用于通過低溫蒸餾分離空氣的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種用于通過低溫蒸餾分離空氣的設(shè)備，該設(shè)備包括：塔系統(tǒng)，該塔系統(tǒng)包括雙塔(100，101)、在介于高壓塔的壓力和低壓塔的壓力之間的壓力下操作的中壓塔(103)、和氬塔(102)；熱交換器(200)；用于將經(jīng)凈化的壓縮空氣送至熱交換器中冷卻的導(dǎo)管；用于將冷卻的經(jīng)凈化的壓縮空氣至少部分地從熱交換器送至高壓塔的導(dǎo)管；用于使來自低壓塔的富氧液體(30)加壓和氣化的裝置；用于加壓和氣化富氮液體(40)的裝置；用于將富氬氣體(50，54)從低壓塔送至具有頂部冷凝器(105)的氬塔的導(dǎo)管；用于從氬塔的頂部取出富氬流體(80)的導(dǎo)管；用于將液態(tài)空氣流(4，20，22)至少部分地送至中壓塔的頂部冷凝器(107)以在其中部分地氣化而形成蒸氣和液體的導(dǎo)管；用于將在中壓塔的頂部冷凝器中形成的蒸氣(123)送至低壓塔的導(dǎo)管；和用于將液體(24)從中壓塔的頂部冷凝器送至中壓塔以進(jìn)行分離的導(dǎo)管。
【專利說明】用于通過低溫蒸餾分離空氣的方法和設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于通過低溫蒸餾分離空氣的方法/工藝和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]大多數(shù)氧氣發(fā)生器是基于LOX泵送循環(huán)的，其中液氧通過泵加壓，并通過冷凝加壓空氣而氣化，然后升溫以形成加壓的氣態(tài)氧產(chǎn)品。通常約25%至35%的進(jìn)料空氣通過使氧產(chǎn)品氣化而液化。液體泵送循環(huán)不僅適用于液氧而且一些液氮也可以基于相同的概念被氣化。當(dāng)液氧和液氮兩者被泵送和通過冷凝空氣而氣化以形成加壓的氧氣和氮?dú)鈺r(shí)，高達(dá)總進(jìn)料空氣的50%的大量空氣必須被液化。
[0003]通過泵送液體來生產(chǎn)氣態(tài)氧和氮產(chǎn)品，可以避免昂貴的產(chǎn)品壓縮機(jī)而導(dǎo)致顯著的成本降低。然而，通過使大量的進(jìn)料空氣液化，雙塔工藝的高壓塔失去了氣態(tài)進(jìn)料空氣，使得對其向低壓塔提供回流液體的能力產(chǎn)生不利影響。進(jìn)料空氣的減少還減少了高壓塔頂部的冷凝氣體，并且這轉(zhuǎn)化成對于低壓塔的較少的再沸器負(fù)荷。當(dāng)液氧和液氮兩者都以顯著量通過冷凝空氣泵送時(shí)，蒸餾性能將受到影響。因此，會發(fā)生氧回收的損失。當(dāng)所有的液氧和大約相同的摩爾流率的液氮被氣化時(shí)，可以預(yù)期多達(dá)7-10%的氧氣回收率損失。需要更多的動力和更多進(jìn)料空氣、即更大的發(fā)生器尺寸以生產(chǎn)相同量的氧。
[0004]在低溫空氣分離技術(shù)中，中壓塔可以被添加到雙塔工藝以提高蒸餾性能。中壓塔的主要功能是蒸餾高壓塔底部的富液以得到用于低壓塔的額外的富氮液體回流。中壓塔通常是通過冷凝來自高壓塔頂部的富氮?dú)怏w而底部加熱或再沸。雙塔工藝可具有用于提取氬的側(cè)臂塔。有時(shí)，中壓塔的再沸可通過向氬側(cè)臂塔供給氣體來提供或由從氬塔本身產(chǎn)生的一些氣體提供。中壓塔在介于低壓塔的壓力和高壓塔的壓力之間的壓力下操作。
[0005]例如，氬塔和中壓塔可以與雙塔工藝一起使用，以生產(chǎn)氬氣和最大限度地從高壓塔提取高壓氮。可以實(shí)現(xiàn)良好的工藝效率。在這些工藝中，高壓塔的底部的富氧液體被供給至中壓塔，然后從中壓塔的底部提取所得到的液體在中壓塔和氬塔的頂部冷凝器中部分地氣化以提供所需的回流。
