專利名稱：用于低溫分離空氣的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的用于低溫分離空氣的方法。
背景技術(shù)：
用于低溫分離空氣的方法和設(shè)備例如已由豪森/林德的1985年第二版《低溫技 術(shù)》第4章(第281至337頁)公開。本發(fā)明的蒸餾塔系統(tǒng)包括用于氮氧分離的雙塔系統(tǒng)(例如典型的林德雙塔系 統(tǒng))，該雙塔系統(tǒng)具有彼此處于熱交換關(guān)系的高壓塔和低壓塔。高壓塔與低壓塔之間的熱 交換關(guān)系通常通過主冷凝器實現(xiàn)，在該主冷凝器中，高壓塔的塔頂氣體逆著低壓塔的蒸發(fā) 的池底液體液化。該蒸餾塔系統(tǒng)除了用于氮氧分離的塔之外還可具有例如用于獲得其它空 氣組分、尤其是惰性氣體的其它設(shè)備，例如氬獲取設(shè)備或氪氙獲取設(shè)備，所述氬獲取設(shè)備包 括至少一個粗氬塔。所述蒸餾塔系統(tǒng)除了蒸餾塔之外還包括直接配置給所述蒸餾塔的換熱 器，所述換熱器通常構(gòu)造為冷凝器_蒸發(fā)器。多數(shù)的現(xiàn)代空氣分離設(shè)施是基于所謂的雙塔建立的。這個由兩個耦聯(lián)的具有不同 工作壓力的塔的系統(tǒng)不僅允許獲取氣態(tài)的含氧、含氬和含氮的產(chǎn)品，而且也允許獲取液態(tài) 的餾分。這些液體可以作為液態(tài)的最終產(chǎn)品從所述空氣分離設(shè)施中取出或者被內(nèi)壓縮(在 一個泵中加壓到較高壓力上并且被加熱)，從而它們?nèi)缓罂梢宰鳛闅鈶B(tài)的壓力產(chǎn)品使用。如果將這種液態(tài)餾分從雙塔系統(tǒng)中取出，則必須將相應(yīng)量的空氣在供入到該雙塔 系統(tǒng)中之前預(yù)液化，也就是說，將一部分空氣氣態(tài)地(通往高壓塔的進(jìn)料空氣和例如來自 拉赫曼透平的、直接供入到低壓塔中的空氣)導(dǎo)入到該雙塔系統(tǒng)中并且將一部分空氣液態(tài) 地(節(jié)流流和來自克勞德透平的液態(tài)空氣，如果存在的話)導(dǎo)入到該雙塔系統(tǒng)中。如果液 態(tài)地取出很多產(chǎn)品，則相應(yīng)地提高預(yù)液化的空氣的量。因為僅僅是兩個塔的下部區(qū)段被加載液態(tài)空氣，因此預(yù)液化的空氣僅僅很少地參 與到雙塔中的精餾過程中(與液態(tài)空氣相比)。因此，所述預(yù)液化對于雙塔中的精餾過程 具有負(fù)面影響。隨著空氣預(yù)液化的升高，氧產(chǎn)率(以及氬產(chǎn)率，如果該系統(tǒng)生產(chǎn)氬的話)降 低。所述空氣分離設(shè)施的效率和經(jīng)濟(jì)性降低。為了加強精餾(特別是在兩個塔的上部區(qū)段中)，人們采取所謂的“供料壓縮機” 等措施(該供料壓縮機將來自低壓塔上部的產(chǎn)品的一部分壓縮到高壓塔的壓力上，然后將 該部分供入到高壓塔中)和/或試圖使用用于產(chǎn)生冷的所謂氮回路(在此空氣不是在雙塔 之前而是在壓力塔內(nèi)部通過液態(tài)氮液化)。然而所述措施意味著較高的能耗并且由于換熱 器和/或機器數(shù)量較高而使得總設(shè)施昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，即使在高的預(yù)液化(例如總進(jìn)料空氣的30摩爾％以上、特別 是40摩爾％以上)的情況下也可以在不使用附加的機器和換熱器的情況下提高空氣分離 設(shè)施的氧產(chǎn)率(和氬產(chǎn)率，如果獲取氬的話)。
