[发明专利]使用补充制冷循环的分离空气方法及系统

摘要

提供了一种使用补充制冷循环分离空气的系统及方法。空气分离设备所需的制冷的一部分经由补充制冷回路供应以产生液体产物流，该补充制冷回路构造成将涡轮膨胀器产生的冷却的制冷剂引导经过空气分离设备的主换热器。制冷能力通过除去或添加在补充制冷回路中的制冷剂的一部分以调整入口压力，同时保持大致恒定的体积流量和跨越压缩机的大致恒定的压力比来控制。从补充制冷回路除去制冷剂减少了由补充制冷回路给予的制冷，且因此减少了液体产物流的产量。添加制冷剂允许增加由补充制冷回路给予的制冷，且因此允许液体产物流的产量增加。

主权项

一种分离空气的方法，包括以下步骤：在空气分离设备中进行低温精馏工艺，所述空气分离设备包括将压缩和净化的进料空气流冷却至适用于所述进料空气流精馏的温度的主换热器，以及构造成精馏压缩、净化和冷却的空气来产生至少一个液体产物流的蒸馏塔系统；经由补充制冷回路提供所述空气分离设备所需的制冷的一部分来产生所述至少一个液体产物流，所述补充制冷回路包括将压缩和净化的进料空气流的一部分作为工作流体的填充流；构造成进一步压缩所述工作流体的压缩机区段；以及构造成使压缩的所述工作流体膨胀来生成冷却的工作流体流的涡轮膨胀器区段，所述补充制冷回路构造成引导所述冷却的工作流体流经过所述主换热器；在所述主换热器中加热所述冷却的工作流体来给予所述空气分离设备所需的部分的制冷；在经过所述主换热器之后，将所述工作流体再循环至所述补充制冷回路的压缩机区段；以及除去所述涡轮膨胀器区段上游的补充制冷回路中的工作流体的一部分，从而减小由所述补充制冷回路给予的制冷以及至少一个液体产物流的产量；而且将工作流体加入所述压缩机区段上游的补充制冷回路，从而增加由所述补充制冷回路给予的制冷以及所述至少一个液体产物流的产量；其中以使所述补充制冷回路内的入口压力调整为与所述液体产物流的期望产量相当的方式进行从所述补充制冷回路除去所述工作流体和将所述工作流体加入所述补充制冷回路，所述工作流体于所述补充制冷回路内在大致恒定的体积流量下循环，且跨越所述压缩机区段的压力比保持大致恒定。