[发明专利]生产高压氧和高压氮的空气分离流程

权利要求书

1、生产高压氧和高压氮的空气分离流程，采用液化空气的双级精馏塔(15、16、17)，加工空气压缩到0.4～0.7MPa，加工空气利用分子筛吸附器(4)除去其中的水份、CO₂、烃类等杂质，然后与返流的污氦、纯氮换热后进入下塔(17)精馏，利用空气膨胀机(9)发出的动力将进膨胀机(9)的空气在增压风机(8)中增压到0.9～1.1MPa，膨胀后的空气进上塔(15)中部参加精馏，利用液氧泵(14)使液氧加压到所需的产品氧压力，采用高压循环氮与液氧换热并补充因液氧气化压力升高带来的冷损失，循环氮和产品氮均从下塔(17)顶部抽出，经热交换复热到常温后用一台压缩机压缩，其特征在于：

(1)在空气精馏分离流程中，从氮气压缩机(6)抽出一股与产品氮纯度相同的0.8～1.3MPa循环氮，这种循环氮经冷却到和进主换热器(5)的加工空气相同温度后进主换热器(5)热端专门通道，然后离开主换热器冷端进下塔底部，在这里液化后节流入下塔(17)的顶部。

(2)在下塔(17)底部设置专门为冷凝上述0.8～1.3MPa循环氮和蒸发下塔富氧液体空气的冷凝蒸发器(18)。

3)在下塔(17)加工空气入口以下和上述冷凝蒸发器(18)以上设置精馏板。

2、根据权利要求1所述的生产高压氧和高压氮的空气分离流程，其特征在于当产品氧的压力（PO₂）在1.2～20MPa时高压循环氮的压力（PN₂）在1.15～3倍氧的压力范围内选用，即PN₂/PO₂＝1.15～3。

3、根据权利要求1、2所述的生产高压氧和高压氮的空气分离流程，其特征在于在低于高压液氧气化温度（T_v）或氧的临界温度（T_c）20K至高于T_v或T_c50K的范围内，将压力为0.4～0.65MP_a的返流氮从高压氧-高压氮换热器（11）引出，引出的返流氮在膨胀换热器（10）中与膨胀空气换热，或与其它适当的气体换热后再回高压氧-高压氮换热器（11）。

4、根据权利要求1所述的生产高压氧和高压氮的空气分离流程，其特征在于可利用高压循环氮节流到0.8～1.3MPa产生的饱和氮气作为下塔底部加热的热源，此0.8～1.3MP_a饱和氮气本身则在冷凝蒸发器（18）中液化为液氮，再节流入下塔顶部。

5、根据权利要求1所述的生产高压氧和高压氮的空气分离流程，其特征在于可从高压氧高压氮换热器（11）中部抽出一部分高压循环氮通过膨胀机膨胀至0.8～1.3MP_a，然后此0.8～1.3MPa的氮气进冷凝蒸发器（18）冷凝为液氮，再节流至下塔顶部。

6、根据权利要求1所述的生产高压氧和高压氮的空气分离流程，其特征在于可采用压力为0.8～1.1MPa的增压空气代作为下塔（17）底部加热热源的0.8～1.3MPa循环氮，此0.8～1.1MPa增压空气在冷凝蒸发器（18）中液化后节流入下塔（17）中部。

7、根据权利要求1、6所述的生产高压氧和高压氮的空气分离流程，其特征在于该流程可用于氧气外压缩（即采用氧气压缩机的）空气分离流程。