[发明专利]低温分离空气的方法和空气分离设备

权利要求书

1.一种低温分离空气的方法，在具有精馏塔系统(1)的空气分离设备中低温分离空气，该精馏塔系统(1)包括在高压塔压力水平工作的高压塔(2)和在低压塔压力水平工作的低压塔(3)，其特征在于：

首先将所有送入精馏塔系统(1)中的所有进料空气(a)压缩至比高压塔压力水平高的初始压力水平，

至少一部分初始压力水平空气(b)在第一涡轮增压机(4)中实施第一升压过程，随后在第二涡轮增压机(6)中实施第二升压过程，

针对第一升压过程的第一涡轮增压机(4)，其是利用第一涡轮膨胀机(5)驱动的；针对第二升压过程的第二涡轮增压机(6)，其是利用第二涡轮膨胀机(7)驱动的，

在连续两个升压过程后获得第一压力水平的节流流(c)，使一部分节流流(d)在主换热器(8)中部分冷却后进料至第一涡轮膨胀机(5)中进行减压获得第一膨胀空气(e)，另一部分节流流(f)在主换热器(8)中完全冷却后进料至第一减压阀(9)中进行减压，

所述进料至第一减压阀(9)中进行减压的另一部分节流流(f)，其相对应的减压可以实现空气的部分液化，其中将保持气态的部分送入高压塔(2)中及将液化的部分送入低压塔(3)中，

至少一部分第一膨胀空气(g)经主换热器(8)复热抽出后，经至少一冷气机(10)再进料至第二涡轮膨胀机(7)膨胀，膨胀后的第二膨胀空气(h)返回主换热器(8)回收冷量后，放空或者返回主空气压缩机(11)的入口，

从低压塔(3)排除低温富氧液体(i)，所述低温富氧液体(i)在低温状态实施升压，加热和蒸发，从空气分离设备导出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：至少一部分第一膨胀空气(g)经该冷气机(10)可以冷却至-30至5℃的温度水平再进料至第二涡轮膨胀机(7)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述至少一部分初始压力水平空气(b)是在15至30巴的压力水平经连续两个升压过程后获得第一压力水平的节流流(c)。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述第一压力水平的节流流(c)是在20至50巴的压力水平，然后使一部分节流流(d)在第一涡轮膨胀机(5)中从第一压力水平减压至高压塔压力水平，另一部分节流流(f)在第一减压阀(9)中从第一压力水平进行减压实现部分液化。

5.一种空气分离设备，该设备具有精馏塔系统(1)，该精馏塔系统(1)包括在高压塔压力水平工作的高压塔(2)和在低压塔压力水平工作的低压塔(3)，

其特征在于：所述空气分离设备还包括被设计用于以下目的的装置，首先将所有送入精馏塔系统(1)中的所有进料空气(a)压缩至比高压塔压力水平高的初始压力水平，

至少一部分初始压力水平空气(b)在第一涡轮增压机(4)中实施第一升压过程，随后在第二涡轮增压机(6)中实施第二升压过程，

针对第一升压过程的第一涡轮增压机(4)，其是利用第一涡轮膨胀机(5)驱动的；针对第二升压过程的第二涡轮增压机(6)，其是利用第二涡轮膨胀机(7)驱动的，

在连续两个升压过程后获得第一压力水平的节流流(c)，使一部分节流流(d)在主换热器(8)中部分冷却后进料至第一涡轮膨胀机(5)中进行减压获得第一膨胀空气(e)，另一部分节流流(f)在主换热器(8)中完全冷却后进料至第一减压阀(9)中进行减压，

所述进料至第一减压阀(9)中进行减压的另一部分节流流(f)，其相对应的减压可以实现空气的部分液化，其中将保持气态的部分送入高压塔(2)中及将液化的部分送入低压塔(3)中，

至少一部分第一膨胀空气(g)经主换热器(8)复热抽出后，经至少一冷气机(10)再进料至第二涡轮膨胀机(7)膨胀，膨胀后的第二膨胀空气(h)返回主换热器(8)回收冷量后，放空或者返回主空气压缩机(11)的入口，

从低压塔(3)排除低温富氧液体(i)，所述低温富氧液体(i)在低温状态实施升压，加热和蒸发，从空气分离设备导出。

6.根据权利要求5所述的空气分离设备，其特征在于：其被设计用于实施权利要求1至4中任一所述的方法。