專利名稱：：分離方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于在低溫精餾設(shè)備中分離氣態(tài)混合物的方法和裝置，在該低溫精餾設(shè)備中，供給透平膨脹機(jī)用于向該設(shè)備提供制冷的氣態(tài)混合物壓縮流的溫度是通過(guò)從設(shè)備主熱交換器中移走壓縮流的兩個(gè)流、控制這兩個(gè)流的流量、然后在將這兩個(gè)流引入透平膨脹機(jī)前合并它們進(jìn)行控制的。
背景技術(shù)：
：很久前人們就已知道用低溫精餾分離各種氣態(tài)混合物，例如預(yù)處理空氣和天然氣。在這些工藝中，先加壓、凈化要分離的氣態(tài)混合物，然后將其冷卻至適于精餾的溫度。該氣態(tài)混合物的精餾發(fā)生在一個(gè)或更多蒸餾塔中。每個(gè)塔都具有像托盤或填料這樣的傳質(zhì)構(gòu)件，例如規(guī)整填料，其使氣態(tài)混合物的液相和氣相相互接觸，并完成液相和氣相之間的傳質(zhì)。從而在該一個(gè)或多個(gè)蒸餾塔中蒸餾引入的供料，以形成富含氣態(tài)混合物的組分的組分流。這些組分流可以作為液態(tài)產(chǎn)品和氣態(tài)產(chǎn)品，用于將已被壓縮和凈化的氣態(tài)混合物冷卻到適合該氣態(tài)混合物在一個(gè)或多個(gè)蒸餾塔進(jìn)行分離的溫度。該冷卻通過(guò)在設(shè)備主熱交換器內(nèi)進(jìn)行的間接熱交換而發(fā)生。為了最小化主熱交換器中的熱端損失并生產(chǎn)液體產(chǎn)品，可通過(guò)膨脹由氣態(tài)混合物組成的壓縮流并將該壓縮流引入到設(shè)備的至少一個(gè)塔中來(lái)產(chǎn)生制冷。用泵機(jī)械地增壓液體產(chǎn)品也是眾所周知的，例如在空氣分離中，逆著液化為此目提供的壓縮空氣流，可以在同一主熱交換器中蒸發(fā)富氧液態(tài)塔底沉淀物流。倘若壓縮原料所耗電力的能源成本可隨日時(shí)間變化，則能夠調(diào)節(jié)設(shè)備的產(chǎn)品分布(特別是液體生產(chǎn)速度)的刺激就會(huì)增加。例如，經(jīng)常將高純度氧氣設(shè)備設(shè)計(jì)為產(chǎn)出高達(dá)約為空氣l0%的量的液化產(chǎn)品。因此存在調(diào)節(jié)產(chǎn)品流量的需要，使得不時(shí)可以使用低于裝置最大容量的容量，例如取不到10%的空氣作為液體產(chǎn)品的設(shè)備操作。為了改變液體的生產(chǎn)速度，常規(guī)做法是調(diào)整用于生成制冷的渦輪機(jī)流體。在美國(guó)專利5412953中可找到這樣的例子。此專利描述了泵加壓液態(tài)氧設(shè)備，在該設(shè)備中通過(guò)調(diào)整至透平膨脹機(jī)的流體調(diào)整液體產(chǎn)品生產(chǎn)。這種流量調(diào)整是通過(guò)使空氣從高壓塔底部再循環(huán)到用于壓縮空氣的壓縮機(jī)再到透平膨脹機(jī)完成的。這種操作可能會(huì)導(dǎo)致如蒸發(fā)加壓塔液體之類目的所需的空氣壓縮要求的大幅波動(dòng)?？刂埔后w生產(chǎn)的另一種可能是通過(guò)增加或減少引入透平膨脹機(jī)的壓縮混合物的壓力改變透平膨脹機(jī)的膨脹率。這也會(huì)導(dǎo)致的控制問(wèn)題是隨著壓力增加，要膨脹的混合物可能會(huì)在渦輪機(jī)排氣中液化。極端的情況是約10%到約15%之間的壓縮工藝供料會(huì)被液化。在這些情形下，可能導(dǎo)致渦輪機(jī)效率低下并可能引起其潛在損壞。另一種極端情況是當(dāng)壓力降低時(shí)，被膨脹流的溫度增加，而渦輪機(jī)入口溫度通過(guò)主熱交換器設(shè)計(jì)是相對(duì)固定的。當(dāng)這種增加高于塔的被膨脹供料的飽和溫度時(shí)，塔內(nèi)液體可能會(huì)蒸發(fā)，其導(dǎo)致高局部蒸氣流量、分離性能的損失和潛在的塔溢流。在現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)控制空氣分離設(shè)備的透平膨脹機(jī)入口溫度來(lái)防止透平膨脹機(jī)排氣的液化是眾所周知的。例如在美國(guó)專利3355901中，利用串級(jí)控制系統(tǒng)來(lái)確保用于向空氣分離設(shè)備供應(yīng)制冷的透平膨脹機(jī)的排氣處在飽和溫度附近或略有過(guò)熱。在此專利中，熱蒸氣分為兩個(gè)流。一個(gè)流在熱交換器內(nèi)逆著空氣分離工藝中產(chǎn)生的低溫氣體受到冷卻，另一個(gè)流繞過(guò)熱交換器。這兩個(gè)流隨后合并并被引入透平膨脹機(jī)的入口。檢測(cè)渦輪機(jī)的排氣溫度，并將可對(duì)應(yīng)該溫度的信號(hào)作為輸入供給串級(jí)控制系統(tǒng)以控制閥，進(jìn)而控制在熱交換器內(nèi)冷卻的那個(gè)流的流量。然而要注意的是，這種安排是用在沒(méi)有調(diào)節(jié)膨脹率的設(shè)備中，這樣就限制了渦輪機(jī)排氣溫度的變化。它不能用于膨脹壓力和比率發(fā)生實(shí)質(zhì)性變化的設(shè)備中。將要描述的本發(fā)明提供一種分離氣態(tài)混合物的方法和設(shè)備，它們通過(guò)同時(shí)調(diào)節(jié)渦輪機(jī)膨脹比和入口溫度改變制冷，并因此改變液體生產(chǎn)。與通過(guò)單獨(dú)調(diào)節(jié)渦輪機(jī)膨脹率所產(chǎn)生的其它可能相比，透平膨脹機(jī)入口溫度的同時(shí)調(diào)節(jié)允許液體生產(chǎn)的更大可變性。
