專利名稱：：用于增加空氣分離工藝中的基于液化天然氣的液化器的容量的系統(tǒng)的制作方法用于增加空氣分離工藝中的基于液化天然氣的液g的容量的系統(tǒng)細(xì)鎮(zhèn)本發(fā)明涉及公知的用于低溫分離空氣進(jìn)料的方法(下文為"方法")，其中(a)ffi^空，料，清除低溫下會(huì)冷凝的雜質(zhì)，例如7j^卩二氧化碳，隨后將其進(jìn)料到低溫空氣分離單元(下文為"ASU"),其中《繊空氣分離單元包括主熱交換器和蒸餾塔系統(tǒng)；(b)皿空氣進(jìn)料與從來自蒸餾塔系統(tǒng)的至少一部分流出物行間接熱魏，駐熱^m器內(nèi)將空^a糾糊(和tt^lk，至少部分冷凝)；(c)在蒸餾塔系統(tǒng)中^卻后的空氣進(jìn)料分離成包括富含氮,流和富賴的物流的流出物流(任選地，各自富含空氣進(jìn)料的殘余成他括氬、氪、氣的氣流)；和(d)蒸餾塔系統(tǒng)包括高壓塔和低壓塔；(e)高壓塔將空氣進(jìn)料分離成包括從高壓塔頂部排出的高壓氮流和從髙壓塔底部排出的粗液氧流的流出物流，并且將粗液氧流弓l入低壓塔中進(jìn)行進(jìn)一步處衝(f)低壓塔將粗液氧流分離成包括從低壓塔底部排出的氧產(chǎn)物流和從低壓塔頂部排出的1腿氮流(通常Ji^低壓塔上^S排出的Ml流)的排出流；和(g)高壓塔和低壓塔導(dǎo)熱連接，ilil使在低壓塔底部(或儲(chǔ)槽)中收集到的富含氧液體進(jìn)行沸騰，使得至少部分高壓氮在，:g^冷凝器中冷凝并被用于蒸餾):荅系統(tǒng)的回流。更特別地，本發(fā)明涉及戰(zhàn)方法的已知實(shí)歸式，其中，當(dāng)至少部分所需產(chǎn)物為液體時(shí)，為了提供所需的制冷，！31將來自蒸餾塔系統(tǒng)的氮引/J鵬熱液化器單元(下文為"基于LNG的液化器")，從液化天然氣(下文為"LNG")中提取制冷，其中氮?dú)庠谝夯瘑卧獌?nèi)液化。如果至少部分所需的液態(tài)，是液氧，則至少部分液氮回流到蒸餾塔系統(tǒng)(或任艦，主熱交換器)。否則，液氮作為產(chǎn)t/^f出。背暈?zāi)谝话愕幕贚NG的液化器中，氮?dú)獗唬?，并且^|級之間,與LNG間接熱^iS行^4Po如果招^ia口MJt下進(jìn)行目，LNG也將用于y襯卩導(dǎo)入鵬機(jī)的進(jìn)料，以iytii間接熱交換的流出料?；贚NG的液化器的例子可以在GB專利申請1376678和US專利5137558、5139547和5141543中得到，下面作進(jìn)一步討論。本領(lǐng)^^人員^iM只到基于LNG的液化器和更傳統(tǒng)的液化器之間的差異，在傳統(tǒng)液化器中，需要制備液態(tài)，的銅糊自氮?dú)饣蚩諝膺M(jìn)料的渦輪膨脹?；贚NG的液化最初幾年操作后通常會(huì)尺寸放大以,增加液態(tài)產(chǎn)物需求的計(jì)劃。對于液氮而言，這尤其正確，因?yàn)槌鲎蕴囟ǖ腁SU之外的液氮需常比裝置設(shè)計(jì)的液本負(fù)荷的液氧需求增長更快。然而尺寸放大面臨的一個(gè)問題是增加資本弓胞的成;ffi費(fèi)直到所計(jì)劃的需求增長真正實(shí)現(xiàn)(如果完全)才開始收回。而且，對于基于LNG的液化器來說投資花費(fèi)尤其敏感，因?yàn)榕c那些通常體在液態(tài)產(chǎn)品消費(fèi)者P(銜的傳統(tǒng)液^I相反,基于LNG的液化器必須設(shè)置在LNG接收終端的附近并且因此會(huì)招致產(chǎn)品運(yùn)輸成本代價(jià)。為了解決以上問題，本發(fā)明為提高基于LNG的液化器容量的系統(tǒng)，包括與包含在基于LNG的液化器中的輔助ra機(jī)分開并且不同的附加壓縮機(jī)。這就使得無i創(chuàng)可時(shí)計(jì)劃需求增長真正實(shí)現(xiàn)時(shí)，附加壓縮機(jī)以及與其相連的熱交換設(shè)備育鏃"^J買和安裝。在這種方式下，否則將在開始時(shí)投資到放大基于LNG的液化器尺寸的增加資本直到真正需要時(shí)才被幵支掉。