[发明专利]用于通过低温蒸馏进行空气分离的方法和设备

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，该塔系统至少包括在第一压力下运行的第一塔(100)和在低于第一压力的第二压力下运行的第二塔(102)，第一塔的顶部通过蒸发器-冷凝器(21)热联接至第二塔的底部，在所述方法中：

i)经纯化的空气在交换管线(9)中冷却并且被传送到第一塔以便在所述第一塔中分离，

ii)富含氮的气体被从第一塔的顶部提取出并分成两部分，第一部分(17)在入口温度最高为-150℃的压缩机(19)中被压缩并在蒸发器-冷凝器中冷凝，

iii)富含氮的气体的第二部分(23)在交换管线(9)中被再加热并在膨胀涡轮(27)中膨胀，

iv)富含氧的液体(35)或从该富含氧的液体得到的液体被从第一塔的底部传送到第二塔以便在所述第二塔中分离，而没有与来自第一塔的富含氮的气体换热而被再加热，

v)将富含氮的液体(37)从第一塔的顶部传送到第二塔的顶部，

vi)富氧流体(43)被从第二塔的底部提取出并在交换管线中被再加热，

vii)富氮气体(41)被从第二塔的上部部分提取出并在交换管线中被再加热，

viii)所述蒸发器-冷凝器是使第二塔的下部部分中的液体蒸发的唯一装置，

其特征在于，富含氮的气体的所述第二部分在交换管线中被再加热和在膨胀涡轮中膨胀，而没有被压缩，

其中，根据第一和第二操作模式执行所述方法，在第一操作模式期间，所述压缩机(19)停机，进给空气(1)的压力增加并且从塔系统提取至少一种液体(38，51)作为最终产品，在第二操作模式期间，所述压缩机运行，进给空气(1)的压力低于第一操作模式的压力，第一塔(100)在低于第一操作模式的压力下运行，没有液体被从塔系统提取出作为最终产品，或者从塔系统提取至多为第一操作模式期间的四分之一的液体，

其中，在第一操作模式和第二操作模式中，所述蒸发器-冷凝器(21)接收处于相同压力下的氮。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述富氧流体(43)含有至少97％的氧。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，从第一塔(100)传送到第二塔(102)的富含氮的液体的氮含量小于被传送到蒸发器-冷凝器的富含氮的气体。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在蒸发器-冷凝器(21)中冷凝的所有气体作为回流被送回到第一塔(100)。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，来自步骤vi)的富氧流体(43)是富氧气体。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述富氧气体(43)在交换管线中再加热之后被压缩到其生产压力。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，从第二塔(102)提取出富含氩的气体并将其传送到第三塔(106)以便生成比所述富含氩的气体更加富含氩的流，并且从第一塔提取出富氮气体作为产品。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，压缩机(19)由马达和/或由使空气或来自塔系统的富含氮的气体膨胀的膨胀涡轮(27)驱动。

9.根据权利要求2所述的方法，其中，所述富氧流体(43)含有至少99％的氧。