過第二塔的底部冷凝器21集成在一起，底部冷凝器21由來自第一塔100、在冷壓縮機19中壓縮之后的塔頂?shù)獨?7加熱。
[0046]處于第一塔的壓力下的空氣流I在熱交換器9中冷卻后供應(yīng)到第一塔。
[0047]富含氧的液體35在過冷器104中冷卻之后被從第一塔的底部傳送到第二塔。富含氮的液體37被從第一塔傳送到第二塔102的頂部。富氮氣體41在過冷器104中并且然后在交換器9中被再加熱。
[0048]包含至少97%的氧的富氧液體43被從第二塔102的底部提取出，在第二塔的壓力下在交換器45中蒸發(fā)，然后在壓縮機47中被壓縮。
[0049]從第一塔100的頂部抽取的氮氣的一部分17在未被再加熱的情況下在壓縮機19中被壓縮，然后在底部蒸發(fā)器-冷凝器21中冷凝。
[0050]氮氣的剩余部分23在交換器9中被再加熱到該交換器的一中間溫度、在渦輪27中膨脹、從該交換器的冷端到熱端被再加熱以便形成富氮氣體。
[0051]與圖1不同，圖2包括氬塔106，該氬塔用于分離第二塔中存在的氬并由此改進氧的純度或者使得能夠從中壓塔的頂部提取更多的氮，這可以使得用于冷壓縮機的可用制冷最大化。塔106被供給以富含氬的流31并生產(chǎn)液體流33，液體流33被送回第二塔。該氬塔具有通常被液體35的一部分(未示出)冷卻的塔頂冷凝器。富含氬的氣體39與富氮氣體41混合以便形成廢物。
[0052]兩股空氣流被送到交換器9，流I分成流3和流7。流3處于第一塔的壓力下并以氣態(tài)形式進入該塔。流7在增壓器5中增壓至一較高壓力、在交換器中冷卻、然后在蒸發(fā)器11中冷凝，液態(tài)氧在蒸發(fā)器11中蒸發(fā)以形成氣態(tài)氧45。
[0053]圖3與圖2的區(qū)別之處在于，氣態(tài)氧在交換器9的下游不被壓縮。液態(tài)氧的一部分51用作液態(tài)產(chǎn)品，其余部分43被傳送到輔助塔108的頂部，該輔助塔具有底部再沸器121但是沒有塔頂冷凝器?？諝?被用于加熱輔助塔108的底部再沸器121。將用作產(chǎn)品的氣態(tài)氧57被從輔助塔108的頂部提取出并用作氣態(tài)產(chǎn)品57。底部液體富含氪-氙并且可用于生產(chǎn)這些氣體。
[0054]可以用兩種操作模式執(zhí)行這三個附圖中的方法。根據(jù)第一操作模式，壓縮機19停機，空氣I的壓力增加使得再沸器21接收處于塔100的壓力下的氮并且從塔系統(tǒng)提取至少一種液體作為最終產(chǎn)品(例如液態(tài)氧51和/或液態(tài)氮38)。在第二操作模式期間，塔100在低于第一操作模式的壓力下運行。壓縮機19運行并且沒有液體被從塔系統(tǒng)提取出作為最終產(chǎn)品或者從塔系統(tǒng)提取比第一操作模式期間少至少三倍的液體(即，從塔系統(tǒng)提取至多為第一操作模式期間的四分之一的液體)。因此，在兩種操作模式中用于加熱再沸器21的氮處于相同的壓力下。
【主權(quán)項】
1.一種用于在塔系統(tǒng)中通過低溫蒸餾分離空氣的方法，該塔系統(tǒng)至少包括在第一壓力下運行的第一塔(100)和在低于第一壓力的第二壓力下運行的第二塔(102)，第一塔的頂部通過蒸發(fā)器-冷凝器(21)熱聯(lián)接至第二塔的底部，在所述方法中: i)經(jīng)純化的空氣在交換管線(9)中冷卻并且被傳送到第一塔以便在所述第一塔中分離， ?)富含氮的氣體被從第一塔的頂部提取出并分成兩部分，第一部分(17)在入口溫度至多為-150°C的壓縮機(19)中被壓縮并在蒸發(fā)器-冷凝器中冷凝， iii)富含氮的氣體的第二部分(23)在交換管線(9)中被再加熱并在膨脹渦輪(27)中膨脹， iv)富含氧的液體(35)或從該液體得到的液體被從第一塔的底部傳送到第二塔以便在所述第二塔中分離，而沒有與來自第一塔的富含氮的氣體換熱而被再加熱， V)將富含氮的液體(38)從第一塔的頂部傳送到第二塔的頂部， vi)富氧流體(43)被從第二塔的底部提取出并在交換管線中被再加熱， vii)富氮氣體(41)被從第二塔的上部部分提取出并在交換管線中被再加熱， viii)所述蒸發(fā)器-冷凝器是使第二塔的下部部分中的液體蒸發(fā)的唯一裝置， 其特征在于，富含氮的氣體的所述第二部分在交換管線中被再加熱和在渦輪中膨脹，而沒有被壓縮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述富氧流體(43)含有至少97%的氧，或者甚至至少99%的氧。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，從第一塔(100)傳送到第二塔(102)的富含氮的液體的氮含量小于被傳送到蒸發(fā)器-冷凝器的富含氮的氣體。