發(fā)明內(nèi)容8本發(fā)明提供了一種分離方法，在該方法中，在低溫精餾設(shè)備內(nèi)分離壓縮氣態(tài)混合物，方式是凈化該壓縮氣態(tài)混合物，凈化后通過(guò)與混合物組分流的間接熱交換冷卻該壓縮氣態(tài)混合物，隨后在分離單元內(nèi)精餾該氣態(tài)混合物。該分離單元具有至少一個(gè)蒸餾塔以產(chǎn)生混合物組分流。從分離單元中排出至少一種產(chǎn)品液態(tài)流，其富含氣態(tài)混合物的一種混合物組分。在間接熱交換期間，在部分冷卻氣態(tài)混合物之后，將至少部分該氣態(tài)混合物分為第一支流和第二支流。第一支流和第二支流分別在較高和較低溫度下退出間接熱交換。在退出間接熱交換后，第一支流和第二支流合并產(chǎn)生混合流。在透平膨脹機(jī)內(nèi)膨脹至少部分該混合流，工作性能是向該低溫設(shè)備提供制冷。將透平膨脹機(jī)的至少部分排氣流引入分離單元。通過(guò)控制第一支流和第二支流的流量控制混合流的溫度，使得排氣流處在飽和溫度附近。這里重要的是要注意，如本文和權(quán)利要求中所用的，"流量控制"并不意味著需要獨(dú)立控制第一支流和第二支流的流量。在將所有混合流導(dǎo)至透平膨脹機(jī)的設(shè)備設(shè)計(jì)中，主動(dòng)控制這些流之一的流量就能控制這些流中的其他流的流量。在不是將所有混合流都導(dǎo)至該透平膨脹機(jī)的設(shè)備設(shè)計(jì)中，可獨(dú)立控制這些流的流量。在任何類型的低溫分離設(shè)備中以及在要蒸發(fā)加壓液體產(chǎn)品的設(shè)備中，控制混合流的溫度都是有好處的。由于不可預(yù)見(jiàn)的操作和環(huán)境影響，這樣的低溫分離設(shè)備有時(shí)需要微調(diào)，本發(fā)明從其最基本方面講對(duì)這種情況具有更廣泛的可適用性。例如，如果至透平膨脹機(jī)的流體溫度高于預(yù)期，則排氣溫度可能會(huì)高于預(yù)期以致引起蒸餾塔內(nèi)的液體的不可預(yù)見(jiàn)的過(guò)度蒸發(fā)。已經(jīng)說(shuō)過(guò)本發(fā)明具有特別的可適用性，在這里是改變所述至少部分壓縮氣態(tài)混合物的壓力，進(jìn)而改變透平膨脹機(jī)供應(yīng)的制冷和液態(tài)流的生產(chǎn)速度。在這樣的情況下，液體生產(chǎn)的增加是通過(guò)提高所述至少部分壓縮氣態(tài)混合物的壓力來(lái)提高透平膨脹機(jī)入口壓力。減低所述至少部分壓縮氣態(tài)混合物的壓力則降低液體生產(chǎn)。在高液體生產(chǎn)模式期間，控制第一支流和第二支流的流量，使得第一支流的流量大于第二支流的流量。在低液體生產(chǎn)模式中，控制笫一支流和第二支流的流量，使得第一支流的流量小于第二支流的流量。本發(fā)明特別應(yīng)用于空氣的分離。在此背景下，壓縮氣態(tài)混合物可9由空氣組成。在這種應(yīng)用中，混合物組分流是富氧和富氮流，分離單元可以是空氣分離單元，該單元具有在傳熱關(guān)系上互相操作性連接的高壓和低壓蒸餾塔，以產(chǎn)生富氧和富氮流。因此，該液態(tài)流體富含氧氣或氮?dú)狻Ｒ簯B(tài)流體可富含氧氣，用泵加壓部分該液態(tài)流體以產(chǎn)生加壓液態(tài)流體。富氧流由加壓液態(tài)流體形成，作為間接熱交換的結(jié)果，該加壓液態(tài)流體被蒸發(fā)而產(chǎn)生了加壓富氧產(chǎn)品。在這種情形中，壓縮氣態(tài)混合物在間接熱交換之前被分為第一壓縮空氣流和第二壓縮空氣流。所述至少部分氣態(tài)混合物是第一壓縮空氣流。在間接熱交換期間，通過(guò)與加壓液態(tài)流體的間接熱交換冷凝第二氣流，從而形成液態(tài)空氣流.在空氣分離單元內(nèi)精餾第一壓縮空氣流和第二空氣流中所含的空氣。第一支流和笫二支流的流量可由第一和第二對(duì)閥控制。每對(duì)閥包含一個(gè)高流量控制閥(即能計(jì)量高流量的閥)和一個(gè)低流量控制閥(即能計(jì)量極低流量的閥)。在高液體生產(chǎn)模式期間，第一支流和第二支流的流量分別由第一對(duì)閥的高流量控制閥和第二對(duì)閥的低流量控制閥控制。這是因?yàn)樵谠撉闆r下，第一支流的流量更大。因此，第一對(duì)閥的低流量控制閥和第二對(duì)閥的高流量控制閥設(shè)在關(guān)閉位置。相反地，在低液體生產(chǎn)模式期間，第一支流和第二支流的流量分別由第一對(duì)閥的低流量控制閥和第二對(duì)閥的高流量控制閥控制。第一對(duì)閥的高流量控制閥和笫二對(duì)閥的低流量控制閥設(shè)在關(guān)閉位置。可將排氣流引入高壓塔的底部區(qū)域?？蓪⒁簯B(tài)空氣流分為第一和第二部分，并分別通過(guò)閥膨脹進(jìn)入高壓和低壓塔。逆著低壓塔的富氧塔底沉淀物的蒸發(fā)可液化高壓塔的富氮塔頂流。這產(chǎn)生了第一和第二氮回流流以回流高壓和4氐壓塔。在引入4氐壓塔之前，氮回流流的笫二氮回流流通過(guò)與廢氮蒸氣流和也取自低壓塔的產(chǎn)品氮蒸氣流進(jìn)行熱交換可得到過(guò)冷。如上所提及的，廢氮和產(chǎn)品氮都是參與間接熱交換的富氮流。由高壓塔的含氧塔底沉淀物形成的粗制液氧流可通過(guò)閥膨脹并被引入低壓塔進(jìn)行精餾，該粗制液氧流在經(jīng)閥膨脹之前沒(méi)有經(jīng)受進(jìn)一步冷卻其的間接換熱。本發(fā)明在另一方面提供了一種分離裝置。根據(jù)這方面，提供至少一個(gè)壓縮機(jī)壓縮氣態(tài)混合物，由此產(chǎn)生壓縮流。提供凈化單元來(lái)凈化10該壓縮流。主熱交換器連接至凈化單元，其設(shè)有多個(gè)流體通道，這些通道使壓縮流與混合物組分流進(jìn)行間接熱交換。提供的分離單元包括至少一個(gè)蒸餾塔以精餾該氣態(tài)混合物。該分離單元生產(chǎn)由該混合物組分組成的產(chǎn)品餾分。該分離單元具有至少一個(gè)液體產(chǎn)物出口和至少一個(gè)氣體產(chǎn)物出口。主熱交換器連接至分離單元，使得混合物組分流從主熱交換器的冷端流到它的熱端。主熱交換器構(gòu)造為分別排放第一支流和第二支流；第一支流和第二支流由氣態(tài)混合物組成。