所述任務(wù)通過權(quán)利要求1的特征解決。在此，在傳統(tǒng)雙塔上游連接一個附加的第 三塔(“預(yù)塔”)。液態(tài)空氣的至少一部分(“第一部分流”)首先被導(dǎo)入到該第三塔中并且 (類似于在雙塔的高壓塔中)被分離為液態(tài)氮餾分和粗氧。所述連接在上游的塔借助于一 個塔頂冷凝器(通常安置在塔上方)用預(yù)液化的空氣(“第二部分流”)冷卻。所述液態(tài)空 氣在此蒸發(fā)并且被氣態(tài)地供入到蒸餾塔系統(tǒng)、特別是供入到高壓塔中。第三塔以一個高于雙塔的高壓塔壓力的壓力工作，從而在塔頂冷凝器中蒸發(fā)的空 氣可被導(dǎo)入到高壓塔中。預(yù)塔與高壓塔之間的壓力比(分別在塔頂測量)優(yōu)選為至少1.4并且特別是在 1. 4與1. 8之間、優(yōu)選在1. 5與1. 7之間。然后，將來自預(yù)塔(或來自預(yù)塔的塔頂冷凝器的冷凝室)的液態(tài)氮供入到高壓塔 中，將來自預(yù)塔的下部區(qū)域的液態(tài)粗氧導(dǎo)入到高壓塔和/或低壓塔中，或者如果存在氬部 分的話替代或附加地導(dǎo)入到氬部分中。通過這種布置實現(xiàn)了下述優(yōu)點-預(yù)液化的空氣在預(yù)塔的塔頂冷凝器中蒸發(fā)并且氣態(tài)地導(dǎo)入到雙塔中。從而顯著 降低預(yù)液化的負(fù)面效應(yīng)。_雙塔中的精餾可通過一個或多個來自預(yù)塔或預(yù)塔的塔頂冷凝器的洗滌-LIN餾 分得到改善。_氧產(chǎn)率顯著提高，從而即使在高于50%的預(yù)液化的情況下也能實現(xiàn)通常的產(chǎn) 率。對于氬產(chǎn)率也是這樣，如果所述設(shè)施附加地產(chǎn)生氬的話。-塔的尺寸、特別是高壓塔和預(yù)塔的尺寸相對小。-從所述預(yù)塔中可取出比雙塔的高壓塔的壓力高的壓力氮(VHPGAN-veryhigh pressure gaseous nitrogen)。-為了產(chǎn)生冷，可將空氣在透平中不僅膨脹到低壓塔的壓力(拉赫曼透平)或高壓 塔的壓力(HDS克勞德透平)，而且可膨脹到預(yù)塔或預(yù)塔的塔頂冷凝器的壓力(VS克勞德透 平)。根據(jù)本發(fā)明的基本構(gòu)思，盡可能將所有可在高壓下提供的、適合于冷卻預(yù)塔的過 程流用來進(jìn)行冷卻(但是這不排除在個別情況下將所述過程流的一部分在其他部位上導(dǎo) 入到蒸餾塔系統(tǒng)中)。特別是優(yōu)選將全部預(yù)液化的空氣、在任何情況下將預(yù)液化空氣的80 摩爾％以上或90摩爾％以上導(dǎo)入到預(yù)塔的塔頂冷凝器的蒸發(fā)室中。此外，本發(fā)明還涉及一種如權(quán)利要求12所述的用于低溫分離空氣的設(shè)備。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，下列變型方案都是可以的并且必要時也可以彼此組合1.預(yù)塔在雙塔旁邊(高壓塔和低壓塔彼此疊置)。2.所有三個塔彼此并排。3.三個具有VS克勞德透平的塔，所述VS克勞德透平將氣態(tài)空氣膨脹到預(yù)塔中并 且將液態(tài)空氣膨脹到預(yù)塔的塔頂冷凝器中。4.在方法中應(yīng)用將全部空氣壓縮到顯著高于預(yù)塔壓力的壓縮裝置；在此通常將 一部分在所謂的內(nèi)壓縮的范圍內(nèi)液化或(在超臨界壓力下)偽液化并且接著被節(jié)流膨脹； 其余的在一個或多個透平中做功膨脹，特別是膨脹到預(yù)塔或預(yù)塔的塔頂冷凝器的壓力。5.三個具有HDS克勞德透平的塔，所述HDS克勞德透平將空氣膨脹到高壓塔中。
