[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

1.一种用于在塔系统中通过低温蒸馏分离空气的方法，所述塔系统包括高压塔(100)、低压塔(101)、中压塔(103)和氩塔(102)，所述低压塔的底部与高压塔的顶部热联接，所述中压塔在介于高压塔的压力和低压塔的压力之间的压力下操作，在所述方法中：

i)经净化的压缩空气在热交换器(200)中冷却和至少部分地被送至高压塔，

ii)将富氮液体(40，41)从高压塔的顶部送至低压塔的顶部，

iii)富氧液体(30)被从低压塔取出、加压和在所述热交换器或另一热交换器中气化，

iv)富氮液体(42)被从塔系统取出、加压和在所述热交换器或另一热交换器中气化，

v)将富氩气体从低压塔送至具有顶部冷凝器(105)的所述氩塔，并且从氩塔的顶部取出富氩流体(80)，

vi)使来自高压塔底部的富氧液体(11)在氩塔的顶部冷凝器中部分气化，和将由此形成的气体(13)送至低压塔，

vii)将液态空气流(4)或从高压塔的中间位置提取的包含介于18和25mol.％之间的氧的流(20，22)至少部分地送至中压塔的顶部冷凝器(107)，使其在所述顶部冷凝器中部分地气化以形成蒸气和液体，

viii)在中压塔的顶部冷凝器中形成的蒸气(123)被送至低压塔，

ix)来自中压塔的顶部冷凝器的液体(24)被送至中压塔进行分离，

x)来自中压塔底部的液体(60)被送至低压塔，和

xi)来自中压塔(23)顶部的液体被送至低压塔的顶部。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述中压塔具有底部再沸器(106)，以及其中来自低压塔的富氩气体(51)在所述底部再沸器中冷凝。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，从中压塔的顶部冷凝器送出的液体(24)是在中压塔中分离的唯一进料。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，来自高压塔的所有富氧液体(10，11，12)被送至氩塔的顶部冷凝器(105)，或被送至低压塔和氩塔的顶部冷凝器，而不经过中压塔的顶部冷凝器。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，中压塔的所有底部液体(60)被送至低压塔，而不经过中压塔的顶部冷凝器。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，来自中压塔的顶部冷凝器(107)的液体的一部分(25)被送至低压塔。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，来自所述顶部冷凝器的所述液体(24)被送至中压塔(103)的介于中压塔底部上方2和5个理论塔板之间的位置。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，至少部分空气被冷却到热交换器(200)的中间温度、在压缩机(202)中被压缩、在热交换器中进一步冷却并被送至至少高压塔(100)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述中压塔(103)的底部液体(60)含有至少70mol％氧。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述中压塔(103)的底部再沸器(106)和顶部冷凝器(107)中的至少一个是降膜式再沸器。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，进料空气的至少一部分在热增压器(207)中被从第一压力压缩到第二压力、在第二压力下被供给至热交换器、冷却、在第一涡轮膨胀机(203)中膨胀并被送至高压塔，并且进料空气的至少另一部分在第一压力下被送至热交换器、被分为三份，第一份在冷增压器(202)中被从第一压力压缩到第三压力、冷却、膨胀并被送至高压塔，第二份在第二涡轮膨胀机(204)中膨胀并被送至高压塔，第三份被冷却至热交换器的冷端并被送至高压塔。