第一支流和第二支流分別以較高和較低溫度從主熱交換器排出。透平膨脹機(jī)膨脹至少部分混合流，工作性能是供應(yīng)制冷?；旌狭饔傻谝恢Я骱偷诙Я餍纬?，透平膨脹機(jī)連接至分離單元，使得透平膨脹機(jī)的至少部分排氣流被引入所述至少一個(gè)蒸餾塔內(nèi)。流體控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造為混合第一支流和第二支流，從而形成混合流。該流體控制網(wǎng)絡(luò)具有閥，這些閥控制第一支流和第二支流的流量，從而控制混合流的溫度，以確保來(lái)自透平膨脹機(jī)的排氣具有至少約等于飽和溫度的出口溫度。如上面所指出的，氣態(tài)混合物可為空氣，由此壓縮流可為壓縮空氣流。該混合物組分流在本發(fā)明的該應(yīng)用中為富氧和富氮流，且分離單元可為具有在傳熱關(guān)系上互相操作性連接的高壓和低壓蒸餾塔的空氣分離單元，從而生產(chǎn)富氧和富氮流。透平膨脹機(jī)連接至該空氣分離單元，使得來(lái)自透平膨脹機(jī)的至少部分排氣被引入高壓或低壓蒸餾塔內(nèi)?？商峁┍脕?lái)加壓部分所述液態(tài)流體以產(chǎn)生加壓液態(tài)流體。該泵流體連通該分離單元和該主熱交換器，使得加壓液態(tài)流體由于間接熱交換而蒸發(fā)，以產(chǎn)生加壓氣態(tài)產(chǎn)物。該壓縮空氣流是第一壓縮空氣流，所述至少一個(gè)壓縮才幾是部分壓縮系統(tǒng)。壓縮系統(tǒng)設(shè)有基礎(chǔ)負(fù)荷壓縮機(jī)。另外提供的渦輪增壓壓縮機(jī)流體連通該基礎(chǔ)負(fù)荷壓縮機(jī)，并操作性地連接該透平膨脹機(jī)以至少部分由透平膨脹機(jī)的工作來(lái)驅(qū)動(dòng)。笫一壓縮機(jī)連接至該渦輪增壓壓縮機(jī)，因此第一壓縮空氣流由渦輪增壓壓縮機(jī)和笫一壓縮機(jī)產(chǎn)生。此外，提供的第二壓縮機(jī)流體連通基礎(chǔ)負(fù)荷壓縮機(jī)以產(chǎn)生第二壓縮空氣流。第二壓縮機(jī)也流體連通主熱交換器，且主熱交換器同樣流體連通空氣分離ii單元，使得第二壓縮空氣流經(jīng)受間接熱交換，其造成加壓液態(tài)流的蒸發(fā)和第二壓縮空氣流的液化，從而形成液態(tài)空氣流，該液態(tài)空氣流被引入空氣分離單元。第一壓縮機(jī)可設(shè)有入口導(dǎo)流葉片，或者壓縮系統(tǒng)可設(shè)有旁通管線，該旁通管線具有截止閥以在截止閥設(shè)為打開位置時(shí)旁通第一壓縮機(jī)。這允許變化第二空氣流的壓力，進(jìn)而改變透平膨脹機(jī)供應(yīng)的制冷，從而改變液態(tài)流生產(chǎn)。流體控制網(wǎng)絡(luò)的閥可包括連接至主熱交換器的第一和第二對(duì)閥，每對(duì)閥都含有一個(gè)高流量控制閥和一個(gè)低流量控制閥。在高液體生產(chǎn)模式期間，第一支流和第二支流的流量分別由第一對(duì)閥的高流量控制閥和第二對(duì)閥的低流量控制閥控制。在此期間，第一對(duì)閥的低流量控制閥和第二對(duì)閥的高流量控制閥設(shè)在關(guān)閉位置。在低液體生產(chǎn)模式期間，第一支流和第二支流的流量由第一對(duì)閥的低流量控制閥和第二對(duì)閥的高流量控制閥控制。此時(shí)，第一對(duì)閥的高流量控制閥和第二對(duì)閥的低流量控制閥設(shè)在關(guān)閉位置。此外，流體控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)有靜態(tài)混合器或類似裝置，其介于第一和第二對(duì)閥與透平膨脹機(jī)之間以混合第一支流和第二支流。此外，透平膨脹機(jī)可連接至高壓塔的底部部分且主熱交換器可連接至空氣分離單元，使得液態(tài)空氣流的第一和第二部分被引入高壓和低壓塔。膨脹閥位于主熱交換器與高低壓塔之間，使得第一和第二部分通過(guò)閥膨脹至高壓和低壓塔的較高和較低壓力。此外，如上面針對(duì)方法也討論過(guò)的，冷凝器-蒸發(fā)器可以操作性地連接高壓和低壓塔，使得高壓塔的富氮塔頂流可逆著低壓塔的富氧塔底沉淀物的蒸發(fā)而液化，從而產(chǎn)生第一和第二氮回流流以回流高壓和低壓塔?？商峁┻^(guò)冷器以在氮回流流的第二氮回流流引入低壓塔之前對(duì)其過(guò)冷。該過(guò)冷器構(gòu)造成過(guò)冷第二氮回流流和從低壓塔退出的產(chǎn)品氮蒸氣流。該過(guò)冷器連接至主熱交換器，因此使得廢氮流和產(chǎn)品氮流都是在主熱交換器內(nèi)參加間接熱交換的富氮流。管道可將高壓塔的底部區(qū)域連接至低壓塔的中間位置，以將由高壓塔的含氧塔底沉淀物形成的粗制液氧流引入低壓塔進(jìn)行精餾。還有一個(gè)膨脹閥位于該管道中，以在粗制液氧流被引入時(shí)將其膨脹至低壓塔可容壓力。盡管說(shuō)明書是以清楚地指出申請(qǐng)人視為他們發(fā)明的主題的權(quán)利要求書結(jié)束的，但仍然相信結(jié)合附圖將使該發(fā)明得到更好的理解，其中圖l是實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的空氣分離設(shè)備的示意圖2是用在圖1所示空氣分離設(shè)備中的主熱交換器的立視圖3是圖3的替代實(shí)施例；圖4是圖3的替代實(shí)施例；圖5是圖3的替代實(shí)施例；圖6是沿圖5中線6-6的截面圖；以及圖7是沿圖5中線7-7的截面圖。具體實(shí)施例方式參考圖l，圖示的空氣分離設(shè)備l用于示例性目的。如上面所指出的，本發(fā)明在其更廣泛的方面對(duì)于其他分離工藝同樣適用，如涉及天然氣的分離工藝?？諝夥蛛x設(shè)備1包括壓縮系統(tǒng)10，該系統(tǒng)將空氣壓縮到適合在空氣分離單元12內(nèi)進(jìn)行精餾的壓力，該空氣分離單元12具有高壓塔H和低壓塔16?？