[发明专利]空气分离方法及设备

权利要求书

1、一种低温精馏的空气分离方法，被压缩的原料空气冷却后进入分子筛吸附器中除去水份、二氧化碳、乙炔及其他部分碳氢化合物形成净化原料空气，并通过换热器组冷却至液化温度，然后进入压力塔进行精馏分离，其特征在于在压力塔底部设置一只蒸发器，并通入加热气体作塔的热源，在压力塔顶部设置一只冷凝器或在压力塔内还设有辅助冷凝器组以冷凝塔内上升蒸汽，被冷却的净化原料空气引入精馏塔的中部。

对于双级精馏塔的空气分离设备而言，其特征在于压力塔上部设置一只低压塔，并在低压塔顶部设置一只冷凝器，压力塔顶部的冷凝蒸发器作为低压塔的热源，精馏低压塔内的富氧气体。

精馏塔内均设有塔板段或填料物。

2、根据权利要求1所述的单级精馏塔空气分离方法，其特征在于通入压力塔底部蒸发器的原料空气被冷却后，再经过一只过冷器冷却液化后进入压力塔中部。由压力塔釜引出的压力富氧或纯氧液体经冷却、减压降温后进入塔顶冷凝器内作冷源。

对于双级精馏塔的空气分离设备而言，其特征在于引出压力塔被冷凝的纯液氮经减压降温后，进入低压塔顶部的冷凝器低压侧成作低压塔的冷源，压力塔顶部冷凝蒸发器作为低压塔的热源，精馏分离来自压力塔釜的富氧液体。

3、根据权利要求1、2所述的单级精馏塔空气分离方法，其特征在于膨胀后的低温气体进入压力塔内适当部位的辅助冷凝器内作冷源，在塔内复热后，再经换热器组复热至常温。

4、根据权利要求1、2所述的单级精馏塔空气分离方法，其特征在于压力塔顶被引出的低温压力氮气，进入一只低温气体制冷机中被液化后进入压力塔顶部冷凝器作塔的冷源。

5、根据权利要求1、2所述的空气分离方法，其特征在于压力塔净化原料空气入口处下部所设置的塔板段的氩馏份富集区引出一部分氩馏份气体，或者在低压塔富氧液体入口段下部的适当部位引出一部分氩馏份气体，通入粗氩塔底部作原料气，粗氩塔顶部设置的冷凝器内通入精馏塔顶部的冷凝液氧作冷源，冷凝粗氩塔内上升气体，粗氩气则在粗氩塔顶引出，冷凝液体仍回入压力塔或低压塔内相应部位。

6、一种单级精馏塔的空气分离设备流程，其特征为：

a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器中除去水份、二氧化碳、乙炔及其他部分碳氢化物形成净化原料空气。

b.净化原料空气进入主换热器后，被返流气体冷却后进入精馏塔底部的蒸发器内加热釜中的液体空气，再在过冷器中冷却后进入精馏塔中部。

c.精馏塔顶部设置一只冷凝器和在精馏塔内设有辅助冷凝器组，从精馏塔底部引出的压力富氧或纯氧液体在过冷器中过冷后，再经减压降温后进入塔顶冷凝器内作塔的冷源，被加热后的气体，再经换热器组复热后作产品气。

d.从压力塔顶部引出的压力纯氮气在主换热器复热至常温后作产品气。并在主换热器中部引出部分压力氮气进入膨胀机作绝热膨胀。对于采用增压膨胀的空分流程而言，在主换热器复热后的压力氮气则进入膨胀机的增压机中增压后，再进入主换热器内冷却至一定温度后再进入膨胀机作绝热膨胀的，膨胀气体则进入精馏塔内适当部位所设置的辅助冷凝器中作冷源，出换热器后再经主换热器复热出装置作产品气，一部分气体进入分子筛吸附器作加热气体。

e.从压力塔顶部可获得部分纯液氮产品，从塔顶冷凝器低压侧可获得部分液氧产品。