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，在蒸發(fā)器-冷凝器(21)中冷凝的所有氣體作為回流被送回到第一塔(100)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，來自步驟V)的富氧流體(43)是富氧氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述富氧氣體(43)在交換管線中再加熱之后被壓縮到其生產(chǎn)壓力。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，從第二塔(102)提取出富含氬的氣體并將其傳送到第三塔(106)以便生成比所述富含氬的氣體更加富含氬的流，并且從第一塔提取出富氮氣體作為產(chǎn)品。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，壓縮機(19)由馬達和/或由使空氣或來自塔系統(tǒng)的富含氮的流膨脹的渦輪(27)驅(qū)動。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，根據(jù)第一和第二操作模式執(zhí)行所述方法，在第一操作模式期間，所述壓縮機(21)停機，從塔系統(tǒng)提取至少一種液體(38，51)作為最終產(chǎn)品，在第二操作模式期間，所述壓縮機運行，沒有液體被從塔系統(tǒng)提取出作為最終產(chǎn)品，或者從塔系統(tǒng)提取至多為第一操作模式期間的四分之一的液體。
10.一種用于通過低溫蒸餾分離空氣的設(shè)備，包括:塔系統(tǒng)，該塔系統(tǒng)至少包括在第一壓力下運行的第一塔(100)和在低于第一壓力的第二壓力下運行的第二塔(200)，第一塔的頂部通過蒸發(fā)器-冷凝器(21)熱聯(lián)接至第二塔的底部；交換管線(9);用于將待冷卻的經(jīng)純化的空氣(I)傳送到交換管線并用于將冷卻的空氣傳送到第一塔以便在所述第一塔中分離的裝置；用于從第一塔的頂部提取富含氮的氣體的裝置；入口溫度至多為-150°C的用于壓縮富含氮的氣體的第一部分的壓縮機(19);用于將富含氮的氣體的第二部分傳送到交換管線的裝置；用于使富含氮的氣體的第二部分膨脹的渦輪(27)，所述渦輪連接至交換管線；用于將待冷凝的壓縮氣體傳送到蒸發(fā)器-冷凝器的裝置；用于將富含氧的液體(35)或從該液體得到的液體從第一塔的底部傳送到第二塔以便在所述第二塔中分離的裝置；用于將富含氮的液體(37)從第一塔的頂部傳送到第二塔的頂部的裝置；用于從第二塔的底部提取富氧流體的裝置；用于將待被再加熱的富氧流體(43)傳送到交換管線的裝置；用于從第二塔的上部部分提取富氮氣體(41)和用于將待被再加熱的提取的氣體傳送到交換管線的裝置；用于與來自第一塔的富氮氣體作用而再加熱被送往第二塔的富氧液體的任何裝置，并且所述蒸發(fā)器-冷凝器是用于使第二塔的下部部分中的液體蒸發(fā)的唯一裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，包括用于在交換管線中再加熱所述富氧氣體之后將所述富氧氣體壓縮到其生產(chǎn)壓力的氧壓縮機(47)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的設(shè)備，包括:第三塔(106);用于將富含氬的氣體從第二塔傳送到第三塔的裝置；用于從第三塔抽取比所述富含氬的氣體更富含氬的流的裝置；和用于從第一塔提取富氮氣體作為產(chǎn)品的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項所述的設(shè)備，其中，所述壓縮機(19)由馬達和/或由使空氣膨脹的渦輪和/或使所述富含氮的流的第二部分膨脹的渦輪(27)驅(qū)動。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在塔系統(tǒng)中通過低溫蒸餾分離空氣的方法，該塔系統(tǒng)至少包括在第一壓力下運行的第一塔(100)和在低于第一壓力的第二壓力下運行的第二塔(102)，第一塔的頂部通過蒸發(fā)器-冷凝器(21)熱聯(lián)接至第二塔的貯槽，富含氮的氣體的第一部分(17)被從第一塔的頂部提取出、在入口溫度不超過-150℃的壓縮機(19)中被壓縮并在蒸發(fā)器-冷凝器中冷凝，富氧流體(43)被從第二塔的下部部分提取出并在交換管線中被加熱，富氮氣體(41)被從第二塔的上部部分提取出并在交換管線中被加熱，所述富含氮的氣體的第二部分在未經(jīng)壓縮的情況下在渦輪中膨脹。
【IPC分類】B62D65-02, B62D25-16, B62D27-06
【公開號】CN104755360
【申請?zhí)枴緾N201380024638
【發(fā)明人】B·達維迪安, R·杜貝蒂爾-格勒尼耶, A·吉亞爾, L·喬利, P·勒博, P·佩喬娃
【申請人】喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年2月27日
【公告號】EP2847060A2, US20150121955, WO2013167817A2, WO2013167817A3