[发明专利]精馏分离空气的方法和设备

权利要求书

1、一种精馏分离空气的方法，在该方法中空气(1)经压缩、净化、冷却(36)，然后在两级精馏塔(2)的高压塔(3)中被粗分馏成富氧液体(6)和富氮馏分(5)，至少将一部分富氧液体(6)和/或富氮馏分(5)送入上述精馏塔(2)的中压塔(4)中，从而分离出氧气和氮气，从中压塔(4)中抽取含氩的氧流(17)和氧产品流(40)，同时将含氩的氧流送入粗氩塔(20)中，上述粗氩塔的工作压力低于中压塔(4)的工作压力，然后从粗氩塔的上部区域提取粗氩(21)，其特征在于从中压塔(4)中所提取的氧产品流(40)为液态，至少使从粗氩塔(20)抽取的粗氩的一部分(31)与上述液态氧产品流(40)进行间接热交换(在(34)中进行)而冷凝，与此同时，至少使氧产品流(40)的一部分蒸发，然后将冷凝的粗氩(35)再送回到粗氩塔(20)中。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于使液态氧产品流（40）在与冷凝的粗氩进行间接热交换（在（33、34）中进行）之前增压。

3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于使粗氩（25）在与液态氧产品流进行间接热交换（在（34）中进行）之前复热（在热交换器（37）中进行）、压缩（用压缩机（26，29）实现）。和冷却（通过水冷却器（28，30），及热交换器（36）实现）。

4、如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于使上述冷凝的粗氩（35）在与液态氧产品流进行间接热交换（在（34）中进行）之后过冷（在热交换器（37）中进行），然后使其在进入粗氩塔（20）之前膨胀（由膨胀机（38）实现）。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于上述冷凝的粗氩（35）的过冷却是通过与从粗氩塔（20）中提取的粗氩进行间接热交换（在热交换器37中进行）来实现的。

6、如权利要求3-5中任一项所述的方法，其特征在于使从中压塔（4）中流出的含氩的氧流（17）在进入粗氩塔（20）之前作功膨胀，而将至少一部分作功膨胀过程中所获得的功用于压缩（经压缩机29）粗氩（25）。

7、如权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于将一部分蒸发的氧产品流送入（用管道43）中压塔的下部。

8、如权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于从粗氩塔（20）中提取粗氩（21）的一部分作为产品（24）。

9、实现权利要求1-8中所述方法的设备包括具有高压塔（3）和中压塔（4）的精馏塔（2）;一根将经压缩净化和冷却的空气送入高压塔中的进料管道（1）;至少一根连接高压塔（3）和中压塔（4）的连接管道（5，6）;从中压塔（4）经减压装置（18）通到粗氩塔（20）的氩输送管道（17，19），同粗氩塔（20）的上部相通的粗氩输出管道（21，31），其特征在于还包括一个冷凝蒸发器（33，34），该冷凝蒸发器的冷凝侧（34）经粗氩输出管道（21，25，31）和粗氩冷凝管道（35）与粗氩塔（20）相通，冷凝蒸发器的蒸发侧经液体输送管（40）与中压塔（4）的下部区域相通。

10、如权利要求9所述的设备，其特征在于还包括一个设置在液体输送管路（40）上的泵（41）。

11、如权利要求9或10所述的设备，其特征在于上述冷凝蒸发器（33，34）的位置低于中压塔（4）。

12、如权利要求9-11中任一项所述的设备，其特征在于在粗氩输出管路（25）上装有压缩装置（26，29）。

13、如权利要求9-12中任一项所述的设备，其特征在于还包括一个粗氩过冷却器（37），其热流通道与粗氩冷凝管道（35）相通。

14、如权利要求13所述的设备，其特征在于上述粗氩过冷却器（37）的冷流通道与粗氩输出管道（21）相通。

15、如权利要求9-14中任一项所述的设备，其特征在于上述减压装置（18）有一个膨胀机，该膨胀机安装在氩输送管路（17，19）上。

16、如权利要求12和15所述的设备，其特征在于上述压缩装置至少有一台压缩机，该压缩机与上述膨胀机（18）机械耦联。

17、如权利要求9-16中任一项所述的设备，其特征在于还包括一根蒸汽管道（43），该管道从冷凝蒸发器的蒸发侧通到中压塔（4）的下部区域。