本發(fā)明的另一個(gè)益處是容量的增加主要直接面向增加生產(chǎn)液氮的能力，如上指出，雜工廠中的需求通常比液氧需求增長更快。本領(lǐng)職術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，作為本發(fā)明的備選方案，M5iit加一個(gè)稠密流體膨脹器，育辦提高基于LNG的液化器的容量。然而，以這種方式僅能實(shí)現(xiàn)中等大小的容量增加。GB專利申請1376678(下文為"GB'678")教導(dǎo)了LNG制冷可以怎樣用于液化氮?dú)饬鞯姆浅；镜脑?。LNG首先被泵壓縮到霈要的傳送壓力，然后導(dǎo)入熱^J奐器。溫?zé)岬牡獨(dú)馐?述熱，器中冷卻，然后分幾級壓縮。在每個(gè)壓繊后，升溫的氮?dú)夥祷氐綗峤粨Q器中^HPo在最后"^臓后氮被冷卻，然后M31—個(gè)閥門ME并lJ^生液體。當(dāng)物流艦時(shí)，產(chǎn)生一些蒸氣，將這些蒸氣循環(huán)回適當(dāng)?shù)膔a級。GB'678公開了許多重要的^原理。首先，LNG不被，到足以液化低壓氮?dú)狻Ｊ聦?shí)上，如果LNG在大氣壓力下汽化，鄉(xiāng)點(diǎn)通常會(huì)髙于-260下，并且為了冷凝，需要將氮?dú)鈮嚎s到至少15.5bara。如果LNG汽化壓力上升，那么所需的氮?dú)鈮毫σ矆?zhí)高。因此，需要多傾氣鵬級，并且LNG育辦用于壓縮機(jī)中間冷卻器和再次冷卻器的冷卻。第二因?yàn)長NG溫度與氮?dú)鈽?biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)(約為-320。F)相比相對較高，所以在液氮鵬時(shí)會(huì)產(chǎn)生閃蒸氣體。必須回收閃蒸氣體并且進(jìn)行再M(fèi)oUS專利3886758(下文為"US'758")公開了一種方法，其中氮?dú)饬髋灴s到約15bara的壓力，然后a31與汽化的LNG進(jìn)行熱^J行冷卻和冷凝。氮?dú)饨z自雙塔循環(huán)的低壓塔頂部棘自單塔循環(huán)的唯一塔頂部。一些通過與汽化的LNG進(jìn)行敏換產(chǎn)生的冷凝液艦回至ij產(chǎn)生氣態(tài)氮的蒸餾i柳部。通過液供的制冷在蒸餾塔內(nèi)轉(zhuǎn)化以生產(chǎn)作為液體^物。沒有返回蒸餾塔的冷凝液氮部分被弓I出作為液,品儲(chǔ)存。EP0304355(下文為"EP，355")教導(dǎo)了如誠氬的惰性氣體循環(huán)作為從LNG向空氣分離^S傳送葡嶺的介質(zhì)的應(yīng)用。在駄案中，ffi^汽化的LNG液化高壓惰性氣體流，然后用于，來自空氣分離單元(ASU)的中等壓力流。辨口后，ASU流的一種被糊壓縮、液化并作為翁嶺劑返回ASU。此處的目的是將與LNG在相同的熱交換器中的物流保持在比LNG更高的壓力下。這樣做確保LNG不能泄漏入氮?dú)饬髦?，即確保甲烷不會(huì)與返回液氮一起輸送到ASU中。發(fā)明者同樣聲明ASU需要的大量偉嶺劑作為回流液引AffitS塔中。US專利5137558、5139547和5141543(下文分別為"US，558"、"US，547"和"US，543")提供了直到19卯年之前的現(xiàn)有技術(shù)的充^^述。^H篇，也教導(dǎo)了當(dāng)B^:領(lǐng)域的狀態(tài)。目有三篇文獻(xiàn)中，供給到液化器的氮?dú)膺M(jìn)料由來自ASU的低壓和高壓氮?dú)饬鹘M成。低壓氮?dú)饬鱽碜缘蛪核?；髙壓氮?dú)饬鱽碜愿邏核Ｖ劣诘蛪号c高壓氮流的比例沒有給出說明。從90年代早期以來幾乎沒有新的^出現(xiàn)在中，因?yàn)閺腖NG(LNG接收終端)中回收帝嶺的主要應(yīng)用已經(jīng)滿足，并且新的終端普遍沒有建立。最近，人們重新開始關(guān)注新的LNG接收終端和由雌LNG回收制冷,力。