6.三個具有拉赫曼透平的塔，所述拉赫曼透平將空氣膨脹到低壓塔中。7.三個塔與兩個透平的組合(VS克勞德透平與HDS克勞德透平，VS克勞德透平與 拉赫曼透平，HDS克勞德透平與拉赫曼透平)。8.三個具有三個透平的塔(VS克勞德透平，HDS克勞德透平，拉赫曼透平)。9.具有或不具有氬獲取裝置。10.換熱器可以是分開式或集成式的。


下面借助于附圖中描述的實施例對本發(fā)明以及本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是本發(fā)明方法的第一實施例，圖2是第二實施例，同時示出主換熱器和作為唯一膨脹機的VS克勞德透平，圖3是圖2的一種變型方案，其中，全部的氣態(tài)進(jìn)料空氣(第一部分流)來自VS 克勞德透平，圖4是具有HDS克勞德透平作為唯一膨脹機的第四實施例，圖5是具有拉赫曼透平作為唯一膨脹機的第五實施例，和圖6是用于獲得不純凈氧的第五實施例，同時將全部空氣壓縮到顯著高于前塔壓 力。
具體實施例方式在圖1中沒有示出供料空氣的壓縮、凈化和冷卻。蒸餾塔系統(tǒng)在此包括一個預(yù)塔 10、一個高壓塔11和一個低壓塔12以及與其相連的冷凝器-蒸發(fā)器，即主冷凝器13和預(yù) 塔的塔頂冷凝器14。此外，蒸餾塔系統(tǒng)也可選擇性地具有一個氬部分15，該氬部分特別是 包括至少一個粗氬塔和該粗氬塔的塔頂冷凝器；此外，所述氬部分還可以具有用于氬氮分 離的精氬塔。在該實例中，用于氮氧分離的分離塔具有下述工作壓力(分別在塔頂處)預(yù)塔10.....................7. 5 至 12bar，高壓塔11..................5.0至6.5匕&1·，低壓塔12..................1. 3 至 1. 6bar。進(jìn)料空氣的第一部分流1氣態(tài)地來自于主換熱器的冷端(未示出)或來自于透 平。該第一部分流處于稍高于預(yù)塔13的工作壓力的壓力下并且直接在池底的上方被導(dǎo)入。預(yù)塔10具有一個塔頂冷凝器14，空氣的第二部分流以液態(tài)狀態(tài)被導(dǎo)入到該塔頂 冷凝器的蒸發(fā)室中。在該實例中，所述“第二部分流”由兩個底流2a、2b構(gòu)成。底流2a來自 VS克勞德透平的出口，底流2b來自所述主換熱器的冷端(未示出)并且逆著液態(tài)地從該蒸 餾塔系統(tǒng)中取出并且接著液態(tài)地提高壓力的被冷凝或者(在超臨界壓力下)被偽冷凝。在 導(dǎo)入到塔頂冷凝器14的蒸發(fā)室中時，第二部分流2a、2b基本上(85至95摩爾％)由液體 組成。其液體分量包括總進(jìn)料空氣的30至50摩爾％。其余的進(jìn)料空氣被氣態(tài)地導(dǎo)入到蒸 餾塔系統(tǒng)中。氣態(tài)導(dǎo)入(除了流體2a、2b和透平流3中可能的氣體分量之外)完全地通過 將第一部分流1導(dǎo)入到預(yù)塔10的內(nèi)部進(jìn)行。此外，在該實例中將一個附加的液態(tài)流4導(dǎo)入到所述塔頂冷凝器14的蒸發(fā)室中。該液態(tài)流來自預(yù)塔10的中間部位，該中間部位設(shè)置在池底上方的大致8至16理論或?qū)嶋H 塔板處。在此，預(yù)塔的全部池底液體5被導(dǎo)入到高壓塔11中，確切地說直接在高壓塔的池 底處被導(dǎo)入。