[0006]然而，在液氧和液氮兩者都被氣化，以及有時(shí)具有液體生產(chǎn)要求的情況下，形成過多的液態(tài)空氣使得高壓塔底部的富液的量急劇減少。由于這種效果，使用具有氬塔的中壓塔變得不那么有效或不實(shí)用，原因很簡單，沒有足夠的富液以驅(qū)動氬塔和中壓塔。在一些情況下，為了保證中壓塔的冷凝器中的正的溫度差，一些液態(tài)空氣或富氮液體必須被注入或與底部液體混合以降低它的沸點(diǎn)溫度。這種混合可以在蒸餾系統(tǒng)中引入不可逆性并造成效率的損失。新工藝通過提供一種替代技術(shù)以有效地處理附加的液態(tài)空氣而解決了上述缺點(diǎn)。
[0007]EP-A-0828123所述的工藝?yán)弥袎核岣咴谝貉鹾鸵旱獌烧弑槐盟秃蜌饣瘯r(shí)的氬回收率。為了彌補(bǔ)富氧液體不足的問題，一些液態(tài)空氣被送至中壓塔以生產(chǎn)附加的中壓塔底部液體。具有類似于空氣的成分的中間液體與中壓塔的底部液體混合，以提供中壓塔頂部冷凝器的冷卻。氬塔的頂部冷凝器也通過使中壓塔的底部液體氣化而冷卻。[0008]在技術(shù)公開IPC0M000019394D中，圖2公開了使用中壓塔以增強(qiáng)氬的回收。該工藝類似于EP-A-0828123的工藝，但更多或幾乎所有從高壓塔中提取的液態(tài)空氣被送至中壓塔以獲得附加的液氮回流。中壓塔的底部流在其頂部冷凝器中部分地氣化以冷卻。液態(tài)餾分被送至氬塔的頂部冷凝器并被氣化以供給所需的冷卻。在這種布置中，中壓塔和氬塔的兩個(gè)頂部冷凝器在從中壓塔的底部接收氣化液體而言是串聯(lián)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)目的，提供一種用于在塔系統(tǒng)中通過低溫蒸餾分離空氣的方法，該塔系統(tǒng)包括高壓塔、低壓塔、中壓塔和氬塔，低壓塔的底部與高壓塔的頂部熱聯(lián)接，中壓塔在介于高壓塔的壓力和低壓塔的壓力之間的壓力下操作，在該方法中:
[0010]i)經(jīng)凈化的壓縮空氣在熱交換器中冷卻和至少部分地被送至高壓塔，
[0011]ii)富氮液體被從高壓塔的頂部送至低壓塔的頂部，
[0012]iii)富氧液體被從低壓塔取出、加壓和在所述熱交換器或另一熱交換器中氣化，
[0013]iv)富氮液體被從塔系統(tǒng)取出、加壓和在所述熱交換器或另一熱交換器中氣化，
[0014]V)富氬氣體被從低壓塔送至具有頂部冷凝器的氬塔，并且從氬塔的頂部取出富氬流體，
[0015]vi)來自高壓塔底部的富氧液體在氬塔的頂部冷凝器中部分氣化，和由此形成的氣體被送至低壓塔，
[0016]vii)在高壓塔的中間位置取出一中間流并至少部分地送至中壓塔的頂部冷凝器，其在中壓塔的頂部冷凝器中部分地氣化以形成蒸氣和液體，
[0017]viii)在中壓塔的頂部冷凝器中形成的蒸氣被送至低壓塔，
[0018]ix)來自中壓塔的頂部冷凝器的液體被送至中壓塔進(jìn)行分離，
[0019]x)來自中壓塔底部的液體被送至低壓塔，和
[0020]xi)來自中壓塔頂部的液體被送至低壓塔的頂部。
[0021]優(yōu)選地:
[0022]-中壓塔具有底部再沸器，其中來自低壓塔的富氬氣體在底部再沸器中冷凝。
[0023]-從中壓塔的頂部冷凝器送出的液體是向中壓塔的唯一進(jìn)料。
[0024]-來自高壓塔的所有富氧液體被送至氬塔的頂部冷凝器或被送至低壓塔和氬塔的頂部冷凝器，而不經(jīng)過中壓塔的頂部冷凝器。
[0025]-中壓塔的所有的底部液體被送至低壓塔，而不經(jīng)過中壓塔的頂部冷凝器。
[0026]-來自中壓塔的頂部冷凝器的液體的一部分被送至低壓塔。