諝獾木s將空氣組分分離為富氧和富氮餾分，其被作為引入主熱交換器18的富氧和富氮流，以將熱從壓縮空氣間接交換給富氧和富氮流，由此將該壓縮空氣冷卻至適于其精餾的溫度。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，在其他分離工藝中，諸如天然氣之類的供料可在壓力下獲得，從而排除在設(shè)備本身內(nèi)進(jìn)行壓縮的需要。在簡(jiǎn)要介紹了空氣分離裝置l后，現(xiàn)在從壓縮系統(tǒng)10開始進(jìn)行更詳細(xì)地描述。壓縮系統(tǒng)10包括基礎(chǔ)負(fù)荷壓縮機(jī)20，該壓縮機(jī)將引入的空氣流22壓縮至可處在大約5巴到大約15巴絕對(duì)壓力("bara")之間的范圍的壓力。壓縮機(jī)20可為帶冷凝物排放的中冷整體齒輪壓縮機(jī)。結(jié)果產(chǎn)生的壓縮空氣流24隨后被導(dǎo)至預(yù)凈化單元26,該單元包括都是本領(lǐng)域所知的幾個(gè)單元操作，包括直接水冷卻；基于制冷的冷卻；直接接觸冷水；脫離相包含的相分離操作和/或在吸附劑床內(nèi)的吸附操作，典型的吸附劑是氧化鋁。預(yù)凈化單元26產(chǎn)生的凈化壓縮流28具有的高沸點(diǎn)污染物含量極低，這些污染物例如是可在主熱交換器18內(nèi)凍結(jié)的水和二氧化碳，以及可聚積在空氣分離單元12內(nèi)帶來(lái)安全隱患的烴。將已凈化的壓縮空氣流28分為流30和32。使流30在渦輪增壓壓縮機(jī)34內(nèi)經(jīng)受進(jìn)一步的壓縮，該壓縮機(jī)34操作性地連接透平膨脹機(jī)36以在增壓壓縮機(jī)34操作中恢復(fù)一些膨脹功。通過(guò)壓縮產(chǎn)生的流38可以具有的壓力典型可以處在大約15巴到大約20巴絕對(duì)壓力之間。隨后由壓縮機(jī)40進(jìn)一步壓縮流38以產(chǎn)生第一壓縮氣流42，其具有的壓力處在大約20巴到大約60巴絕對(duì)壓力之間。流32可由大約25%到大約35%之間的已凈化壓縮空氣流28構(gòu)成，并進(jìn)一步在壓縮機(jī)44內(nèi)壓縮流32，以產(chǎn)生第二壓縮氣流46，其具有大約25巴到大約70巴之間的絕對(duì)壓力。如下面將要討論的，第一壓縮空氣流42在受到冷卻并經(jīng)受根據(jù)本發(fā)明的溫度控制之后，被引入透平膨脹機(jī)36。透平膨脹機(jī)36的排氣，即排氣流48,被引入高壓塔14的底部區(qū)域50。如下面將要討論的，第二壓縮空氣流46逆著加壓產(chǎn)品的蒸發(fā)在主熱交換器18內(nèi)冷凝，以產(chǎn)生液態(tài)空氣流52，該液態(tài)空氣流在膨脹閥54內(nèi)通過(guò)閥膨脹至適于其進(jìn)入高壓塔14的壓力以產(chǎn)生減壓液態(tài)流體56。在這方面，高壓塔14可在大約5巴到大約6巴之間的絕對(duì)壓力下操作。減壓液態(tài)流體56的第一部分58被引入高壓塔14,減壓液態(tài)流體52的第二部分60，在膨脹閥62中被膨脹至適于將其引入低壓塔16的壓力之后，作為流63被引入低壓塔16。在這方面，低壓塔16可在大約1.1巴到1.4巴之間的絕對(duì)壓力下操作。如圖簡(jiǎn)示，高壓塔14設(shè)有可為規(guī)整填料的傳質(zhì)構(gòu)件64和68。經(jīng)由排氣流48引入的蒸氣啟動(dòng)了接觸下降液相的上升氣相，該下降液相在傳質(zhì)構(gòu)件64和68內(nèi)下降。此外，減壓液態(tài)流體56的第一部分58在填料構(gòu)件64內(nèi)下降，產(chǎn)生的蒸氣將上升穿過(guò)填料構(gòu)件68。當(dāng)蒸氣在高壓塔14內(nèi)上升時(shí)，其變得更多地富含空氣中的輕質(zhì)組分，即氮?dú)?，而液體在高壓精餾塔14內(nèi)下降時(shí)，其則變得更多地富含空氣中的重質(zhì)組分，即氧氣，以產(chǎn)生粗制液態(tài)氧塔底沉淀物流82，該流82聚積在蒸餾塔14的底部區(qū)域50內(nèi)。富氮塔頂流70被引入位于低壓塔16底部中的冷凝器-蒸發(fā)器72，在這里它借助發(fā)生在低壓蒸餾塔16內(nèi)的蒸餾蒸發(fā)聚積在該塔內(nèi)的富氧液態(tài)塔底沉淀物74中的一些。這產(chǎn)生了液態(tài)氮?dú)饬?6，其被分成分別回流高壓塔14和低壓塔16的第一和第二氮回流流78和80。借助第一氮回流流78,在高壓塔14中提供的回流啟動(dòng)下降液相的形成。由高壓塔l4內(nèi)的粗制液氧塔底沉淀物組成的粗制液氧流82在膨脹閥84內(nèi)通過(guò)閥膨脹至低壓塔16的壓力，并作為流85被引入低壓塔16。第二氮回流流80在過(guò)冷單元86內(nèi)被過(guò)冷，以形成回流低壓塔16的流88。流88的全部或部分可在通過(guò)閥87之后作為流89被引入低壓塔16。部分流88可作為液態(tài)產(chǎn)品102導(dǎo)至適當(dāng)?shù)膬?chǔ)存器(未圖示)。低壓塔16設(shè)有傳質(zhì)接觸構(gòu)件90、92、94和96，它們?cè)诘蛪核?6內(nèi)接觸液相和氣相以產(chǎn)生富氧液態(tài)塔底沉淀物74，及流入過(guò)冷單元86過(guò)冷第二氮回流流80的氮產(chǎn)品蒸氣流98和廢氮蒸氣流100。由富氧液態(tài)塔底沉淀物74組成的富氧液態(tài)流體104可通過(guò)泵106加壓以產(chǎn)生加壓液氧流108。部分加壓液氧流108在主熱交換器18內(nèi)蒸發(fā)。如圖所示，加壓液氧產(chǎn)物流109可作為產(chǎn)品。在這種情況下，剩余的流110在主熱交換器18內(nèi)蒸發(fā)以產(chǎn)生可作為高壓氧氣產(chǎn)品的加壓氧產(chǎn)物流lll。此外，也可在主熱交換器18內(nèi)加熱廢氮流100以形成廢流112，且產(chǎn)品氮蒸氣流98可在主熱交換器18內(nèi)加熱以形成富氮產(chǎn)品流113。