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明簡述本發(fā)明涉別繊空氣分離單元，當(dāng)至少部分所需，是液體時(shí)，利用基于LNG的液化繊供必須的審嶺。本發(fā)明關(guān)于提高基于LNG的液化器的容量的系統(tǒng)，其中在低產(chǎn)量模式下，引A^于LNG的液化器的氮?dú)鈨H由來自蒸餾塔系統(tǒng)的至少一部分高壓氮組成，而在高產(chǎn)量模式下，將附加壓縮機(jī)用于提高來自蒸餾塔系統(tǒng)的至少部州氐壓氮的壓力，以產(chǎn)生向基于LNG的液化mi^的卜(或替換)進(jìn)料。本發(fā)明的關(guān)鍵是附加目機(jī)與基于LNG的液化器分開并且不同。，使得可以一直推遲到真正需要增加產(chǎn)量時(shí)再購買壓縮機(jī)，這樣l^免了^:基于液體產(chǎn)品需求推測增加的過大的液化器。鵬月圖la歸出有關(guān)本發(fā)明的系統(tǒng)的現(xiàn)有獄的一個(gè)實(shí)HI^式的稀圖。圖lb^出與圖la相關(guān)的本發(fā)明S^原理的^ii圖。圖2是與示出本發(fā)明基本原理的圖lb類似的絲圖，但基于LNG的液化器(2)和ASU(1)之間的結(jié)構(gòu)稍微不同。圖3a^出用于圖2,圖中的基于LNG的液化器的一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)情況的示意圖。圖3b歸出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)式的示意圖，該圖^及了附加處理單元和圖3a的基于LNG的液化器之間的結(jié)合。圖3c是本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)駄式的示意亂該圖尤微及了附加艦單元和圖3a的基于LNG的液化器之間的結(jié)合。圖4是作為操作實(shí)施例基礎(chǔ)的'繊圖的絲圖，其包括更詳細(xì)的空氣分離單元。發(fā)明詳述當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，本發(fā)明能得到驗(yàn)JWI。圖la標(biāo)出有關(guān)本發(fā)明的系統(tǒng)的現(xiàn)有獄的一個(gè)實(shí)駄式的示意圖。現(xiàn)參考圖la,該^M包括基于LNG的液化器(2)和低溫ASU(1)。在該實(shí)施例中，低溫ASU包括高壓塔(114)、低壓塔(116)和主^^^(110)?？諝膺M(jìn)料100在102中,縮并在104中干燥，產(chǎn)生物流108。物流108在主，器110中被返回的氣體產(chǎn)物流冷卻，產(chǎn)生冷卻的空氣進(jìn)料112。在雙塔系統(tǒng)中蒸餾物流112生成液氧158、高壓氮?dú)?流174)和低壓氮?dú)?流180)。氮?dú)?74和180^±交,110中升,生物流176和182。物流182最終排戯ij大氣中。物流176在基于LNG的液化器(2)中迸行M，產(chǎn)生液化f(^流188和液氮制冷劑流186。液氮制冷齊醜186艦閥136和140導(dǎo)入蒸餾塔中。LNG流194,基于LNG的液化器的偉!^令，其中LNG流194被汽化并被加熱產(chǎn)生物流198。在圖la中，唯一導(dǎo)入基于LNG的液化器的氮是來自高壓塔U4的物流176。圖lb歸出與圖la相關(guān)的本發(fā)明基本原理的^1圖?，F(xiàn)#%圖lb，空氣進(jìn)料100在102中被ra并在104中干燥，產(chǎn)生物流108。物流108在主交換器110中被返回的氣體，流冷卻，產(chǎn)生冷卻的空，料112。^塔系統(tǒng)中蒸働流112以生^M氧158、高壓氮?dú)?流174)和低壓氮?dú)?流180)。氮?dú)?74和180在主交換器110中升溫以產(chǎn)生物流176和182。利用附加壓縮機(jī)和與之相連的熱，設(shè)備(在下文中稱作"附加,單元"，在圖la中作為單元3示出)將物流182轉(zhuǎn)^^l流184,然后和物流176混合，以形鵬于LNG的液化器(2)的進(jìn)料。液化^tl流188和液氮制冷劑流186在基于LNG的液條中生成。