[0027]-來自頂部冷凝器的液體被送至中壓塔的介于中壓塔底部上方2和5個(gè)理論塔板之間的位置。
[0028]-至少部分空氣被冷卻到熱交換器的中間溫度、在壓縮機(jī)中被壓縮、在熱交換器中進(jìn)一步冷卻并被至少送至高壓塔。
[0029]-中壓塔的底部液體含有至少70mol%的氧。
[0030]-中壓塔的底部再沸器和頂部冷凝器中的至少一個(gè)是降膜再沸器。
[0031]-進(jìn)料空氣的至少一部分在熱增壓器中從第一壓力被壓縮到第二壓力、在第二壓力下被供給到熱交換器、冷卻、在第一渦輪膨脹機(jī)中膨脹并被送至高壓塔，進(jìn)料空氣的至少另一部分在第一壓力下被送至熱交換器，并且分為三份，第一份在冷增壓器中從第一壓力被壓縮到第三壓力、冷卻、膨脹并被送至高壓塔，第二份在第二渦輪膨脹機(jī)中膨脹和送至高壓塔，第三份被冷卻至熱交換器的冷端和送至高壓塔。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的另一目的，提供了一種用于通過低溫蒸餾分離空氣的設(shè)備，該設(shè)備包括:塔系統(tǒng)，該塔系統(tǒng)包括高壓塔、低壓塔、中壓塔和氬塔，低壓塔的底部與高壓塔的頂部熱聯(lián)接，中壓塔在介于高壓塔的壓力和低壓塔的壓力之間的壓力下操作；熱交換器；用于傳送經(jīng)凈化的壓縮空氣以使其在熱交換器中冷卻的裝置；用于將冷卻的經(jīng)凈化的壓縮空氣至少部分地從熱交換器送至高壓塔的裝置；用于將富氮液體從高壓塔的頂部送至低壓塔的頂部的導(dǎo)管；用于從低壓塔取出富氧液體的、連接到第一加壓裝置的導(dǎo)管；用于將加壓的富氧液體從第一加壓裝置送至所述熱交換器或另一熱交換器的導(dǎo)管；用于從塔系統(tǒng)取出富氮液體的、連接到第二加壓裝置的導(dǎo)管；用于將第二加壓裝置連接至所述熱交換器或另一熱交換器的導(dǎo)管；用于將富氬氣體從低壓塔送至具有頂部冷凝器的氬塔的導(dǎo)管；用于從氬塔的頂部取出富氬流體的導(dǎo)管；用于將富氧液體從高壓塔的底部送至氬塔的頂部冷凝器以使其部分氣化的導(dǎo)管；用于將由此形成的氣體送至低壓塔的導(dǎo)管；用于將在高壓塔的中間位置處取出的中間流的至少一部分送至中壓塔的頂部冷凝器使其在中壓塔的頂部冷凝器中部分氣化以形成蒸氣和液體的導(dǎo)管；用于將在中壓塔的頂部冷凝器中形成的蒸氣送至低壓塔的導(dǎo)管；用于將來自中壓塔的頂部冷凝器的液體送至中壓塔進(jìn)行分離的導(dǎo)管；用于將液體從中壓塔的底部送至低壓塔的導(dǎo)管；和用于將液體從中壓塔的頂部送至低壓塔的頂部的導(dǎo)管。
[0033]優(yōu)選地:
[0034]-中壓塔具有底部再沸器，該設(shè)備包括用于將富氬氣體從低壓塔送至底部再沸器中冷凝的導(dǎo)管。
[0035]-來自中壓塔的頂部冷凝器的液體在中壓塔底部上方2和5個(gè)理論塔板之間被送至中壓塔。
[0036]-該設(shè)備包括一壓縮機(jī)、用于將被冷卻至熱交換器的中間溫度的空氣的至少一部分送至該壓縮機(jī)的導(dǎo)管、用于將空氣從壓縮機(jī)送至熱交換器中進(jìn)一步冷卻的導(dǎo)管、和用于將空氣從壓縮機(jī)經(jīng)由熱交換器至少送至高壓塔的導(dǎo)管。
[0037]-該設(shè)備包括第三加壓裝置，其用于在將從中壓塔的頂部冷凝器取出的液體送至中壓塔進(jìn)行分尚之前對該液體加壓。
[0038]已凈化的空氣已被處理以除去其含有的水和二氧化碳。
[0039]富氧液體含有至少70% mol (摩爾百分比)氧，優(yōu)選至少85% mo I氧。它含有小于 100% mol 氧。
[0040]富氮液體含有至少85% mol氮，優(yōu)選至少90% mol氮。它含有小于100% mol氮。