在主熱交換器18內(nèi)設(shè)置的換熱通道114、115、116'和117'用于如上面所述概括的目的，而下面將會(huì)更加詳細(xì)討論的通道118則是用來(lái)冷卻第一壓縮空氣流42。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)改變笫一壓縮空氣流42的壓力改變空氣分離設(shè)備l的液體生產(chǎn)，即加壓液氧產(chǎn)品流109和液氮產(chǎn)品流102。這種壓力的變化可由具有閥124的旁通管線122完成，該閥可設(shè)在打開和關(guān)閉位置，用于控制允許流體流過(guò)旁通管線122或阻止流體流過(guò)旁通管線122。替代地，管線122可構(gòu)造成用于壓縮機(jī)40的再循環(huán)。此外，取代旁通管線122，壓縮機(jī)40可設(shè)有可變的入口葉片以改變第一壓縮空氣流42的壓力。在高液體生產(chǎn)模式期間，如果提高第一壓縮空氣流42的壓力，將會(huì)產(chǎn)生更多的制冷并由此產(chǎn)生更多的液體。相反地，如果降低第一壓縮空氣流42的壓力，透平膨脹機(jī)36將會(huì)產(chǎn)生更少的制冷并由此帶來(lái)液體生產(chǎn)的減少。然而在高液體生產(chǎn)模式中，由于高壓和在主熱交換器18內(nèi)的冷卻的原因，第一壓縮空氣流42可部分液化。透平膨脹機(jī)36的入口流的溫度控制實(shí)現(xiàn)的方式是將主熱交換器構(gòu)造成排出處于較高和較低溫度下的第一支流126和第二支流128，進(jìn)而控制供至透平膨脹機(jī)36入口的流溫度。為了控制透平膨脹機(jī)36入口處的溫度，提供了兩對(duì)控制閥130和134。第一對(duì)控制閥130具有高流量控制閥136和低流量控制閥138。類似地，第二對(duì)流量控制閥具有高流量控制閥140和低流量控制閥142。這些閥在比較意義上被稱為"高流量"和"低流量，，。例如，"高流量"閥是體積流量是"低流量"閥的大約10到大約100倍的閥。然而，高流量控制閥相對(duì)于低流量控制閥的大小取決于本發(fā)明的具體應(yīng)用。從物理上講，低流量閥因此是比高流量控制閥小得多的單元。在高液體生產(chǎn)模式期間，高流量控制閥136控制包含在第一支流126內(nèi)的流體的主要部分的流動(dòng)。低流量控制閥138將處在關(guān)閉位置。此外，高流量控制閥140也會(huì)關(guān)閉，低流量控制閥142則會(huì)打開以控制處于密相或液相的第二支流128的流動(dòng)。在低液體生產(chǎn)模式中，大多數(shù)的流體目前跟隨第二支流128。因此，高流量控制閥136設(shè)在關(guān)閉位置，低流量控制閥138則設(shè)在打開位置。類似地，高流量控制閥140現(xiàn)在控制第二支流128的流動(dòng)，低流量控制閥142則設(shè)在關(guān)閉位置。第一支流126和第二支流128的流體隨后在靜態(tài)混合器144內(nèi)合并以產(chǎn)生混合流146，該混合流可在受控溫度下被引入透平膨脹機(jī)36的入O。如上面所指出的，混合流146的溫度控制方式是確保渦輪機(jī)排氣流48基本不液化，或換言之其具有不大于約5%的液態(tài)成分。更優(yōu)選地，該排氣流保持處于飽和蒸氣溫度或接近該飽和蒸氣溫度。從塔操作角度講，飽和溫度以上的變化現(xiàn)在可有效地限制為小于20。C。因此，本文和權(quán)利要求書中涉及飽和蒸氣溫度時(shí)使用的術(shù)語(yǔ)"大約"，所指的溫度是不低于使透平膨脹機(jī)的排氣液化高于5%的溫度，且不高于導(dǎo)致該排氣過(guò)熱超過(guò)約20。C的溫度。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，高、低流量控制閥136，138,140和142的控制可設(shè)在預(yù)定位置處以獲得混合流146的受控溫度。更優(yōu)選地，采用閉環(huán)控制。在這樣的方法中，流146的溫度維持方式是檢測(cè)混合流146的溫度，將其值與預(yù)定值/設(shè)定點(diǎn)比較并相應(yīng)地調(diào)整閥136，138，140和142的位置。這樣的控制通常稱為PID控制(比例、積分和微分控制)，是工藝工程領(lǐng)域所熟知的。替代地，也可監(jiān)控排氣流48和流82之間的溫度差。然后作出響應(yīng)調(diào)節(jié)目標(biāo)閥來(lái)控制渦輪機(jī)的出口溫度。在這樣做時(shí)，將渦輪機(jī)過(guò)熱維持在接近飽和的預(yù)定點(diǎn)處。下面的表格代表通過(guò)穩(wěn)態(tài)過(guò)程模擬方法產(chǎn)生的計(jì)算例，該方法說(shuō)明了在高、低液體生產(chǎn)期間空氣分離設(shè)備的關(guān)鍵操作特征。在本例中，氣態(tài)氧氣流111在該工藝中是在30巴絕對(duì)壓力下產(chǎn)生。高壓塔14在5.2巴絕對(duì)壓力下運(yùn)作。此外，在本例中，流30的所有膨脹流體穿過(guò)膨脹機(jī)36進(jìn)入塔14。通過(guò)用于固定釬焊鋁熱交換器設(shè)計(jì)的嚴(yán)密解法獲得第一和第二支流126和128的溫度，如圖2中所示的固定釬焊鋁熱交換器將在下面進(jìn)行詳細(xì)描述。高液體生產(chǎn)模式一經(jīng)啟動(dòng)，退出的第二支流128就處于基本液化狀態(tài)。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>在如空氣分離設(shè)備l一樣的設(shè)備中的目標(biāo)工藝的模擬導(dǎo)致渦輪機(jī)排氣(流48)中呈現(xiàn)約30%的液態(tài)比例，其中熱交換器是按常規(guī)方式(用于低液體生產(chǎn)模式且透平膨脹機(jī)入口沒(méi)有溫度控制)設(shè)計(jì)。