液氮帝嶺劑流186艦閥136和140導(dǎo)入蒸微荅中。與圖la相比，弓IAS于LNG的液化器中的氮?dú)庠醋鳛閮晒晌锪?82和176離開ASU。如上指出的，在下文中〗頓的術(shù)語"附加鵬單元"是指本發(fā)明的附口壓縮機(jī)和與之相連的熱交換設(shè)備。然而應(yīng)當(dāng)指出的是該術(shù)語并不一定意味著附加壓縮tlW與之相連的熱交換設(shè)備被容納在單個(gè)物理單元內(nèi)。附加處理單元的確切鳳性將結(jié)合圖3b和3c示出的本發(fā)明的實(shí)H^，，細(xì)描述。圖lb的操作中，與圖la所示的類似，當(dāng)液^吻與液fl^吻的比(物流188/物流158)相對較低時(shí)(以下稱為"低產(chǎn)量模式")，雌將斷流182排出而不引入附B處理單元(3)。當(dāng)在這種模式下操作時(shí)，適當(dāng)緣高壓塔中抽出^P氮?dú)庥脕硪夯?。?dāng)液m^物與液W^的比(物流188/物流158)相對較高時(shí)(以下作為"高產(chǎn)量模式")，優(yōu)選使用如圖lb所示的操作。在這幹瞎況下，由于需要大量的氮，來液化，因雌當(dāng)?shù)匦枰獜母邏核偷蛪核卸汲槌龅?，來液化。在圖lb中，增加附加鵬單元(3)用于將流182轉(zhuǎn)^iH184的狀態(tài)，使得該流可以在導(dǎo)入基于LNG的液化器之前與流176混合。通M^樣，基于LNG的液化器的設(shè)計(jì)和操作在高和低兩種產(chǎn)量模式下可以相似。事實(shí)上，基于LNG的液化器的設(shè)計(jì)可以完全相同，而該設(shè)備在低產(chǎn)量模式下以"降低(tUITMi0稀)"方微行簡單操作。圖2是與示出本發(fā)明絲原理的圖lb類似的絲圖，但關(guān)于基于LNG的液化器(2)和ASU(1)之間的結(jié)構(gòu)稍微不同。特別地，盡管在圖lb中將液化氮流186導(dǎo)入蒸餾塔系統(tǒng)中，但在圖2中液化氮流186被導(dǎo)/J往熱魏器中?，F(xiàn)參考圖2，空氣進(jìn)料100在102中被臓并在104中千燥，產(chǎn)生物流108。物流108被分成第一部分(208)和第二部分(230),物流208在110中,回的氣體，流冷卻，^K冷卻的空氣^it料212。物流230首先在110中被返回的氣體^I流;^P，然后液化生成，流232。液態(tài)空氣流232ilil閥236和240，關(guān)導(dǎo)入蒸餾塔中，物流212和232在,系統(tǒng)中蒸1f產(chǎn)生^氧158、高壓氮?dú)?流174)和低壓氮?dú)?流180)。在主魏器110中力口熱氮?dú)?74和180，生繊流176和182。將液氮律嶺靴流186導(dǎo)AfJ主效器中，在那里液氮冷凝劑流186艦與冷凝物流230間接熱交換而汽化，形麟氣艦回流288。在低產(chǎn)量模式下，物流182被排出，而在基于LNG的液，中處理物流288和176，生鵬化,物流188和液氮制冷劑流186。在高產(chǎn)量駄下，物流182在附加^bS單元(3)中轉(zhuǎn)^^流184,然后與物流176混合?；旌狭骷由衔锪?88—起在基于LNG的液化器中處理，以生^^化,物流188和液氮帶歸麟186。然而，基于LNG的液化器的真正屬性并不是本發(fā)明的中心點(diǎn)，液4t^如何與附加，單元(3)結(jié)合對于本發(fā)明十分重要，因此在圖3a中描述了基于LNG的液化器(圖2中的單元2)的實(shí)例。圖3b和3c將給出相同的基于LNG的液化器的實(shí)例，其中包括不同種附加,單元(3)的實(shí)施方式。參考圖3a,高壓皿氣流176與蒸氣氮返回流288混合^^流330，隨后在液化器魏器304內(nèi),形繊流332。在第一輔助BE^1(HP糊ffi^t幾308)內(nèi)物流334生成物流336。物流336在液^l交換器304內(nèi)辨卩以制,流338，然后，二輔助壓1(VHP310)內(nèi);M形自流液化流348在糊器312中進(jìn)一步糊形繊流350。