專利名稱：具有雙進(jìn)氣側(cè)冷凝器的低溫空氣分離系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及低溫空氣分離領(lǐng)域，更具體地說，涉及從空氣分離中生產(chǎn)高壓氣體產(chǎn)品。
常用于空氣分離的工業(yè)系統(tǒng)是低溫精餾，它是利用高進(jìn)氣壓來進(jìn)行分離的，這種高進(jìn)氣壓通常是將原料空氣在引入塔系統(tǒng)之前經(jīng)壓縮機(jī)壓縮而獲得的。進(jìn)行空氣分離時(shí)，液體和蒸汽逆流接觸通過該塔或幾個(gè)塔的汽-液接觸部件，使易揮發(fā)組份從液體變成蒸汽，而不易揮發(fā)組份由蒸汽變成液體。蒸汽在塔內(nèi)上升的過程中，易揮發(fā)組份逐漸增多，液體在塔內(nèi)下降的過程中，不易揮發(fā)的組份逐漸增多。通常，低溫分離是在主塔系統(tǒng)和輔助氬塔中進(jìn)行的，主塔系統(tǒng)至少包括一個(gè)塔，在該塔中原料空氣被分離成富氮組分和富氧組分，從主塔系統(tǒng)中流出的原料空氣在輔助氬塔中被分離成富氬組分和富氧組分。
人們常常希望從空氣分離系統(tǒng)中回收到高壓氣體產(chǎn)品。通常是用壓縮機(jī)將產(chǎn)品氣體壓縮到高壓，這種系統(tǒng)很有效，但十分昂貴。而且，在某些情況下，人們可能還希望從空氣分離設(shè)備中生產(chǎn)液體產(chǎn)品。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種改進(jìn)的低溫空氣分離系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是要提供一種用于生產(chǎn)高壓產(chǎn)品氣體而又減少或不需要對(duì)產(chǎn)品氣體進(jìn)行壓縮的低溫空氣分離系統(tǒng)。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是要提供一種用于生產(chǎn)高壓氣體產(chǎn)品同時(shí)還生產(chǎn)液體產(chǎn)品的低溫空氣分離系統(tǒng)。
本領(lǐng)域的普通專業(yè)技術(shù)人員閱讀了本發(fā)明所公開的內(nèi)容后，將能清楚地看到用本發(fā)明可達(dá)到上述目的及其它目的。本發(fā)明一般包括透平膨脹一部分經(jīng)壓縮的原料空氣，以向設(shè)備供冷;將與正蒸發(fā)的液體進(jìn)行熱交換的、一部分經(jīng)透平膨脹的原料氣冷凝，以生產(chǎn)低壓產(chǎn)品氣;冷凝另一部分與正蒸發(fā)的液體進(jìn)行熱交換的原料空氣，以生產(chǎn)高壓產(chǎn)品氣體。
更具體地說，本發(fā)明一方面包括利用低溫精餾分離空氣以生產(chǎn)產(chǎn)品氣體的方法，它包括如下步驟(A)至少冷凝一些冷卻、壓縮后的原料空氣的第一部分，并將所生成的液體引入空分設(shè)備的第一塔，第一塔的運(yùn)行壓力范圍通常為60到100磅/吋2;
(B)透平膨脹經(jīng)冷卻、壓縮的原料空氣的第二部分，將所生成的透平膨脹后的原料空氣的第一部分引入上述第一塔;
(C)至少冷凝一些經(jīng)透平膨脹的原料空氣的第二部分，將所生成的流體引入上述第一塔;
(D)將引入上述第一塔的流體分離成富氮和富氧流體，并將所述兩股流體送入空分設(shè)備的第二塔，第二塔的運(yùn)行壓力低于第一塔的運(yùn)行壓力;
(E)將送入第二塔的流體分離成富氮蒸汽和富氧液體;
(F)從第二塔中抽出富氧液體，通過與透平膨脹后的原料空氣的第二部分進(jìn)行間接熱交換來蒸發(fā)抽出的富氧液體的第一部分，以便進(jìn)行步驟(C)中的冷凝;
(G)提高抽出的富氧液體的第二部分的壓力，通過與原料空氣的第一部分進(jìn)行間接熱交換來蒸發(fā)所生成的液體，以便進(jìn)行步驟(A)中的冷凝;