[0041]富氧液體含有至少25% mol氧，或至少30% mol氧。
[0042]對于本發(fā)明，高壓塔在4和8bar之間操作，中壓塔在2和3bar之間操作，氬塔在I和2bar之間操作，低壓塔在I和2bar之間操作。
[0043]所提到的所有壓力都是絕對壓力。
[0044]通過泵送和氣化所生產(chǎn)的氣態(tài)氧可以低至2bar和高達(dá)80bar或甚至100bar。泵送氧的高壓的上限通常是由釬焊熱交換器的最大允許工作壓力所決定的。[0045]從高壓塔提取并送至中壓塔的頂部冷凝器中的中間流含有18和25m0l%之間的氧。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]為了說明本發(fā)明，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明操作的工藝的塔部分，圖2和圖3示出了兩種可替代的相應(yīng)的熱交換器部分，用于高于15bar abs(絕對壓力)的氧氣壓力。
【具體實(shí)施方式】
[0047]在圖1中，氣態(tài)空氣2和液態(tài)空氣4被送至高壓塔100。在高壓塔100的底部形成的富氧液體10被分成兩份。一份12膨脹并被送至低壓塔101的中間位置。另一份11膨脹并被送至氬塔的頂部冷凝器105，在該處氣化以形成流13，流13被送至低壓塔101。可替代地，所有富氧液體10可被送至冷凝器105并部分地冷凝。在這種情況下，流12不存在，并且來自冷凝器105的液體被送至低壓塔101。高壓塔100的頂部與低壓塔101的底部經(jīng)冷凝器-再沸器104熱聯(lián)接。來自高壓塔100的頂部的富氮液體40被分成兩份，一份41被作為回流送至低壓塔101的頂部。富氮?dú)怏w從低壓塔101的頂部被取出。
[0048]從塔100中提取具有類似于空氣的組分的含有介于18%和25% mol之間的氧的側(cè)液流20?？商娲?，側(cè)液流可以由液態(tài)空氣流4的一部分或另一液態(tài)空氣流來代替或補(bǔ)充。流20的一份22 (或流4，未示出)在中壓塔103的頂部冷凝器107中被部分氣化。冷凝器107可以是降膜蒸發(fā)器。含有約10% mol氧氣的蒸氣123被送至低壓塔101。然后將部分氣化的液態(tài)餾分26的一份24送至塔103。塔103在約2bar下操作以及它的冷凝器107在1.4bar下操作?？墒褂弥亓M(jìn)料或泵110以將該液體從冷凝器107送至介于中壓塔103的底部上方2和5個(gè)理論塔板之間的位置。來自塔103的底部的含有優(yōu)選介于70mol %和75m0l%氧的富氧液體60膨脹并被送至低壓塔。要注意的是，用于在主熱交換器中氣化液氧和液氮產(chǎn)品而從空氣的冷凝形成的液態(tài)空氣流可被送至中間塔的頂部冷凝器，而不是使用從高壓塔提取的液態(tài)流20的一部分。
[0049]優(yōu)選地，冷凝器106、107的平均溫度差應(yīng)該介于0.8°C和0.9°C之間。塔103為低壓塔101的頂部生產(chǎn)附加回流液23。塔102是用于雙塔工藝的典型側(cè)臂氬塔。來自低壓塔101的富氬進(jìn)料氣體的一份54在氬塔102中分離以形成氣態(tài)形式的或所示的液態(tài)形式的氬產(chǎn)品80。來自氬塔的底部液體52被送回至低壓塔101。來自低壓塔101的富氬進(jìn)料氣體50的一份51在塔103的優(yōu)選為降膜型的底部再沸器106中冷凝，以產(chǎn)生液體53，然后將液體53送至塔102或101進(jìn)行分離。氬塔102配備有頂部冷凝器105，其使在高壓塔100的底部生產(chǎn)的富氧液體10的一份11氣化。