物流350ffiil閥314減壓并導(dǎo)A^器316中，|5里兩相流#^分，氣流352和液356。液■356被分離成兩股物流物流360和物流186,其中物流186構(gòu)成了導(dǎo)入劍fflASU的液氮制冷劑流。物流360ilil閥318鵬并被引入鄉(xiāng)320中，在那里兩相流體分鵷氣流362和液M^流188。蒸氣流362和352在辨卩器312中加熱以分別生成物流364和354。物流364進(jìn)~^在，器304中加熱，形成從基于LNG的液化翻地的氣態(tài)氮排出流366。用于基于LNG的液化器的制冷由LNG流194麟,絲液化器魏器304中被汽化并且加熱形，198。最嚴(yán)格地說，術(shù)語"汽化"和"冷凝"適用于低于其臨界壓力的物流。通常，物流346(最高壓力氮?dú)饬?和194(LNG提供)于臨界壓力。應(yīng)當(dāng)理解，這兩種物流并沒有真正冷凝或汽化，而它們經(jīng)過了以高度熱容為特征的物歉支化。本領(lǐng)域普通獄人員條,具有高度熱量(頓臨^i牛下)和具有潛熱(在低于臨^i牛下)之間的相似點(diǎn)?，F(xiàn)參考圖3b，在髙產(chǎn)量模式操作中，低壓氮?dú)饬?82是最終需要被液化的補(bǔ)充氮源。按照本發(fā)明，增加了附加處理單元(3)用來將低壓氮物流182轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏旱锪?84。流182與溫?zé)?、低壓氮?dú)馀懦隽?66結(jié)合形成流370。流370在預(yù)冷卻熱，器322中冷卻，以產(chǎn)生冷卻的氮物流372。流372與從基于LNG的液化器中排出的低溫、^E氮?dú)馀懦隽?86混合形374。流374在附加壓^gt幾(LP臓機(jī)306)中壓縮糊形繊184,然后與高壓液4t^進(jìn)料流288和176混合形自流330。用于，物流370的制冷由LNG流394八除了一些例外r圖3b中的基于LNG口的液化;:2)的操作與圖3a中所述的非常相似。與圖3a—樣，流330在液化器，器304中冷卻形成流332,在HP冷卻ram308中ffi^t流334以形繊336。流336在液化器效器304中7^4口生成氣流338,在VHP辨(lBE^f機(jī)310中ra形成氣流346。氣流346在液化器交換器304中經(jīng)過mn和液化，制繊流348。與圖3a—樣，液化物流348在冷卻器312中進(jìn)一步^糊生^#流350。物流350Sil閥314降壓并被導(dǎo)入容器316內(nèi)，ffi!5里兩相流體分^^n流352和液條356。液鵬356被分離成兩股物流物流360和物流186，其中物流186構(gòu)成了導(dǎo)Ai!胝溫ASU的液氮偉嶺劑流。物流360m31閥318Mffi并被引入織320中，在那里兩相流體分^^氣流362和液m^流188。蒸氣流362和352在^4P器312中力卩熱以分別^^l流364和354。圖3b與圖3a不同之處在于因?yàn)楦郊訅嚎棊?LP，壓Wl306)的存在，低壓氮物流364不需要加熱和排出。有兩種倉調(diào)于將物流364和物流182合并的方法。在熱動(dòng)力學(xué)更佳的^M青況下，閥380關(guān)閉而閥382打開。在這種情況下，物流364流過閥382，從基于LNG的液化器排出的氮?dú)馀懦隽?86，其然后與冷氮?dú)膺M(jìn)料流372共混。在熱動(dòng)力學(xué),的^^情況下，閥380打開而閥382關(guān)閉。在這種情況下，物流364流過閥380^^I流384，在熱魏器304內(nèi)加歉艦從基于LNG的液tt^咄的氮?dú)馀懦隽?66,然后與熱氮，料流182共混。如果,閥380和382在設(shè)計(jì)點(diǎn)上與液化器相結(jié)合，則選擇熱動(dòng)力學(xué)更佳的^i^項(xiàng)(閥380關(guān)閉)；如果引入附加艦單元(3)作為鵬，貝腿擇驗(yàn)力學(xué)體的i^項(xiàng)(閥382關(guān)閉)。在后一種情況下，可以沒有閥380和382，并且管線382也可以不存在。