(H)回收從步驟(F)和(G)的熱交換中所產(chǎn)生的蒸汽作為氧氣產(chǎn)品。
本發(fā)明另一方面包括利用低溫精餾分離空氣以生產(chǎn)產(chǎn)品氣體的設(shè)備，它包括(A)一個(gè)空分設(shè)備，它包括一個(gè)第一塔、一個(gè)第二塔、一個(gè)再沸器、使流體從第一塔流到再沸器的裝置、以及使流體從再沸器流到第二塔的裝置;
(B)一個(gè)第一冷凝器、向第一冷凝器提供原料空氣的裝置、及使流體從第一冷凝器流入第一塔的裝置;
(C)一個(gè)透平膨脹機(jī)、用于向該透平膨脹機(jī)提供原料空氣的裝置、及使流體從透平膨脹機(jī)流入第一塔的裝置;
(D)一個(gè)第二冷凝器、使流體從透平膨脹機(jī)流到第二冷凝器的裝置、及使流體從第二冷凝器流入第一塔的裝置;
(E)使流體從空分設(shè)備流到第二冷凝器的裝置、及從第二冷凝器回收產(chǎn)品氣體的裝置;以及(F)使流體從空分設(shè)備流到第一冷凝器的裝置，該裝置包括使上述流體增壓的裝置，以及從第一冷凝器中回收產(chǎn)品氣體的裝置。
此處所使用的術(shù)語“塔”指的是一種蒸餾或精餾塔或蒸餾或精餾區(qū)，即一種接觸塔或區(qū)域，在該塔或區(qū)中液相和汽相逆流接觸，以實(shí)現(xiàn)流體混合物的分離。例如，汽相和液相可以在安裝在塔內(nèi)的一系列垂直相隔的盤或板上接觸，或者也可以在填料部件上接觸。對(duì)于蒸餾塔的進(jìn)一步討論可以參見“化學(xué)工程手冊(cè)”(第5版，由R.H.Perry和C.H.Chilton編，McGraw-Hill圖書公司出版、紐約)的第13章，即“蒸餾”一章的第13-3頁上B.D.Smith等人的文章“連續(xù)蒸餾過程”(The Continuous Distillation Process)。術(shù)語“雙級(jí)塔”指的是一種高壓塔，其上端與低壓塔的下端處于熱交換關(guān)系。關(guān)于雙級(jí)塔的進(jìn)一步討論發(fā)表在Ruheman的“氣體分離(The Separation of Gases)”一書(牛津大學(xué)出版，1949年)的第7章“工業(yè)空氣分離(Commerical Air Separation)”中。
術(shù)語“氬塔”指的是一種塔，在該塔中通過往上流的蒸汽與向下流的液體逆向流動(dòng)，使上流的蒸汽中氬的含量逐漸增多，氬氣產(chǎn)品從該塔中抽出。
術(shù)語“間接熱交換”的含義是兩種流體進(jìn)行熱交換時(shí)沒有任何直接接觸，或者流體之間互不摻混。
術(shù)語“汽-液接觸部件”是指在兩相逆流流動(dòng)期間，在液汽接觸界面處任何有助于傳質(zhì)或有助于組分分離的塔內(nèi)部件。
術(shù)語“塔盤”指的是一種大體上是平坦的板，板上有孔、液體入口和出口，液體能流過板，而蒸汽通過孔上升，以便兩相之間進(jìn)行傳質(zhì)。
術(shù)語“填料”的含義是指用作塔內(nèi)部件的任何具有予定結(jié)構(gòu)、尺寸和形狀的實(shí)體或空心體，它們?yōu)橐后w提供了表面積，從而能在兩相逆流流動(dòng)期間，在液-汽接觸界面處進(jìn)行傳質(zhì)。
術(shù)語“無規(guī)填料”意指各個(gè)填料互相之間或相對(duì)于塔軸線來說無特定取向的填料。
術(shù)語“結(jié)構(gòu)定形填料(structured packing)”指的是各個(gè)填料彼此之間、以及相對(duì)于塔軸線而言具有特定取向的填料。
術(shù)語“理論段”的含義是指在某段中向上流動(dòng)的蒸汽和向下流動(dòng)的液體之間為理想接觸，使離開的流體保持在平衡狀態(tài)。
術(shù)語“透平膨脹”意指讓高壓氣流通過一個(gè)透平機(jī)而降低氣體的壓力和溫度，從而產(chǎn)生冷量。一般常采用負(fù)載裝置，如發(fā)電機(jī)、功率計(jì)或壓縮機(jī)之類來回收能量。