從熱力學(xué)角度看，達(dá)到傳統(tǒng)方法的流體比率的渦輪機(jī)工作將比應(yīng)用本發(fā)明可獲得的要低45%。換言之，通過(guò)本發(fā)明大幅提高了在相同膨脹率下可能獲得的制冷。應(yīng)當(dāng)理解的是，不必所有混合流146都進(jìn)入膨脹機(jī)36。如果需要，可將部分混合流146導(dǎo)回主熱交換器18進(jìn)行進(jìn)一步冷卻、液化并供給空氣分離單元12。類似地，不必將所有的排氣流48都導(dǎo)至空氣分離單元12。例如，可將部分渦輪機(jī)排氣48再循環(huán)至壓縮機(jī)20或預(yù)凈化單元26的出口。此外，可將排氣流48引入低壓蒸餾塔16。在這樣的情況下，部分該流可導(dǎo)至廢流或加熱后排走。雖然沒(méi)有圖示，本發(fā)明同樣適應(yīng)于構(gòu)造不同于圖l所示的空氣分離設(shè)備。例如，本發(fā)明應(yīng)用于這樣的空氣分離裝置，其內(nèi)沒(méi)有產(chǎn)品流的液體加壓或所有的富氧液體都作為產(chǎn)品且沒(méi)有被蒸發(fā)的。在沒(méi)有采用液體加壓的設(shè)備的情況下，就將沒(méi)有諸如第二壓縮空氣流46—樣的壓縮空氣流，以及沒(méi)有與生產(chǎn)和冷卻該流相關(guān)的裝置。即使在主熱交換器內(nèi)有產(chǎn)品流蒸發(fā)，從基礎(chǔ)負(fù)荷壓縮傳出的流，如流30和32，可壓縮到大約相同的名義壓力，被引入透平膨脹機(jī)的這些流之一的壓力可以變化，以與本文提供的溫度控制一起改變液體生產(chǎn)。同樣如上面所指出的，本發(fā)明可用于其他不涉及空氣分離的低溫分離設(shè)備。參考圖2，更詳細(xì)地圖示了熱交換器18。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，熱交換器18定向在豎直位置并可為板翅式熱交換器，該板翅式熱交換器具有多層板界定翅片流體通道以限定熱交換通道114，115，116和117，從而以本領(lǐng)域熟知方式實(shí)現(xiàn)熱交換。在這方面，第二壓縮氣流46被引入入口集管150，液態(tài)空氣流52從出口集管152排出。這些流的流動(dòng)貫通熱交換器18的整個(gè)長(zhǎng)度并位于板間的翅片流體通道之間。類似地，廢氮流100也流過(guò)熱交換器18的整個(gè)長(zhǎng)度并通過(guò)入口集管154引入，再作為廢流112從出口集管156排出。氮蒸氣產(chǎn)品流98被引入入口集管158并作為富氮產(chǎn)品流113從出口集管160排出。泵加壓的液態(tài)富氧流110被引入入口集管159，并作為加壓氧產(chǎn)品流111從集管161排出。第一壓縮空氣流42經(jīng)由入口集管162被引入熱交換器18并通過(guò)分配翅片163改向，以在熱交換器18的長(zhǎng)度方向上流動(dòng)并穿過(guò)翅片通道164。在部分穿越熱交換器18的長(zhǎng)度后，該流體隨后由分配翅片165改向，并作為流167經(jīng)出口集管166排出。從出口集管166排出的流167的部分作為流168隨后經(jīng)由入口集管169被重新引入熱交換器18，其余部分的流167形成第一支流126。流168隨后由分配翅片170改向以經(jīng)翅片通道171在熱交換器18的長(zhǎng)度方向上流動(dòng)。在經(jīng)翅片通道171部分穿越熱交換器18而進(jìn)一步冷卻后，流168隨后經(jīng)分配翅片172再次改向并作為流128通過(guò)出口集管173排出。要注意的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以很好的理解到，翅片通道164和171的層因此形成了第一壓縮空氣流42的換熱通道，其由圖1中的參考數(shù)字118標(biāo)示，該第一壓縮氣流42用于形成第一支流126和第二支流128。參考圖3，在主熱交換器18的替代實(shí)施例中，主熱交換器18'設(shè)有可彼此相對(duì)布置的出口集管166和入口集管169。在這種情況下，分配翅片165和170由分配翅片165'和17(K的布置取代，分配翅片165'和170'由對(duì)角線分割部分開以分割流體。參考圖4，在熱交換器18的替代實(shí)施例中，熱交換器18"設(shè)有難路翅片部分165'。難路翅片部分是這樣的翅片部分，其布置成產(chǎn)生的平-f亍于流動(dòng)方向的主要流動(dòng)阻力大于垂直于該流動(dòng)方向的流動(dòng)阻力。當(dāng)閥136打開時(shí)，其作用是分割流體，使得第一支流126以高于在翅片通道164內(nèi)流動(dòng)的其余部分流的流量從出口集管167'排出。該其余部分隨后流經(jīng)翅片通道171，然后作為第二支流128通過(guò)分配翅片172被改向至出口集管173，該第二支流128由于其繼續(xù)穿越熱交換器18〃而被進(jìn)一步冷卻。參考圖5，提出了熱交換器18〃'作為熱交換器18的替代實(shí)施例。附加參考圖7和8，設(shè)置的分配翅片層165''將流體從翅片通道164改向至出口集管166。流168進(jìn)入入口集管169，隨后流經(jīng)分配翅片170'以被導(dǎo)至翅片通道171，從而作為第二支流128從排放集管173排出。翅片165〃和170'的高度約為主通道高度的一半。它們被置于彼此的頂部之上，其間有分隔板。這樣可在較小體積內(nèi)獲得入口和出口分配，雖然其招致的壓降會(huì)更高(由于流動(dòng)面積減半的原因)。盡管已參考優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在不背離所附權(quán)利要求所描述的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)仍可做出許多^f奮改和補(bǔ)充。權(quán)利要求1.