最后在圖3b中，與圖3a—樣，用于基于LNG的液化器的偉嶺由LNG流194，，液化器魏器304中汽化禾n/或加熱形，流198。與上面指出的一樣，在預(yù)辨卩熱魏器322中用于冷卻低壓氮?dú)獾牡垓仁?!51汽化禾!V働卩熱LNG流394來實(shí)現(xiàn)的。作為各選方案，也可以從液4W熱，器304的低皿中間區(qū)域抽出低溫氮流，在，器322中加熱該物流，然后在，器304重辨卩該物流。這樣肯灘消除如圖3b中的物流394所示將LNG輸?shù)割櫛?1熱，器322中的需要。樹可合適的物流都可以用作,氮?dú)庠?，例如物?32、338或348?，F(xiàn)參考圖3c,可以使用更簡單的附加處理單元。再一次的，在高產(chǎn)量模^^作下，低壓氮?dú)饬?82是最終需要液化的補(bǔ)充氮源。根據(jù)本發(fā)明，增加了附加，單元(3)用以將低壓氮?dú)饬?82轉(zhuǎn)化為髙壓氮?dú)饬?84。流182與從基于LNG的液化器中排出的溫?zé)?、低壓氮?dú)馀懦隽?66結(jié)合，生鵬370。流370在附加壓縮機(jī)(升溫LPE^機(jī)324)中壓縮，然后在再次，皿交換器326(—般艦糊7域乙二醇作為糊介質(zhì))中辨(l，形鵬184。流184隨后與高壓液化器進(jìn)料流288和176混合，生成流330?；贚NG的液化器的操作與圖3a中圖示的相似，其區(qū)別在于流366不^t出。如在前指出的，圖3b和3c中描述為單元G)的附加M單M必指代單一物理單元。例如，附啦娜可以包含在具有其它鵬機(jī)的腔室內(nèi)，而附加熱交換器可以包含在具有其它熱交換器的腔室內(nèi)。還應(yīng)當(dāng)指出，在圖3c的本發(fā)明的實(shí)式中，附加壓縮機(jī)和熱!^^驗(yàn)髙于環(huán)^aS下操作，在圖3b的實(shí)施方式中設(shè)備在低于環(huán)境at下操作，因此必須隔離。具體實(shí)施例方式提供一操作實(shí)施例用于表明與本發(fā)明相關(guān)的可能,作條件，并且用來闡明操j，式間的區(qū)別和共同點(diǎn)。將給出三種實(shí)例例1對應(yīng)于沒有附加處理單元(3)時(shí)的1S^量模微作，而例2和3對應(yīng)于具有附加鵬單元(3)時(shí)的高產(chǎn)量模式。在該實(shí)施例中，例1Sil圖3a的基于LNG的液化器(2)來描述；例2和3M圖3b的基于LNG的液化器(2)和附加,單元(3)來描述。對例2和3，參考圖3b，閥380關(guān)閉而閥382打開。圖4中更詳細(xì)的示出了^T溫ASU,下面對^i^ff^細(xì)描述。參考圖4,大氣100^空氣壓縮機(jī)102中^E縮，在吸附床104中mt以除去如二氧化碳和水的雜質(zhì)，然后被分成兩部分流230和流208。流208在主熱交換器110中卿^^氣流212,將蒸氣空，料導(dǎo)入高壓塔114中。流230被辨P到^^流212的溫度，然后至少部分冷,成物流232,最后通過閥236和240艦并被導(dǎo)入到高壓塔114和低壓塔116內(nèi)。高壓塔^塔頂排出的富，的蒸氣流462,以及從塔底排出的富含氧盼吻流450。流462分皿174和流464。流174在主熱交換器內(nèi)加熱，然后作為流176M^于LNG的液化器(2)。流464在,M凝器418內(nèi)冷^^自流466，一部，流466作為回流(氣流468)返回到高壓塔中；剩余tT流470最后作為塔頂進(jìn)料ffi51閥472導(dǎo)入至ljf氐壓塔中。富^fl的物流450M:閥452itA氬氣塔的目l冷凝器484中，至少部^化形^流456，其被導(dǎo)入低壓塔中。在低壓塔底部生職，其作為液鵬158取出，而在塔的頂部頻富魏物流180。富魏物流180駐熱效器110中加熱形繊流182。廢鄉(xiāng)可以從低壓塔中排出，作為流490，并在主魏器中加熱并且最,為流492排出。低壓塔底部的沸騰由鄉(xiāng)添冷凝器418提供。蒸氣^M氐蹄中排出作為流478,并被引入至l嵐塔482中。E^物從該塔的頂部排出作為液^E486。底部液條480返回至艦壓塔中。