術(shù)語“冷凝器”是指一種靠間接熱交換的方式冷凝蒸汽的熱交換器。
術(shù)語“再沸器”意指一種靠間接熱交換的方式蒸發(fā)液體的熱交換器。再沸器一般用在精餾塔的底部，以向汽-液接觸部件提供蒸汽流。
術(shù)語“空氣分離設(shè)備”指的是一種利用低溫精餾的方法分離空氣的設(shè)備，它包括至少一個(gè)塔和附屬連接裝置，如泵、管路、閥和熱交換器等。


圖1是本發(fā)明的低溫空氣分離系統(tǒng)的一個(gè)最佳實(shí)施例的流程簡化示意圖;
圖2是空氣冷凝壓力與氧沸騰壓力的關(guān)系曲線圖。
下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。
參見圖1，原料空氣100通常被壓縮到絕對(duì)壓力為90到500磅/吋2(psia)的范圍內(nèi)，然后與流過熱交換器101的逆向回流進(jìn)行間接熱交換而被冷卻。
經(jīng)冷卻、壓縮的原料空氣的第一部分106被送入冷凝器107中，在該冷凝器中，此部分原料氣與來自空分設(shè)備的正在蒸發(fā)的液體進(jìn)行間接熱交換而至少部分被冷凝。第一部分106一般含有5%-35%的原料空氣100。所生成的液體被引入塔105中，該塔的運(yùn)行壓力范圍一般在60-100磅/吋2。在氣流106僅部分冷凝的情況下，所生成的流體160可以直接送入塔105中，或如圖1所示送入分離器108中。從分離器108流出的液體109再流入塔105中。液體109也可以在進(jìn)入塔105之前流過熱交換器110而進(jìn)一步被冷卻。對(duì)原料空氣中經(jīng)過冷凝的部分進(jìn)行冷卻可以提高生產(chǎn)過程中的液體產(chǎn)量。
從分離器108流出的蒸汽111可以直接送入塔105中，或者也可以在熱交換器112中與回流進(jìn)行熱交換而被冷卻或冷凝，然后再流入塔105中。此外，經(jīng)冷卻、壓縮的原料空氣的第四部分113可以在熱交換器112中與回流進(jìn)行熱交換而被冷卻或冷凝，然后再流入塔105中?？梢岳脷饬?11和113來調(diào)節(jié)原料氣中待進(jìn)行透平膨脹部分的溫度。例如，增大氣流113的流量，可以提高熱交換器112中回流的溫度，從而使原料氣流103的溫度也將提高。透平膨脹機(jī)102的入口溫度增高，可以提高產(chǎn)冷量，而且還能控制膨脹氣體的出口溫度，以避免含有任何液體。當(dāng)該空分設(shè)備包括一個(gè)氬塔時(shí)，經(jīng)冷卻、壓縮的原料氣的第三部分120可以通過間接熱交換，例如在熱交換器122中與氬塔中產(chǎn)生的流體進(jìn)行間接熱交換，而被進(jìn)一步冷卻或冷凝，然后再流入塔105中。
將經(jīng)冷卻、壓縮的原料氣的第二部分103送到透平膨脹機(jī)102中，通常透平膨脹后的壓力范圍為60-100磅/吋2。第二部分103一般含原料氣100的60%-90%。所生成的透平膨脹后的原料氣104可以分為第一部分147和第二部分146。如果所采用的第一部分147含透平膨脹后原料氣的第二部分104的0%-75%，則該第一部分流進(jìn)塔105的進(jìn)料口位置應(yīng)低于冷凝后的原料氣的第一部分流進(jìn)塔105的進(jìn)料口位置。第二部分146含有透平膨脹后的第二部分104的25%-100%，將其送入冷凝器149中，在該冷凝器中，至少第二部分146的一部分被冷凝，然后流入塔105中。如圖1所示，第二部分146最好與已液化的第一原料氣部分匯合后再進(jìn)入塔105中。
