[发明专利]用于通过低温蒸馏分离空气的方法和设备

权利要求书

1.用于在蒸馏系统中通过低温蒸馏来分离空气的方法，该蒸馏系统至少包括一高压塔(43)和一低压塔(45)，其中，将空气在一主压缩机(3)中压缩，经压缩的空气在一热交换管线(41)中冷却，将经冷却、压缩和净化的空气从所述热交换管线送至所述高压塔，将富氧液流(51)直接地或间接地从所述高压塔送至所述低压塔，将富氮液流(53，55)从所述高压塔送至所述低压塔，将富氮气体从所述低压塔移出并在所述热交换管线中加热，将一空气成分(67)以液态形式从所述蒸馏系统中移出、加压、然后在所述热交换管线中加热，其中：

i)在第一工作模式中，将经所述主压缩机压缩的空气中至少90％的空气进一步压缩至高于高压塔压力至少30巴的第一压力，将该第一压力下的空气送至所述热交换管线中冷却，并分成两部分，将其中一部分液化并送至所述蒸馏系统，将另一部分经至少一个涡轮膨胀机(29A，29B)膨胀后送至所述高压塔。

ii)在第二工作模式中，将经所述主压缩机压缩的空气中至多70％的空气进一步压缩至高于高压塔压力至少30巴的第一压力，将该第一压力下的空气送至所述热交换管线中冷却，并分成两部分，将其中一部分液化并送至所述蒸馏系统，将另一部分经至少一个涡轮膨胀机(29A，29B)膨胀后送至所述高压塔，将经所述主压缩机压缩的空气中至少30％的空气在主压缩机出口压力下送至所述热交换管线中冷却，然后送至所述高压塔。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以液态形式移出所述蒸馏系统并经加压后在所述热交换管线中加热的所述空气成分是氧或氮。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，被压缩至第一压力的所述空气在一对并联连接的压缩机(17A，17B，23A，23B)中的至少一个压缩机中压缩。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从第一压力膨胀至高压塔压力的所述空气在两个并联连接的涡轮膨胀机(29A，29B)中的至少一个中膨胀。

5.根据权利要求3和4所述的方法，其特征在于，在第一工作模式期间，将所述空气送至并联连接的两个压缩机(17A，17B，23A，23B)和/或并联连接的两个涡轮膨胀机(29A，29B)。

6.根据权利要求3和4所述的方法，其特征在于，在第二工作模式期间，将所述空气仅送至并联连接的压缩机(17A，17B，23A，23B)中的一个压缩机和/或仅送至并联连接的涡轮膨胀机(29A，29B)中的一个涡轮膨胀机。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一工作模式期间所产生的作为最终产品(59，61)的低温液体多于所述第二工作模式。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，仅在第一工作模式期间产生作为最终产品的低温液体(59，61)。

9.用于通过低温蒸馏来分离空气的设备，该设备包括一主压缩机(3)、一热交换管线(41)、至少包括一高压塔(43)和一低压塔(45)的蒸馏系统、使所述主压缩机出口与所述热交换管线相连和使所述热交换管线与所述高压塔相连的管路(9)，所述管路(9)适用于将主压缩机出口压力下的气态空气送至高压塔，所述主压缩机的出口与至少一个增压压缩机(17A，17B，23A，23B)相连，增压压缩机的出口与所述热交换管线相连，该热交换管线经由膨胀装置(29A，29B)与所述蒸馏系统相连，从而使得增压压缩机出口压力下的空气在所述压力下冷却，并然后膨胀至所述蒸馏系统中一个塔的压力。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述膨胀装置包括两个并联连接的涡轮膨胀机(29A，29B)，和/或所述增压压缩机包括至少一对并联连接的压缩机(17A，17B，23A，23B)。