氬塔的回流由與汽化源自高壓塔的作為物流450的富含氧物^a行的間接熱^ii供。液氮制冷劑流186被導(dǎo)A5i注鄉(xiāng)器中，鄉(xiāng)里艦與冷凝物流230進(jìn)行間接熱交m化形皿汽m回流288。招^量操作模式(例l)下，流182從ASU排到大氣中(作為流486),流366從基于LNG的液化器中排到大氣中，而物流184和386的M為零。在高產(chǎn)量模式下(例2和3)，流182(作為流488)和386被傳超鵬加^單元，而物流366的流量為零。特別就于例2和3的實(shí)施例，流176汰自髙壓塔)的流量也為零。臓是說，在例2和3中，來自高壓塔的魏髙壓氮462在彌撒冷凝器[418]中冷凝并用作蒸鵬系統(tǒng)的回流，使雜高產(chǎn)量模式下，在增壓節(jié)卩高壓氮之間，只有增壓氮被引/J瞎于LNG的液化器。盡管以上方案不是強(qiáng)制性的，但是在高產(chǎn)量模式下這是典型的方案。例2和3的區(qū)別是在例3中液氮的產(chǎn)量更高。例1-3意在說明如何可以增加液態(tài)產(chǎn)品。一些平衡點(diǎn)可以如注解1-5中提示的從表中得到，其中注解l-5解釋如下注解1:液fl^量從例1至,2增加了33%;液t^量在例2和3中相同。注解2:液氮產(chǎn)量從例1到例2增加了60%;而液,m例1到3增加了1德。注解3:在例1中高壓氮流的流量充分滿足液,量需求，但是在例2和3中其為零。注解4:即使在例1中液^量明顯較少，但在三種實(shí)例中流向ASU的空氣流大致相同。這是一個(gè)重要的特征。當(dāng)選擇從ASU以高壓氮生1時(shí)，氧的回收就會(huì)減少。因此，對于全部三種實(shí)例，本發(fā)明的^使得可以使用相同的空氣S^l和相同的低溫ASU。注解5:例1是在沒有LP壓縮機(jī)的情況下操作的(不需要附加^單元(3))。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>下，在再沸器A凝彌418]中冷凝后，液態(tài)氮流174將在主熱交換器中汽化和加熱。最后，本領(lǐng)術(shù)人員會(huì)灘認(rèn)識(shí)>^:即使本發(fā)明的附加ra機(jī)與基于LNG的液條的輔助壓纖分開并且不同，但是在髙產(chǎn)量模式下可以艦普通,驅(qū)動(dòng)兩種rai機(jī)。在這種情況下，當(dāng)j^^a時(shí)用于驅(qū)動(dòng)輔助ra機(jī)而安裝的豐/iM可以包含閑置齒輪，用于最終增加附加壓縮機(jī)?？蛇x擇地，輔助i縮機(jī)和附加目,髙產(chǎn)量模式下是由^f的ti^g動(dòng)的。權(quán)利要求1、一種低溫分離空氣進(jìn)料的方法，其中(a)壓縮空氣進(jìn)料，清除低溫下會(huì)冷凝的雜質(zhì)，例如水和二氧化碳，隨后將其進(jìn)料到低溫空氣分離單元(下文為“ASU”)，其中低溫空氣分離單元包括主熱交換器和蒸餾塔系統(tǒng)；(b)通過空氣進(jìn)料與從來自蒸餾塔系統(tǒng)的至少一部分流出物流進(jìn)行間接熱交換，在主熱交換器內(nèi)冷卻空氣進(jìn)料；(c)在蒸餾塔系統(tǒng)中將冷卻后的空氣進(jìn)料分離成包括富含氮的物流和富含氧的物流的流出物流(任選地，各自富含空氣進(jìn)料的殘余成分包括氬、氪、氙的氣流)；和(d)蒸餾塔系統(tǒng)包括高壓塔和低壓塔；(e)高壓塔將空氣進(jìn)料分離成包括從高壓塔頂部排出的高壓氮流和從高壓塔底部排出的粗液氧流的流出物流，并且將粗液氧流引入低壓塔中進(jìn)行進(jìn)一步處理；(f)低壓塔將粗液氧流分離成包括從低壓塔底部排出的氧產(chǎn)物流和從低壓塔頂部排出的低壓氮流的流出物流；和(g)高壓塔和低壓塔導(dǎo)熱連接，通過使在低壓塔底部(或儲(chǔ)槽)中收集到的富含氧液體進(jìn)行沸騰，使得至少部分高壓氮在再沸器/冷凝器中冷凝并被用于蒸餾塔系統(tǒng)的回流；和(h)當(dāng)至少部分所需產(chǎn)物為液體時(shí)，為了提供所需的制冷，通過將來自蒸餾塔系統(tǒng)的氮進(jìn)料到液化器單元(下文為“基于LNG的液化器”)，從液化天然氣(下文為“LNG”)中提取制冷，其中通過使用一個(gè)或多個(gè)輔助壓縮機(jī)分級壓縮氮?dú)猓⑶以趬嚎s級之間在輔助熱交換器內(nèi)通過與液化天然氣進(jìn)行間接熱交換冷卻氮?dú)?