引入第一塔105內(nèi)的流體在該塔內(nèi)通過低溫精餾被分離成富氮和富氧流體。在圖1所示的實(shí)施例中，第一塔是雙級(jí)塔系統(tǒng)的高壓塔。將富氮蒸汽161從塔105中抽出，然后在緊靠沸騰塔130底部的再沸器162內(nèi)冷凝。生成的液體163被分成液流164和液流118，液流164作為液體回流返回到塔105中，液流118在熱交換器112內(nèi)過冷，然后快速流入空分設(shè)備的第二塔130內(nèi)。第二塔130以低于第一塔的壓力運(yùn)行，通常壓力在15-30磅/吋2的范圍內(nèi)?？梢詮目焖倭魅胨?30之前的液流118中回收液氮產(chǎn)品，或如圖1所示，可以直接從塔130流出的液流119中提取液氮產(chǎn)品，以使容器的快速流入間斷(flashoff)減至最小。
從塔105中抽出的富氧液體為液流117，該液流在熱交換器112中過冷卻，然后流入塔130中。在空分設(shè)備包括一個(gè)氬塔的情況下，如圖1的實(shí)施例所示，全部或部分液流117可以快速流入冷凝器131中，該冷凝器用于冷凝氬塔頂部的蒸汽。所得到的流體165和166分別為蒸汽和液體，它們從冷凝器131流入塔130中。
在塔130內(nèi)，通過低溫精餾將流體分離成富氮蒸汽和富氧液體。從塔130中抽出的富氮蒸汽為蒸汽流114，該蒸汽流流過熱交換器112和101時(shí)被復(fù)熱到近似于環(huán)境溫度，并作為產(chǎn)品氮?dú)獗换厥?。為了控制塔的潔凈程度，從?30上富氮和富氧進(jìn)料口之間的某處抽出富氮廢氣流115，并在將其釋放到大氣之前，使其流過熱交換器112和101，而被復(fù)熱。采用本發(fā)明，氮?dú)獾幕厥章士筛哌_(dá)90%或更高。
正如上面所提到的，圖1所示的實(shí)施例包括空分設(shè)備中的一個(gè)氬塔。在該實(shí)施例中，主要含有氧氣和氬氣的氣流134從塔130流入氬塔132，在氬塔中，通過低溫精餾將該氣流分離成富氧液體和富氬蒸汽。富氧液體作為液流133返回到塔130中，富氬蒸汽167被送到氬塔冷凝器131中，與富氧流體進(jìn)行熱交換而被冷凝，以生產(chǎn)富氬液體168。富氬液體的一部分169用作塔132的回流液體，富氬液體的另一部分121作為粗氬產(chǎn)品被回收，通常該產(chǎn)品含氬的濃度超過96%。如圖1所示，粗氬產(chǎn)品流121在進(jìn)一步濃縮和回收之前可以在氬塔熱交換器122內(nèi)與原料空氣流120進(jìn)行熱交換而被復(fù)熱或蒸發(fā)。
將富氧液體140從塔130中抽出，最好借助高度的變化，即如圖1所示那樣形成液壓頭、用泵、用加壓的貯罐、或者也可以將上述方法任意組合使其增壓至高于塔130中的壓力。抽出的液體被分成二部分，第一部分144占抽出液體140的10%-90%，第二部分148占抽出液體140的10%-90%。第一部分144被送入冷凝器或產(chǎn)品煮沸器149中，在上述熱交換器中，通過與透平膨脹后的原料氣中正進(jìn)行冷凝的第二部分進(jìn)行間接熱交換，使上述第一部分蒸發(fā)。氣態(tài)產(chǎn)品氧145從冷凝器149中流出，經(jīng)熱交換器101時(shí)被復(fù)熱，并作為低壓產(chǎn)品氧氣被回收。此處所使用的術(shù)語“回收”指的是對(duì)氣體或液體進(jìn)行處理的任何措施，包括將它們排入大氣。液氧也可以從液流140或冷凝器149中回收。
可以用提高液體壓頭以及如圖1所示的通過一個(gè)泵141的方法使被抽出液體的第二部分148增壓至高于第一部分的壓力。生成的高壓液體142再流經(jīng)熱交換器110而被加熱，然后節(jié)流進(jìn)入冷凝器或產(chǎn)品煮沸器107，在上述熱交換器中，該液流與正在冷凝的原料空氣的第一部分進(jìn)行間接熱交換，而至少部分被蒸發(fā)。氣態(tài)產(chǎn)品氧143從冷凝器107中流出，通過熱交換器101時(shí)被復(fù)熱，并作為高壓產(chǎn)品氧氣被回收。液體116可以從冷凝器107中抽出，通過熱交換器112而被過冷，再作為產(chǎn)品液氧被回收。通常，低壓氧產(chǎn)品氣的壓力范圍為20-35磅/吋2，高壓氧產(chǎn)品氣的壓力范圍為40-250磅/吋2。