一種分離方法，包括在低溫精餾設(shè)備中分離壓縮氣態(tài)混合物，方式是凈化該壓縮氣態(tài)混合物，凈化后利用與混合物組分流的間接熱交換冷卻該壓縮氣態(tài)混合物，在分離單元內(nèi)精餾該壓縮氣態(tài)混合物，該分離單元具有至少一個(gè)塔以產(chǎn)生該混合物組分流；從分離單元排出至少一種富含所述氣態(tài)混合物的一種混合物組分的液態(tài)流體；在間接熱交換期間，在所述壓縮氣態(tài)混合物得到部分冷卻之后，將至少部分該壓縮氣態(tài)混合物分成第一支流和第二支流，讓第一支流和第二支流分別在較高和較低溫度下退出間接熱交換；在第一支流和第二支流退出間接熱交換之后，使第一支流和第二支流合并以產(chǎn)生混合流；在透平膨脹機(jī)內(nèi)膨脹至少部分所述混合流，工作性能是向低溫精餾設(shè)備提供制冷，并將所述透平膨脹機(jī)的至少部分排氣流引入分離單元；以及通過(guò)控制第一支流和第二支流的流量控制所述混合流的溫度，使得所述排氣流至少處于其飽和溫度附近。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中改變所述至少部分壓縮氣態(tài)混合物的壓力，進(jìn)而改變透平膨脹機(jī)所提供的制冷和液態(tài)流體的生產(chǎn)速度，使得在高液體生產(chǎn)模式下提高所述至少部分壓縮氣態(tài)混合物的壓力能增加液態(tài)流體的生產(chǎn)，且在低液體生產(chǎn)模式下降低所述至少部分壓縮氣態(tài)混合物的壓力能減少液態(tài)流體的生產(chǎn)；在高液體生產(chǎn)模式期間，控制第一支流和第二支流的流量，使得笫一支流的流量大于笫二支流的流量；以及在低液體生產(chǎn)模式期間，控制第一支流和笫二支流的流量，使得第一支流的流量小于第二支流的流量。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述壓縮氣態(tài)混合物由空氣組成；所述混合物組分流為富氧流和富氮流；所述分離單元為空氣分離單元，其具有在傳熱關(guān)系上相互操作性連接的高壓蒸餾塔和低壓蒸餾塔，以生產(chǎn)富氧流和富氮流；以及所述液態(tài)流體富含氧氣和氮?dú)庵械囊环N。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述液態(tài)流體富含氧氣，用泵增壓部分該液態(tài)流體以產(chǎn)生加壓液態(tài)流體；所述富氧流由所述加壓液態(tài)流體形成，作為間接熱交換的結(jié)果，所述加壓液態(tài)流體得到蒸發(fā)產(chǎn)生了加壓富氧產(chǎn)品；在所述間接熱交換之前，將所述壓縮氣態(tài)混合物分成第一壓縮空氣流和第二壓縮空氣流，所述至少部分氣態(tài)混合物由第一壓縮空氣流形成；在所述間接熱交換期間，第二壓縮空氣流引起所述加壓液態(tài)流體蒸發(fā)并導(dǎo)致第二壓縮氣流液化，從而形成液態(tài)空氣流；以及在空氣分離單元中精餾第一壓縮空氣流和第二壓縮空氣流中所含的空氣。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中由第一和第二對(duì)閥控制第一支流和第二支流的流量，每對(duì)閥包含一個(gè)高流量控制閥和一個(gè)低流量控制閥；在高液體生產(chǎn)模式期間，第一支流和第二支流的流量分別由第一對(duì)閥的高流量控制閥和第二對(duì)閥的低流量控制閥控制，第一對(duì)閥的低流量控制閥和第二對(duì)閥的高流量控制閥設(shè)定在關(guān)閉位置；以及在低液體生產(chǎn)模式期間，第一支流和第二支流的流量分別由第一對(duì)閥的低流量控制閥和第二對(duì)閥的高流量控制閥控制，第一對(duì)閥的高流量控制閥和第二對(duì)閥的低流量控制閥設(shè)定在關(guān)閉位置。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中將排氣流引入所述高壓塔的底部區(qū)域；將液態(tài)空氣流分成第一和第二部分，并分別通過(guò)閥膨脹至所述高壓塔和低壓塔的較高壓力和較低壓力；以及將該第一和第二部分分別引入所述的高壓塔和低壓塔。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中逆著蒸發(fā)低壓塔的含氧塔底沉淀物液化高壓塔的富氮塔頂流，從而產(chǎn)生回流高壓塔和低壓塔的第一和第二氮回流流；在被引入低壓塔之前，所述氮回流流的第二氮回流流通過(guò)將熱量交換給從低壓塔退出的廢液氮流和產(chǎn)品氮蒸氣流被過(guò)冷；所述廢液氮流和產(chǎn)品氮蒸氣流都是參與所述間接熱交換的富氮流；以及通過(guò)閥膨脹由高壓塔的含氧塔底沉淀物形成的粗制液氧流，并將其引入精餾的低壓塔，該粗制液氧流在通過(guò)閥膨脹之前沒(méi)有經(jīng)受進(jìn)一步冷卻其的間接熱交換。8.—種分離裝置，包括壓縮氣態(tài)混合物以產(chǎn)生壓縮流的至少一個(gè)壓縮才凡和凈4匕該壓縮流的凈化單元；連接至凈化單元的主熱交換器，其具有流體通道，這些流體通道迫使所述壓縮流與混合物組分流進(jìn)行間接熱交換；分離單元，其具有至少一個(gè)精餾塔精餾包含在所述壓縮流中的氣態(tài)混合物，由此產(chǎn)生所述混合物組分流；分離單元具有液體出口以排放富含所述氣態(tài)混合物中的一種混合物組分的液態(tài)流體；主熱交換器連接至分離單元，使得所述混合物組分流從主熱交換器的冷端流到熱端；主熱交換器構(gòu)造成排出分別處于較高和較低溫度的第一支流和第二支流；第一支流和第二支流由所述氣態(tài)混合物組成；透平膨脹機(jī)，其膨脹至少部分混合流，工作性能是提供制冷，所述混合物由第一支流和第二支流的合并形成，透平膨脹機(jī)連接至分離單元，使得透平膨脹機(jī)的至少部分排氣流被引入所述至少一個(gè)蒸餾塔內(nèi)；以及流體控制網(wǎng)絡(luò)，其構(gòu)造成合并第一支流和第二支流以形成混合流，該流體控制網(wǎng)絡(luò)具有閥來(lái)控制第一支流和笫二支流的流量，由此控制混合流的溫度，以確保來(lái)自透平膨脹機(jī)的排氣流的出口溫度至少約等于飽和溫度。