替代或附加地，將預(yù)塔的池底液體5或其一部分(在過冷卻-逆流器37中冷 卻之后)供入到低壓塔12和/或氬部分15中(圖中未示出)。在塔頂冷凝器14的冷凝 室中由預(yù)塔10的塔頂?shù)?0的一部分31產(chǎn)生的液體6的第一部分作為塔頂回流7供入到 預(yù)塔10中并且其第二部分8被引導(dǎo)至高壓塔11的塔頂。此外，可以將富氮的不純凈餾分 9從預(yù)塔導(dǎo)入到高壓塔中；該不純凈餾分9在預(yù)塔10的一個中間部位上(該中間部位設(shè)置 在塔頂下方的大致8至16理論或?qū)嶋H塔板處)被取出并且在一個中間部位處被引導(dǎo)至高 壓塔11。在塔頂冷凝器的蒸發(fā)室中形成的、蒸發(fā)的餾分16通過管路17與進(jìn)料空氣的來自 HDS克勞德透平的出口的第三部分流18 —起被引導(dǎo)至高壓塔的池底。來自預(yù)塔10的塔頂 冷凝器14的沖洗液體32在下部區(qū)域中的一個中間部位上被供應(yīng)給高壓塔10。此外，在該實例中將一個另外的液態(tài)流4導(dǎo)入到塔頂冷凝器14的蒸發(fā)室中。該另 外的液態(tài)流來自預(yù)塔10的一個中間部位，該中間部位設(shè)置在池底上方的大致8至16理論 或?qū)嶋H塔板處。此外，雙塔11/12/13和可選的氬部分15以普遍公知的方式工作。從高壓塔11中在池底處將液態(tài)的粗氧33、在導(dǎo)入沖洗液體32的中間部位處將液 態(tài)的空氣餾分34、從上方遠(yuǎn)處的中間部位上將不純凈氮35并且將來自主冷凝器13的冷凝 室的液態(tài)純氧在一個過冷卻_逆流器37中與回流間接熱交換的情況下冷卻并且通過管路 38、39、40或41在合適的部位上導(dǎo)入到低壓塔12中。此外，可以將氣態(tài)的空氣42從拉赫曼 透平和/或?qū)⒁簯B(tài)空氣43從HDS克勞德透平供入到低壓塔12中。如果該設(shè)施沒有氬部分，則可取出下列產(chǎn)品-從低壓塔12的塔頂取出氣態(tài)氮(GAN)44,45 ；-從低壓塔12的塔頂取出液態(tài)氮(LIN)46 ；-從低壓塔上部區(qū)域中的一個中間部位取出氣態(tài)的不純凈氮(UN2)47、48；-直接在低壓塔12的池底上方取出氣態(tài)氧(GOX)49 ；-從低壓塔12的池底取出液態(tài)氧(LOX)50 ；-從高壓塔11的塔頂取出氣態(tài)的壓力氮(HPGAN)51 ；-從主冷凝器13的冷凝室或從高壓塔11取出液態(tài)的壓力氮(HP-LIN)52 ；-從預(yù)塔10的塔頂取出壓力特別高的氣態(tài)氮(VHPGAN)53 ；該設(shè)施能夠、但不是必須同時產(chǎn)生所述產(chǎn)品。氣態(tài)的產(chǎn)品流在一個未示出的主換熱器中在與進(jìn)料空氣間接熱交換的情況下被 加熱。主換熱器可以由一個單元或由兩個或更多并聯(lián)和/或串聯(lián)連接的單元組成。液態(tài)的 氧可以作為液態(tài)產(chǎn)品獲得；替代或附加地，液態(tài)地從低壓塔取出的氧的至少一部分在液態(tài) 下被加壓并且接著在所述主換熱器中被蒸發(fā)或(在超臨界壓力下)被偽蒸發(fā)且被加熱，接 著作為氣態(tài)的壓力產(chǎn)品被取出(所謂的內(nèi)壓縮)。在圖1實施例的一個變型方案中，該系統(tǒng)具有一個用于獲取液態(tài)純氬(LAR)的氬 部分15。該氬部分包括一個或多個用于氬氧分離的粗氬塔和一個用于氬氮分離的精氬塔，
