[发明专利]用于生产高压氮的方法和设备

权利要求书

1.一种用于生产高压氮的方法，所述方法包括：

将进给空气冷却至基本为其露点；

在高压塔的底部引入所述空气的至少一部分；

将富氧液体从所述高压塔的底部移出；

将所述富氧液体的压力降至中压，其中所述中压在所述高压和大气压力之间；

在中压塔的中间位置引入所述富氧液体；

将从所述中压塔的底部移出的液体的至少一部分的压力降至低压以冷却所述中压塔的顶部冷凝器并形成废蒸气流；

在冷压缩机中压缩从中压塔移出的蒸气流，冷却所述经压缩的蒸气流，并将它引入到高压塔的底部中；

加热所述废蒸气流，并使所述经加热的流膨胀以产生动力；

从所述中压塔的顶部抽吸液体；

将所抽吸的液体泵压至所述高压并在高压塔的顶部将它注入；以及

从高压塔的顶部抽吸成品氮。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动力的至少一部分由所述冷压缩机利用。

3.一种用于生产高压氮的装置，所述装置包括：

用于将进给空气冷却至基本为其露点的热交换器；

高压蒸馏塔；

中压蒸馏塔；

用于在所述高压蒸馏塔的底部引入所述经冷却压缩的空气的至少一部分的导管；

用于将富氧液体从所述高压蒸馏塔的底部移出的导管；

第一阀，所述第一阀用于将所述富氧液体的压力降至中压，其中所述中压是在所述高压和大气压力之间；以及

用于在所述中压蒸馏塔的中间位置引入所述富氧液体的导管；

第二阀，所述第二阀用于将从所述中压蒸馏塔底部移出的液体的至少一部分的压力降至低压以冷却所述中压蒸馏塔的顶部冷凝器并形成废蒸气流；

用于压缩从中压蒸馏塔移出的蒸气流的冷压缩机，用于冷却所述经压缩的蒸气流的热交换器，以及用于将它引入到所述高压蒸馏塔的底部中的导管；

用于加热所述废蒸气流的热交换器；

第一膨胀机，所述第一膨胀机用于使所述经加热的流膨胀以产生动力；

用于从所述中压蒸馏塔顶部抽吸液体的导管；

用于将所抽吸的液体泵压至所述高压并在高压蒸馏塔顶部将其注入的泵；以及

用于从高压蒸馏塔的顶部抽吸成品氮的导管。

4.一种用于生产高压氮的方法，所述方法包括：

将进给空气冷却至基本为其露点；

在高压塔的底部引入所述空气的至少一部分；

将富氧液体从所述高压塔的底部移出；

将所述富氧液体的压力降至中压，其中所述中压在所述高压和大气压力之间；

在中压塔的中间位置引入所述富氧液体；

将从所述中压塔的底部移出的液体的至少一部分的压力降至低压以冷却所述中压塔的顶部冷凝器并形成废蒸气流；

在冷压缩机中压缩从中压塔移出的蒸气流，冷却所述经压缩的蒸气流，并将它引入到高压塔的底部中；

将所述废蒸气流的一部分加热至第一温度，并在第一膨胀机中使所述经加热的流膨胀以产生动力；

将所述废流的另一部分进一步加热至第二温度，并在第二膨胀机中使所述经进一步加热的流膨胀以产生动力；

从所述中压塔的顶部抽吸液体；

将所抽吸的液体泵压至所述高压并在高压塔的顶部将它注入；以及

从高压塔的顶部抽吸成品氮。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述动力的至少一部分由所述冷压缩机利用。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述富氧液体在与被从所述中压塔移出的并在所述冷压缩机中压缩的所述蒸气流相同的高度被引入。

7.一种用于生产高压氮的装置，所述装置包括：

用于将进给空气冷却至基本为其露点的热交换器；

高压蒸馏塔；

中压蒸馏塔；

用于在所述高压蒸馏塔的底部引入所述经压缩的空气的至少一部分的导管；

用于将富氧液体从所述高压蒸馏塔的底部移出的导管；

第一阀，所述第一阀用于将所述富氧液体的压力降至中压，其中所述中压是在所述高压和大气压力之间；以及

用于在所述中压蒸馏塔的中间位置引入所述富氧液体的导管；

第二阀，所述第二阀用于将从所述中压蒸馏塔底部移出的液体的至少一部分的压力降至低压以冷却所述中压蒸馏塔的顶部冷凝器并形成废蒸气流；

冷压缩机，所述冷压缩机用于压缩从中压蒸馏塔移出的蒸气流，冷却所述经压缩的蒸气流，并将它引入到所述高压蒸馏塔的底部中；

用于加热所述废蒸气流的热交换器；

第一膨胀机，所述第一膨胀机用于使所述经加热的流的一部分膨胀以产生动力；

第二膨胀机，所述第二膨胀机用于使所述经加热的流的另一部分膨胀以产生动力；

用于从所述中压蒸馏塔顶部抽吸液体的导管；

用于将所抽吸的液体泵压至所述高压并在高压蒸馏塔顶部将其注入的泵；以及

用于从高压蒸馏塔的顶部抽吸成品氮的导管。