從塔105底部流出的液體的含氧量低于不使用空氣冷凝器的傳統(tǒng)工藝中液體的含氧量，與傳統(tǒng)工藝相比，這就改變了塔105底部和塔130所有段的回流率。本發(fā)明由于制冷時(shí)無須從塔105中抽取蒸汽或向塔130補(bǔ)充蒸汽，所以產(chǎn)品回收率高。
采用從透平機(jī)向塔130補(bǔ)充空氣蒸汽或?qū)乃?05中排出的氮蒸汽送到透平機(jī)中的方法來獲得冷量都會(huì)減少塔130中的回流率，并大大降低產(chǎn)品的回收率。本發(fā)明則能很方便地保持高回流率，因而可保持高的產(chǎn)品回收率和高產(chǎn)品純度。采用本發(fā)明的系統(tǒng)，可使氧氣的回收率提高到99.9%?；厥盏难鯕猱a(chǎn)品的純度一般可保持在95%-99.95%。
在原料空氣進(jìn)入熱交換器101之前先將其分流則可以獲得更大的靈活性。如果液體生產(chǎn)的需求與產(chǎn)品壓力需求不匹配，則可以供給兩種不同壓力的空氣。提高產(chǎn)品壓力將提高產(chǎn)品煮沸器所需的空氣壓力，而增加液體需求量則會(huì)提高透平機(jī)入口的空氣壓力。
圖1的實(shí)施例表示出生產(chǎn)產(chǎn)品氧氣所需的原料空氣的冷凝作用。圖2表示△T為1K和2K時(shí)在產(chǎn)品沸騰的壓力范圍內(nèi)生產(chǎn)氧氣產(chǎn)品所需的空氣冷凝壓力。在任何間接熱交換器中，流體之間都存在一定的溫差(△T)。增加熱交換器表面積和/或傳熱效率可減小流體之間的溫差(△T)。對(duì)于確定的氧氣壓力要求，減小△T可使空氣壓力降低，同時(shí)可減少壓縮空氣所需的能量，并降低運(yùn)行費(fèi)用。
很多參數(shù)都影響生產(chǎn)純凈液體，由于透平機(jī)流量、壓力、入口溫度和效率決定產(chǎn)冷量，所以它們都有顯著的影響?？諝馊肟趬毫?、溫度和熱端△T將決定熱端的損失?？偖a(chǎn)液量(表示為空氣的一部分)取決于透平機(jī)進(jìn)、出口空氣壓力、透平機(jī)入口溫度、透平機(jī)效率、主熱交換器入口溫度以及所生產(chǎn)的高壓產(chǎn)品氣的產(chǎn)量。生產(chǎn)作為高壓產(chǎn)品的氣體需要向空氣壓縮機(jī)輸入電能以取代產(chǎn)品壓縮機(jī)所需的電能。
當(dāng)前，在低溫精餾中逐漸用填料來取代塔盤作為汽-液接觸部件。結(jié)構(gòu)定形填料或無規(guī)填料具有能使塔增加幾段而不會(huì)顯著提高塔的運(yùn)行壓力的優(yōu)點(diǎn)。這有利于最大限度地提高產(chǎn)品的回收率、增加液體產(chǎn)量和提高產(chǎn)品純度。由于結(jié)構(gòu)定形填料的性能更易預(yù)測，所以結(jié)構(gòu)定形填料優(yōu)于無規(guī)填料。本發(fā)明非常適合采用結(jié)構(gòu)定形填料。尤其是在第二塔或低壓塔內(nèi)采用結(jié)構(gòu)定形填料作部分或全部汽-液接觸部件是極為有利的。如果采用氬塔，在氬塔內(nèi)用這種填料也很有利。
本發(fā)明可獲得高的產(chǎn)品輸送壓力，這將減少或抵消產(chǎn)品壓縮費(fèi)用。此外，如果需要某些液體產(chǎn)品，也可以利用本發(fā)明來生產(chǎn)，而所需投資較少。雙側(cè)冷凝器可減少或消除對(duì)產(chǎn)品壓縮的需求，而膨脹原料空氣可在不降低產(chǎn)品回收率的前提下生產(chǎn)出液體。