7它們以普遍公知的方式工作。粗氬塔的下端部通過管路61、62與低壓塔12的一個中間區(qū) 域連通。來自高壓塔11的液態(tài)粗氧在該情況下通過管路33A被導(dǎo)入到所述氬部分中并且 特別是至少部分地在粗氬塔的塔頂冷凝器中至少部分地蒸發(fā)(未示出)。至少部分地呈氣 態(tài)的粗氧通過管路38A被供入到低壓塔12中。此外，從所述氬部分15中還取出氣態(tài)的剩 余流(廢棄物)55。由圖1的實施例可得出下列不同于附圖的變型方案-管路4可被去掉或者保持不工作。于是塔頂冷凝器14僅僅通過液化的空氣2a、 2b冷卻。-預(yù)塔10的池底液體5可以部分地或完全地代替在37中過冷卻之后導(dǎo)入到高壓 塔U中而導(dǎo)入到低壓塔12中。如果要獲取氬的話，可將一部分或全部過冷卻后的液體在 導(dǎo)入到低壓塔之前用來冷卻粗氬塔的塔頂冷凝器。圖2示出主換熱器260和一個作為唯一的膨脹機的VS克勞德透平261的圖示。所 述透平可以要么借助于油制動器262要么借助于發(fā)生器要么借助于再壓縮機來制動，該再 壓縮機要么壓縮透平流要么壓縮節(jié)流流2b (在其在主換熱器260中[偽]液化的上游)。 經(jīng)透平膨脹和至少部分地液化的空氣263被導(dǎo)入到一個相分離裝置264中。液態(tài)分量264 被導(dǎo)入到預(yù)塔10的塔頂冷凝器14的蒸發(fā)室中。氣態(tài)分量270與來自主換熱器260的氣態(tài) 空氣匯合并且通過管路1被供入到預(yù)塔10中。在圖2中還示出通過內(nèi)壓縮(internal compression)來獲取氣態(tài)的壓力氧293、 294。在此，液態(tài)氧50的至少一部分(IC-LOX)被從低壓塔12的池底通過管路290供應(yīng)給一 個氧泵291、在那里被加壓到增高的壓力并且其至少第一部分在該增高的壓力下在主換熱 器260中蒸發(fā)或偽蒸發(fā)并且作為高壓產(chǎn)物294被取出。另一部分可以被減壓(292)并且在 該降低的壓力下在主換熱器260中蒸發(fā)或偽蒸發(fā)并且最后作為中間壓力產(chǎn)物293被取出。附加或替代地，能夠以類似的方式通過內(nèi)壓縮獲取一個或兩個壓力非常高的氮產(chǎn) 物296、297，其方式是，將液態(tài)的高壓氮52在一個氮泵295中加壓到相應(yīng)高的壓力并且在該 壓力下(且必要時部分地在稍低的中間壓力下)在主換熱器260中被(偽)蒸發(fā)和加熱。圖3的實施例與圖2的不同之處在于，全部的氣態(tài)進(jìn)料空氣(“第一部分流”)301 均來自于VS克勞德透平361。圖4示出第四實施例，其具有一個HDS克勞德透平465作為唯一的膨脹機。所述 透平可以要么借助于油制動器466要么借助于發(fā)生器要么借助于再壓縮機來制動，該再壓 縮機要么壓縮透平流要么壓縮節(jié)流流(在其在主換熱器260中[偽]液化的上游)。經(jīng)透 平膨脹和至少部分地液化的空氣467被導(dǎo)入到一個相分離裝置468中。液態(tài)分量469通過 管路471被導(dǎo)入到低壓塔12中。氣態(tài)分量470與來自預(yù)塔10的塔頂冷凝器的氣態(tài)空氣16 匯合并且通過管路417被供入到高壓塔11中。在圖5的實施例中，一個拉赫曼透平形成唯一的膨脹機。所述透平可以要么借助 于油制動器562要么借助于發(fā)生器要么借助于再壓縮機來制動，該再壓縮機壓縮透平流 (在其在主換熱器260中[偽]液化的上游)。