，從而將其液化，用于提高基于LNG的液化器容量的系統(tǒng)包括附加壓縮機(jī)，該附加壓縮機(jī)與基于LNG的液化器的輔助壓縮機(jī)分離并且不同，其中(i)在低產(chǎn)量模式下，在低壓氮和高壓氮之間，引入基于LNG的液化器內(nèi)的氮?dú)鈨H由至少一部分的高壓氮組成；和(ii)在高產(chǎn)量模式下，附加壓縮機(jī)用于將至少部分低壓氮加壓到高壓氮?dú)獾膲毫ο?，用于生成作為基于LNG的液化器進(jìn)料的升壓氮。2、權(quán)利要求l的方法，其中在髙產(chǎn)量^下，進(jìn)料到基于LNG的液化器中的氮?dú)獍ㄉ龎合筤>^部分高壓氮。3、權(quán)利要求1的方法，其中在(g)部分中，全部髙壓氮在H^^T冷凝器中冷凝并被用在蒸餾塔的回流，使得在升壓氮和高壓l^t間，在高產(chǎn)量模式下只有升壓氮被弓IAiij基于LNG的液化器內(nèi)。4、權(quán)利要求1的方法，其中在低和髙產(chǎn)量模式下，引入到液化器的氮包括至少部分的液化氮，該液化氮由部分(h)中在所述部分在主熱，器中與空nia料皿間接熱^n^后產(chǎn)生的。5、權(quán)利要求1的方法，其中在將^ffi,Et前，在附加預(yù)^4卩熱交換器內(nèi)，通過與LNG進(jìn)行間接熱^W低壓氮，以生成^P的氮流，該附力口預(yù)糊熱^fe器與輔助熱魏器傾并且不同。6、權(quán)利要求5的方法，其中在)I^P的氮流加壓之前，糊的氮流與從基于LNG的液化翻咄的氣態(tài)氮排出流結(jié)合。7、權(quán)利要求5的方法，其中在^4卩^E氮^t前，低壓氮與來自基于LNG的激機(jī)的氣態(tài)氮排出流結(jié)合。8、權(quán)利要求l的方法，其中(i)在升壓低壓氮之前，低壓氮與來自基于LNG的液化器的氣態(tài)氮排出流結(jié)合；禾口在升壓低壓氮之后，但在將其引AS于LNG的液化器之前，在附加再次冷卻熱交換器內(nèi)M:與^P介質(zhì)進(jìn)行間接熱^來,低壓氮，其中附加再次mp熱，^輔助熱，器分開并且不同。9、權(quán)利要求i的方法，其中在低產(chǎn)量模式下，一個(gè)或多鋪助^rama過包括用于最終驅(qū)動(dòng)附加自機(jī)的閑置齒輪的WK動(dòng)。10、權(quán)利要求9的方法，其中在髙產(chǎn)量模式下，附加ffi^t幾安裝在閑置齒輪上。11、權(quán)利要求l的方法，其中在髙產(chǎn)量模式下，輔助ffiSf幾和附加ra機(jī)艦分幵的機(jī)械驅(qū)動(dòng)。全文摘要提出了用于增加低溫空氣分離單元內(nèi)的基于LNG的液化器容量的系統(tǒng)，其中在低產(chǎn)量模式下，引入到基于LNG的液化器的氮僅由來自蒸餾塔系統(tǒng)的至少一部分高壓氮組成，而在高產(chǎn)量模式下，使用一附加壓縮機(jī)將至少部分來自蒸餾塔系統(tǒng)的低壓氮升壓，以產(chǎn)生引入基于LNG的液化器的附加進(jìn)料(或替代進(jìn)料)。本發(fā)明的關(guān)鍵是附加壓縮機(jī)和與之相連的熱交換設(shè)備與基于LNG的液化器分開并且不同。這就使得設(shè)備的購買可推遲到真正需要增加容量的時(shí)候，因此避免建造基于液體產(chǎn)品需求推測增加的過大的液化器。文檔編號F25J3/04GK101097112SQ200610126380公開日2008年1月2日申請日期2006年8月11日優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日發(fā)明者D·M·赫倫,D·P·迪,崔中順申請人:氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司