[发明专利]一种空气分离的方法

权利要求书

1.一种空气分离的方法，包括

经过压缩机压缩并在预冷系统中冷却、在净化系统中除去有害杂质的原料空气（101）在主换热器（1）中冷却到要求温度或部分带液后，进入精馏塔参与精馏，

所述的精馏塔包括上塔（4）、下塔（2）、冷凝蒸发器（3），

其特征在于：所述的一种空气分离的方法由主制冷循环提供所述的精馏所需的大部分冷量、由返流污氮膨胀制冷提供所述的精馏所需的另一部分冷量；

所述的主制冷循环包括循环压缩机（10）、高温增压透平膨胀机（9）、低温增压透平膨胀机（8）、水冷却器，所述的主制冷循环中的循环工质排出所述的循环压缩机（10）后，经过所述的高温增压透平膨胀机（9）、所述的低温增压透平膨胀机（8）、所述的水冷却器增压冷却后并经过初步复热，进入所述的主换热器（1）中复热到常温，再进入所述的循环压缩机（10），完成所述的主制冷循环；

所述的返流污氮膨胀制冷包括返流污氮增压透平膨胀机（7），由所述的上塔（4）的上部获得的污氮气（111）经过初步复热后进入所述的流污氮增压透平膨胀机（7）的膨胀端膨胀制冷，再经所述的过冷器初步复热后进入所述的主换热器（1）中复热到规定温度后去工艺预定位置，完成所述的返流污氮膨胀制冷；

所述的上塔（4）和所述的下塔（2）的操作压力高于常规的低压压力。

2.根据权利要求1所述的一种空气分离的方法，其特征在于：所述的主制冷循环中的循环工质为污氮气或纯氮气或空气。

3.根据权利要求1所述的一种空气分离的方法，其特征在于：所述的上塔（4）的操作压力大于0.07MPa（表压），所述的下塔（2）的操作压力大于0.65MPa（表压）。

4.根据权利要求2所述的一种空气分离的方法，其特征在于：所述的水冷却器包括第一水冷却器（11）、第二水冷却器（12）、第三水冷却器（13）、第四水冷却器（14）；

出所述的循环压缩机（10）的循环工质经所述的第一水冷却器（11）冷却后分为两路，一路所述的循环工质经所述的主换热器（1）冷却到规定温度后进入所述的高温增压透平膨胀机（9）的膨胀端膨胀，膨胀后的循环工质气体进入所述的主换热器（1）的合适位置；另一路所述的循环工质先进入所述的高温增压透平膨胀机（9）的增压端增压，再经所述的第二水冷却器（12）冷却后进入所述的低温增压透平膨胀机（8）的增压端增压，然后经过所述的第三水冷却器（13）冷却后进入所述的主换热器（1）冷却到规定温度后分为两路，一路经增压的循环工质进入所述的低温增压透平膨胀机（8）的膨胀端膨胀并初步复热到规定温度后与出所述的高温增压透平膨胀机（9）的膨胀端的循环工质气体汇合并经复热后，成为所述的循环压缩机的进气（117）进入所述的循环压缩机（10），另一路经增压的循环工质在所述的主换热器（1）中继续冷却并液化过冷后去工艺预定位置。

5.根据权利要求4所述的一种空气分离的方法，其特征在于：当所述的循环工质为污氮气时，所述的另一路经增压的循环工质在所述的主换热器（1）中继续冷却并液化过冷后经节流，再与出所述的下塔（2）的污液氮（104）汇合，经过冷节流后进入所述的上塔（4）成为所述的上塔（4）的回流液之一；

当所述的循环工质为纯氮气时，所述的另一路经增压的循环工质在所述的主换热器（1）中继续冷却并液化过冷后经节流，再与出所述的冷凝蒸发器（3）的液氮（106）汇合；

当所述的循环工质为空气时，所述的另一路经增压的循环工质在所述的主换热器（1）中继续冷却并液化过冷后经节流，进入所述的下塔（2）参与精馏。

6.根据权利要求4所述的一种空气分离的方法，其特征在于：当所述的循环工质为纯氮气时，一路经增压的循环工质进入所述的低温增压透平膨胀机（9）的膨胀端膨胀后，先与由所述的上塔（4）的顶部获得的纯氮气（328）汇合，再初步复热到规定温度后与经所述的高温增压透平膨胀机（8）的膨胀端膨胀后，再进入所述的主换热器（1）继续复热。

7.根据权利要求1所述的一种空气分离的方法，其特征在于：由所述的上塔（4）的上部获得的所述的污氮气（111）经过液氮过冷器（5）、液空过冷器（6）、产品液氧过冷器（16）、产品液氮过冷器（15）、主换热器（1）中的至少一个完成所述的初步复热后去返流污氮膨胀机（7）的膨胀端膨胀制冷。