經(jīng)透平膨脹的氣態(tài)空氣563被供入到低壓 塔12中。在圖6中示出本發(fā)明方法的一個變型方案，其特別是適合于獲取不純凈氧。在此， 所有空氣被壓縮到顯著高于預(yù)塔壓力。在其他方面該變型方案很大程度上相應(yīng)于圖3的方案。然而在此一般來說氬獲取意義不大。在此，進(jìn)料空氣在主空氣壓縮機601中加壓到例如5. 5至24bar的壓力、在該壓力 下被供應(yīng)給預(yù)冷卻裝置602并且進(jìn)一步被供應(yīng)給預(yù)凈化裝置603，該預(yù)凈化裝置例如構(gòu)造 為Molsieb吸收器-站。所有經(jīng)過凈化的空氣接著在一個再壓縮機604中被進(jìn)一步壓縮到 例如高達(dá)40bar的壓力。由此得到的高壓空氣605被分為第一支流606和第二支流607。第一支流606在一個另外的、由VS克勞德透平361驅(qū)動的再壓縮機661中被加壓 到更高的壓力并且用作節(jié)流流2b。第二支流607在所述再壓縮機604的出口壓力下被導(dǎo)入 到主換熱器260中并且在VS克勞德透平361中膨脹。所有圖示的過程和設(shè)施都應(yīng)理解為示例性的。附圖首先應(yīng)表示功能性的關(guān)系。高 壓塔和低壓塔雖然上下疊置地示出并且具有集成的主冷凝器，但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)這些 塔和冷凝器的任何其他的布置方式都是可以的。所述塔可以裝備有篩塔板、包裝(sructured packing)或非調(diào)節(jié)的填充物 (non-structured packing)或者也包括所述類型的物質(zhì)交換元件的組合。主冷凝器構(gòu)造為降膜式蒸發(fā)器或浴蒸發(fā)器。在浴蒸發(fā)器的情況下，其可以單層地 或多層地(級聯(lián)冷凝器)構(gòu)成。預(yù)塔的塔頂冷凝器優(yōu)選構(gòu)造為浴冷凝器。在實際的布置中一些流或塔區(qū)段可以缺失。在方法技術(shù)方面這意味著相應(yīng)流的 量等于零或者相關(guān)區(qū)段中的理論塔板的數(shù)量等于零。在設(shè)備方面通常這意味著相應(yīng)的管 路或相應(yīng)的塔區(qū)段缺失。主換熱器可以分別集成地或分開地構(gòu)成，附圖僅僅示出交換器的基本功能——熱 流通過冷流來冷卻。在本發(fā)明的所有實施例中沒有使用將液體從一個塔輸送到另一個塔的泵。
權(quán)利要求
用于在蒸餾塔系統(tǒng)中低溫分離空氣的方法，該蒸餾塔系統(tǒng)具有至少一個高壓塔(11)和一個低壓塔(12)，并且在該蒸餾塔系統(tǒng)中 將進(jìn)料空氣導(dǎo)入到該蒸餾塔系統(tǒng)中，其中， 將進(jìn)料空氣的第一部分氣態(tài)地導(dǎo)入到該蒸餾塔系統(tǒng)中，并且 將進(jìn)料空氣的第二部分在液態(tài)狀態(tài)下導(dǎo)入到該蒸餾塔系統(tǒng)中，并且 所述第二部分包括總進(jìn)料空氣量的至少30摩爾％，其特征在于， 該蒸餾塔系統(tǒng)還包括一個預(yù)塔(10)，該預(yù)塔的工作壓力高于高壓塔(11)的工作壓力， 將進(jìn)料空氣的第一部分流(1；301)導(dǎo)入到該預(yù)塔(10)中， 該預(yù)塔(10)具有一個塔頂冷凝器(14)，該塔頂冷凝器構(gòu)造為具有冷凝室和蒸發(fā)室的冷凝器 蒸發(fā)器， 將一個氣態(tài)餾分(30，31)從該預(yù)塔(10)的上部區(qū)域?qū)氲剿鏊斃淠?14)的冷凝室中， 