雖然我們結(jié)合一個(gè)具體的實(shí)施例詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的普通專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)意識(shí)到，在本權(quán)利要求書所描述的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的范圍內(nèi)，還可以有其它一些實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.利用低溫精餾分離空氣以生產(chǎn)氣體產(chǎn)品方法，它包括(A)至少冷凝一些冷卻、壓縮后的原料空氣的第一部分，并將所生成的液體引入空分設(shè)備的第一塔中，通常上述第一塔的運(yùn)行壓力范圍為60-100磅/時(shí)2；(B)透平膨脹經(jīng)冷卻、壓縮的原料空氣的第二部分，將所生成的透平膨脹后的原料空氣的第一部分引入上述第一塔；(C)至少冷凝一些經(jīng)透平膨脹的原料空氣的第二部分，將所生成的流體引入上述第一塔；(D)將引入第一塔的流體分離成富氮和富氧流體，并將所述二股流體送入空分設(shè)備的第二塔，第二塔的運(yùn)行壓力低于第一塔的運(yùn)行壓力；(E)將送入第二塔的流體分離成富氮蒸汽和富氧液體；(F)從第二塔中抽出富氧液體，通過與透平膨脹后的原料空氣的第二部分進(jìn)行間接熱交換來蒸發(fā)抽出的富氧液體的第一部分，以便進(jìn)行步驟(C)中的冷凝。(G)增加抽出的富氧液體的第二部分的壓力，通過與原料空氣的第一部分間接熱交換來蒸發(fā)所生成的液體，以便進(jìn)行步驟(A)中的冷凝；以及(H)回收從步驟(F)和(G)的熱交換中所得到的蒸汽作為產(chǎn)品氧氣。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是將冷凝原料空氣的第一部分時(shí)所得到的液體在引入第一塔之前進(jìn)一步冷卻。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是使抽出的富氧液體的第二部分在其與原料空氣中正在冷凝的第一部分進(jìn)行熱交換而蒸發(fā)之前被加熱。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是從步驟(A)中得到的液體進(jìn)入第一塔的進(jìn)料口位置高于從步驟(B)中得到的蒸汽進(jìn)入該塔的進(jìn)料口位置;
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是空分設(shè)備還包括一個(gè)氬塔，流體從第二塔進(jìn)到氬塔，并被分離成富氬蒸汽和富氧液體，將富氬蒸汽冷凝，并至少回收一部分。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征是通過與富氧流體間接熱交換而冷凝富氬蒸汽，以便生產(chǎn)富氬液體。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征是通過與冷卻、壓縮后的原料空氣的第三部分間接熱交換蒸發(fā)富氬液體，將所得到的冷凝后的第三部分送入第一塔。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是將原料空氣的第一部分冷凝，將所生成的蒸汽再冷凝，然后送入第一塔。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是還包括從空分設(shè)備中抽出液體，將上述液體作為產(chǎn)品液體而進(jìn)行回收。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征是所述產(chǎn)品液體是富氮流體。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征是所述產(chǎn)品液體是富氧液體。