮产物流的一部分并产生液氮产物流；其中所述氮液化器被构造成以三种模式操作，所述三种模式包括：(i)第一不存在液氮模式，其中所述气态氮产物流中没有一部分被转移到所述氮液化器并且在所述氮液化器中没有液氮产物流产生；(ii)第二低液氮模式，其中所述气态氮产物流的一部分作为气态氮进料流被转移到所述氮液化器，所述气态氮进料流绕过所述氮进料压缩机并且被转移到所述氮再循环压缩机；和(iii)第三高液氮模式，其中所述气态氮产物流的一部分作为所述气态氮进料流被转移到所述氮液化器的所述氮进料压缩机。2.根据权利要求1所述的空气分离单元，其中所述氮液化器还包括设置在所述氮进料压缩机上游的第一流量控制阀和被构造用于将所述气态氮进料流转移到所述氮再循环压缩机的第二旁通阀。3.根据权利要求2所述的空气分离单元，其中所述氮液化器还包括其中所述第二旁通阀是膨胀阀，所述膨胀阀被构造用于减小转移到所述氮再循环压缩机的所述气态氮进料流的压力。4.根据权利要求2所述的空气分离单元，其中在所述第一不存在液氮模式下，所述第一流量控制阀和所述第二旁通阀均处于闭合位置，使得没有所述气态氮产物流被转移到所述氮液化器。5.根据权利要求2所述的空气分离单元，其中在所述第二低液氮模式下，所述第一流量控制阀处于闭合位置，并且所述第二旁通阀处于打开位置，使得所述气态氮产物流的一部分被转移到所述氮液化器的所述氮再循环压缩机。6.根据权利要求5所述的空气分离单元，其中所述气态氮产物流的被转移到所述氮再循环压缩机部分的所述一部分按体积流量计占所述气态氮产物流的介于1％与5％之间。7.根据权利要求2所述的空气分离单元，其中在所述第三高液氮模式下，所述第一流量控制阀处于打开位置，并且所述第二旁通阀处于闭合位置，使得所述气态氮产物流的一部
分被转移到所述氮液化器的所述氮进料压缩机。8.根据权利要求7所述的空气分离单元，其中所述气态氮产物流的被转移到所述氮液化器的所述一部分占所述气态氮产物流的介于5％与10％之间。9.根据权利要求1所述的空气分离单元，其中：所述氩塔被构造成从所述低压塔接收富氩
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氧流，并且产生返回或释放到所述低压塔中的第三富氧流以及被引导至所述氩冷凝器的富氩塔顶馏出物；并且所述氩冷凝器被构造成因取自所述低压塔的所述富氧冷凝介质而冷凝所述富氩塔顶馏出物，以产生粗制氩流、氩回流流和富氧废物流。10.根据权利要求9所述的空气分离单元，其中所述氩冷凝器被构造成因取自所述低压塔的所述富氧冷凝介质和液氮源的混合物而冷凝所述富氩塔顶馏出物，以产生所述粗制氩流、所述氩回流流和所述富氧废物流。11.根据权利要求10所述的空气分离单元，其中所述液氮源是取自所述氮液化器的所述液氮产物流的一部分。12.根据权利要求9所述的空气分离单元，其中所述富氧废物流在所述主热交换系统中加热并用于使所述基于吸附的预纯化单元再生。13.根据权利要求12所述的空气分离单元，其中所述富氧废物流在所述基于吸附的预纯化单元的上游被进一步压缩。14.一种氮液化器，所述氮液化器被构造成与产生氩和氮的低温空气分离单元成一体，所述氮液化器包括：气态氮产物流，所述气态氮产物流由所述低温空气分离单元和气态氮进料流产生，所述气态氮进料流按体积计占所述气态氮产物流的介于约1％与10％之间；氮进料压缩机，所述氮进料压缩机被构造成经由设置在所述氮进料压缩机上游的第一流量控制阀接收所述气态氮进料流并压缩所述气态氮进料流；氮再循环压缩机，所述氮再循环压缩机被构造成从所述氮进料压缩机接收经压缩的气态氮进料流或经由第二旁通阀接收所述气态氮进料流，并且进一步压缩所接收的料流以产生经进一步压缩的热氮流；热增压压缩机，所述热增压压缩机设置在所述氮再循环压缩机下游并且被构造成仍进...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：普莱克斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：