將在所述冷凝室中形成的液體(6)至少部分地作為回流(7)輸出給預(yù)塔(10)，并且 將進(jìn)料空氣的第二部分流(2a；2b)至少部分地在液態(tài)狀態(tài)下導(dǎo)入到所述塔頂冷凝器(14)的蒸發(fā)室中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，進(jìn)料空氣的第二部分流(2a；2b)的液態(tài)分量在導(dǎo)入 到所述塔頂冷凝器(14)的蒸發(fā)室中時包括總進(jìn)料空氣量的30摩爾％以上、特別是35摩 爾％以上、特別是40摩爾％以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，所述進(jìn)料空氣的第二部分包括進(jìn)料空氣量 的35摩爾％以上、特別是40摩爾％以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項的方法，其特征在于，將至少一個最終產(chǎn)品流(46；50 ； 52)液態(tài)地從所述蒸餾塔系統(tǒng)取出并且將其作為液態(tài)產(chǎn)品獲得。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項的方法，其特征在于，將至少一個液態(tài)產(chǎn)品流(50， 290 ；52)從所述蒸餾塔系統(tǒng)取出、在液態(tài)狀態(tài)下將其加壓到增高的壓力(291 ；295)并且使 其在該增高的壓力下通過間接的熱交換(206)蒸發(fā)或偽蒸發(fā)并且最終將其作為氣態(tài)的產(chǎn) 品流(293 ；294 ；296 ；297)取出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項的方法，其特征在于，將全部進(jìn)料空氣在一個或多個空 氣壓縮機(601，604)中壓縮到第一壓力，該第一壓力比高壓塔的工作壓力高至少lbar。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項的方法，其特征在于，將在所述塔頂冷凝器(14)的蒸 發(fā)室中形成的、蒸發(fā)的餾分(16)的至少一部分在預(yù)塔(10)的塔頂冷凝器的蒸發(fā)室下游導(dǎo) 入到所述蒸餾塔系統(tǒng)中、特別是導(dǎo)入到高壓塔(11)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項的方法，其特征在于，將在所述預(yù)塔(10)的塔頂冷凝 器(14)的冷凝室中形成的液體(6)的至少一部分(8)供入到高壓塔和/或低壓塔中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項的方法，其特征在于，在低壓塔中產(chǎn)生氮含量為至少 99摩爾％、特別是99. 95摩爾％以上的氮產(chǎn)品。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項的方法，其特征在于，將一個含氬的流(61)從低壓 塔(12)導(dǎo)入到一個氬部分(15)中，該氬部分具有至少一個粗氬塔，從該氬部分(15)中取出氬產(chǎn)品(LAR)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項的方法，其特征在于，所述進(jìn)料空氣的第二部分流 (2a ；2b)在導(dǎo)入到所述塔頂冷凝器(14)的蒸發(fā)室中時具有80至100%、特別是85至95摩 爾％的液態(tài)分量。