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是還包括通過與從空分設(shè)備中取出的流體進(jìn)行間接熱交換來冷卻原料空氣中的第四部分，該部分的壓力高于透平膨脹后的原料空氣的第二部分的壓力，并將所得到的第四部分送入第一塔。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是還包括回收作為產(chǎn)品氮?dú)獾母坏羝?br> 14.利用低溫精餾分離空氣以生產(chǎn)產(chǎn)品氣體的設(shè)備，它包括(A)一個(gè)空分設(shè)備，包括一個(gè)第一塔、一個(gè)第二塔、一個(gè)再沸器、用于使流體從第一塔流到再沸器的裝置、以及使流體從再沸器流到第二塔的裝置;(B)一個(gè)第一冷凝器、用于向第一冷凝器提供原料空氣的裝置，以及使流體從第一冷凝器流入第一塔的裝置;(C)一個(gè)透平膨脹機(jī)、向該透平膨脹機(jī)提供原料空氣的裝置、以及使流體從透平膨脹機(jī)流入第一塔的裝置;(D)一個(gè)第二冷凝器、使流體從透平膨脹機(jī)流到第二冷凝器的裝置、及使流體從第二冷凝器流入第一塔的裝置;(E)使流體從空分設(shè)備流到第二冷凝器的裝置，及從第二冷凝器中回收產(chǎn)品氣體的裝置;以及(F)用于使流體從空分設(shè)備流到第一冷凝器的裝置，該裝置包括提高上述流體壓力的裝置、及從第一冷凝器中回收產(chǎn)品氣體的裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征是還包括使從空分設(shè)備流到第一冷凝器的流體溫度提高的裝置。
16.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征是該空分設(shè)備還包括一個(gè)氬塔和使流體從第二塔流入氬塔的裝置。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征是還包括一個(gè)氬塔冷凝器、將蒸汽從氬塔送至氬塔冷凝器的裝置、使液體從氬塔冷凝器流到氬塔熱交換器的裝置、向氬塔熱交換器提供原料空氣的裝置、以及將原料空氣從氬塔熱交換器送入第一塔的裝置。
18.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征是第一塔內(nèi)裝有由結(jié)構(gòu)定形填料構(gòu)成的汽-液接觸部件。
19.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征是第二塔內(nèi)裝有由結(jié)構(gòu)定形填料構(gòu)成的汽-液接觸部件。
20.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征是氬塔內(nèi)裝有由結(jié)構(gòu)定形填料構(gòu)成的汽-液接觸部件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種包括至少兩個(gè)塔的低溫空分系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，一部分原料空氣被透平膨脹，以便產(chǎn)冷，一部分與從空分設(shè)備中流出的正蒸發(fā)的產(chǎn)品進(jìn)行熱交換而被冷凝，另一部分原料空氣與從空分設(shè)備中流出的正蒸發(fā)的高壓產(chǎn)品進(jìn)行熱交換而被冷凝，所得到的全部原料空氣流被送入同一塔中，以進(jìn)行分離。
文檔編號(hào)F25J3/04GK1058468SQ91105299
公開日1992年2月5日 申請(qǐng)日期1991年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月27日
發(fā)明者J·R·德雷, D·R·帕斯尼克 申請(qǐng)人:聯(lián)合碳化工業(yè)氣體技術(shù)公司