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述氣態(tài)混合物是空氣；所述壓縮流是壓縮空氣流；所述混合物組分流是富氧流和富氮流；所述分離單元是空氣分離單元，其具有在傳熱關(guān)系上相互操作性連接的高壓和低壓蒸餾塔，由此生產(chǎn)所述富氧流和富氮流；以及透平膨脹機(jī)連接至空氣分離單元，使得至少部分來(lái)自透平膨脹機(jī)的所述排氣流被引入高壓或低壓蒸餾塔內(nèi)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括泵，其加壓部分所述液態(tài)流體以產(chǎn)生加壓液態(tài)流體；該泵流體連通分離單元和主熱交換器，使得加壓液態(tài)流體由于間接熱交換而蒸發(fā)，以產(chǎn)生加壓產(chǎn)品；所述壓縮空氣流是第一壓縮空氣流；所述至少一個(gè)壓縮機(jī)是部分壓縮系統(tǒng)，其包括基礎(chǔ)負(fù)荷壓縮機(jī)；渦輪增壓壓縮機(jī)，其也流體連通該基礎(chǔ)負(fù)荷壓縮機(jī)，且操作性連接透平膨脹機(jī)以至少部分由透平膨脹機(jī)的工作驅(qū)動(dòng)；以及第一壓縮機(jī)，其連接至渦輪增壓壓縮機(jī)；渦輪增壓壓縮才幾和第一壓縮才幾產(chǎn)生所述第一壓縮空氣流；以及第二壓縮機(jī)，其流體連通基礎(chǔ)負(fù)荷壓縮機(jī)以產(chǎn)生所述第二壓縮空氣流；該第二壓縮機(jī)流體連通主熱交換器，且主熱交換器也流體連通空氣分離單元，使得第二壓縮空氣流經(jīng)受間接熱交換，其造成加壓液態(tài)流體的蒸發(fā)和第二壓縮空氣流的液化，從而形成液態(tài)空氣流，該液態(tài)空氣流被引入空氣分離單元。11.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的設(shè)備，其中第一壓縮機(jī)具有入口導(dǎo)流葉片，或壓縮系統(tǒng)設(shè)有旁通管線，該旁通管線具有截止閥以在截止閥設(shè)為打開位置時(shí)旁通第一壓縮機(jī)來(lái)改變第一空氣流的壓力，進(jìn)而改變透平膨脹機(jī)所提供的制冷和液態(tài)流體的生產(chǎn)；由此在高液體生產(chǎn)模式下第一壓縮空氣流的壓力的提高增加液體產(chǎn)品的生產(chǎn)，在低液體生產(chǎn)模式下第二壓縮空氣流的壓力的降低則減少液體產(chǎn)品的生產(chǎn)；流體控制網(wǎng)絡(luò)的閥包括連接至主熱交換器的第一和第二對(duì)閥，每對(duì)閥都含有一個(gè)高流量控制閥和一個(gè)低流量控制閥；在高流體生產(chǎn)模式期間，第一支流和第二支流的流量分別由第一對(duì)閥的高流量控制閥和第二對(duì)閥的低流量控制閥控制，第一對(duì)閥的低流量控制閥和第二對(duì)閥的高流量控制閥則設(shè)在關(guān)閉位置；在低液體生產(chǎn)模式期間，第一支流和笫二支流的流量分別由第一對(duì)閥的低流量控制閥和第二對(duì)閥的高流量控制閥，第一對(duì)閥的高流量控制閥和第二對(duì)閥的低流量控制閥設(shè)在關(guān)閉位置；以及流體控制網(wǎng)絡(luò)具有靜態(tài)混合器，該靜態(tài)混合器介于第一、第二對(duì)閥與透平膨脹機(jī)之間以合并第一支流和第二支流。12.根據(jù)權(quán)利要求9或10或11所述的方法，其中透平膨脹機(jī)連接至高壓塔的底部部分，使得排氣流被引入高壓塔的該底部部分；以及主熱交換器連接至空氣分離單元，使得液態(tài)空氣流的第一和第二部分被引入高壓和低壓塔，且膨脹閥定位在主熱交換器與高低壓塔之間，使得第一和第二部分分別通過(guò)閥膨脹至高壓和低壓塔的較高和較低的壓力。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中冷凝器-蒸發(fā)器，其與高壓和低壓塔操作性地連接，使得逆著低壓塔的含氧塔底沉淀物的蒸發(fā)液化高壓塔的富氮塔頂流，由此產(chǎn)生第一和第二氮回流流以回流高壓和j氐壓塔；過(guò)冷器，其構(gòu)造成在所述氮回流流的第二氮回流流被引入低壓塔之前，通過(guò)與從低壓塔排出的廢氮流和產(chǎn)品氮流的熱交換過(guò)冷該第二氮回流流；該過(guò)冷器連接至主熱交換器，使得廢氮流和產(chǎn)品氮流都是在主熱交換器內(nèi)參加間接熱交換的富氮流；以及管道，其將高壓塔的底部區(qū)域連接至低壓塔的中間位置，以將由高壓塔的含氧塔底沉淀物形成的粗制液態(tài)氧流引入低壓塔用于精餾，還有膨脹閥，其位于該管道中，以在該粗制液態(tài)氧流引入時(shí)將其膨脹至低壓塔可容的壓力。全文摘要一種分離方法及裝置，用于在低溫精餾設(shè)備(1)中分離氣態(tài)混合物，例如空氣。在該低溫精餾設(shè)備中，壓縮流(42)分為支流(126、128)，這兩個(gè)支流從該設(shè)備的主熱交換器(18)中提取并分別處于較高和較低溫度。然后合并這兩個(gè)支流并在透平膨脹機(jī)(36)中膨脹它們以為該設(shè)備提供制冷。調(diào)整這兩個(gè)支流的流量以控制供應(yīng)設(shè)備制冷的該透平膨脹機(jī)的入口溫度，并使該透平膨脹機(jī)排氣對(duì)飽和蒸氣狀態(tài)的可能偏離最小化?？梢詫?shí)施膨脹率的控制，益處是允許改變精餾設(shè)備的液體生產(chǎn)。文檔編號(hào)F25J3/02GK101553702SQ200780045306公開日2009年10月7日申請(qǐng)日期2007年12月6日優(yōu)先權(quán)日2006年12月6日發(fā)明者H·E·霍瓦德,R·J·杰布申請(qǐng)人:普萊克斯技術(shù)有限公司