12.用于低溫分離空氣的設(shè)備，-具有一個蒸餾塔系統(tǒng)，該蒸餾塔系統(tǒng)具有至少一個高壓塔(11)和一個低壓塔(12)， -具有用于調(diào)節(jié)的裝置，-具有用于將進(jìn)料空氣導(dǎo)入到所述蒸餾塔系統(tǒng)中的裝置，-其中，該蒸餾塔系統(tǒng)還具有一個預(yù)塔(10)，該預(yù)塔的工作壓力在該設(shè)備工作時高于 高壓塔(11)的工作壓力，-具有用于將進(jìn)料空氣的第一部分流(1 ；301)導(dǎo)入到該預(yù)塔(10)中的裝置， _其中，該預(yù)塔(10)具有一個塔頂冷凝器(14)，該塔頂冷凝器構(gòu)造為具有冷凝室和蒸 發(fā)室的冷凝器-蒸發(fā)器，-具有用于將一個氣態(tài)餾分(30，31)從該預(yù)塔(10)的上部區(qū)域?qū)氲剿鏊斃淠?(14)的冷凝室中的裝置，-具有用于將在所述冷凝室中形成的液體(6)作為回流(7)供入到預(yù)塔(10)中的裝 置，并且_具有用于將進(jìn)料空氣的第二部分流(2a;2b)至少部分地在液態(tài)狀態(tài)下導(dǎo)入到所述塔 頂冷凝器(14)的蒸發(fā)室中的裝置，-其中，所述用于調(diào)節(jié)的裝置這樣構(gòu)成，使得在該設(shè)備工作時 -總進(jìn)料空氣量的至少30摩爾％在液態(tài)狀態(tài)下被導(dǎo)入到所述蒸餾塔系統(tǒng)中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的設(shè)備，其特征在于，所述用于調(diào)節(jié)的裝置這樣構(gòu)成，使得在該設(shè) 備工作時所述進(jìn)料空氣的第二部分流(2a;2b)的液態(tài)分量在導(dǎo)入到所述塔頂冷凝器(14) 的蒸發(fā)室中時包括總進(jìn)料空氣量的30摩爾％以上。全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在蒸餾塔系統(tǒng)中低溫分離空氣的方法和設(shè)備，該蒸餾塔系統(tǒng)具有至少一個高壓塔(11)和一個低壓塔(12)。該方法具有30％或更多的高的預(yù)液化。將進(jìn)料空氣導(dǎo)入到該蒸餾塔系統(tǒng)中。該蒸餾塔系統(tǒng)還包括一個預(yù)塔(10)，該預(yù)塔的工作壓力高于高壓塔(11)的工作壓力。將進(jìn)料空氣的第一部分流(1)導(dǎo)入到該預(yù)塔(10)中。該預(yù)塔(10)具有一個塔頂冷凝器(14)，該塔頂冷凝器構(gòu)造為具有冷凝室和蒸發(fā)室的冷凝器-蒸發(fā)器。將一個氣態(tài)餾分(30，31)從該預(yù)塔(10)的上部區(qū)域?qū)氲剿鏊斃淠?14)的冷凝室中。將在所述冷凝室中形成的液體(6)至少部分地作為回流(7)輸出給預(yù)塔(10)。將進(jìn)料空氣的第二部分流(2a；2b)導(dǎo)入到所述塔頂冷凝器(14)的蒸發(fā)室中。
文檔編號F25J3/04GK101925790SQ200980103353
公開日2010年12月22日 申請日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月28日
發(fā)明者A·阿列克謝耶夫 申請人:林德股份公司