[0050]流40的另一份45由泵121泵至高壓、氣化并升溫以產(chǎn)生高壓氮產(chǎn)品。在塔101的底部生產(chǎn)的液氧30由泵120泵至高壓、氣化并升溫以產(chǎn)生高壓氧產(chǎn)品。
[0051]圖2所示的實(shí)施例可以用于有效地氣化液態(tài)產(chǎn)品31、42。液態(tài)產(chǎn)品在泵120、121中氣化，氧被加壓至介于15和80bar abs之間的壓力。所利用的冷壓縮技術(shù)被描述如下:
[0052]由壓縮機(jī)201壓縮至約介于15和25bar之間的升高的壓力的進(jìn)料空氣被干燥，它的CO2成分在前端凈化單元208中除去。將得到的干燥和沒有CO2的流80分成數(shù)份。份83在熱交換器200中被冷卻到其中間溫度，份83的一部分91在渦輪膨脹機(jī)204中膨脹至高壓塔100內(nèi)。份83的第二部分84在入口溫度即所述熱交換器的中間溫度下在冷增壓器202中被冷壓縮至較高的壓力以產(chǎn)生流85。流85接下來在熱交換器200中冷卻并液化以形成液態(tài)空氣流4。冷卻的流83的另一部分79進(jìn)一步冷卻和液化以產(chǎn)生第二液態(tài)空氣流
6。流4和6至少部分地作為進(jìn)料送至高壓塔100。進(jìn)料空氣的第三份82在熱增壓器207中被進(jìn)一步壓縮，在交換器200中冷卻以產(chǎn)生冷卻的壓縮流88，然后該壓縮流88在渦輪膨脹機(jī)203中膨脹到高壓塔100內(nèi)。由渦輪膨脹機(jī)203和204所產(chǎn)生的動力可用于驅(qū)動增壓器202和207。根據(jù)熱交換器200中的待氣化的氧和氮的壓力水平和量，有時(shí)有益的是，也提取冷卻的壓縮流88的一份并使其在交換器200中以類似于流79的方式液化。然后，將所得到的液體流(未示出)送至塔系統(tǒng)。通過生成這些輔助液體流，較少的液體、即較低的流量需要由冷壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮以滿足交換器的冷端的冷量平衡。更高效的系統(tǒng)可以通過減少所需的冷壓縮流來實(shí)現(xiàn)。
[0053]圖3所示的實(shí)施例可用于減少設(shè)備的動力消耗。添加一包括數(shù)個(gè)級209、210和211的多級增壓壓縮機(jī)以進(jìn)一步壓縮供給壓縮機(jī)207的餾分82。多個(gè)加壓流95和96可以通過增壓壓縮機(jī)生成以高效地使液態(tài)產(chǎn)品氣化，從而形成液態(tài)空氣流97和99。
[0054]對于較低的氧氣壓力，可以使用更傳統(tǒng)的氣化工藝。對于非常低的壓力，氧在類似于浴式蒸發(fā)器的專用蒸發(fā)器中氣化。
[0055]冷增壓器具有-20°C以下的入口溫度。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在塔系統(tǒng)中通過低溫蒸餾分離空氣的方法，所述塔系統(tǒng)包括高壓塔(100)、低壓塔(101)、中壓塔(103)和氬塔(102)，所述低壓塔的底部與高壓塔的頂部熱聯(lián)接，所述中壓塔在介于高壓塔的壓力和低壓塔的壓力之間的壓力下操作，在所述方法中: i)經(jīng)凈化的壓縮空氣在熱交換器(200)中冷卻和至少部分地被送至高壓塔， ?)將富氮液體(40，41)從高壓塔的頂部送至低壓塔的頂部， iii)富氧液體(30)被從低壓塔取出、加壓和在所述熱交換器或另一熱交換器中氣化， iv)富氮液體(42)被從塔系統(tǒng)取出、加壓和在所述熱交換器或另一熱交換器中氣化， V)將富氬氣體從低壓塔送至具有頂部冷凝器(105)的所述氬塔，并且從氬塔的頂部取出富氬流體(80)， vi)使來自高壓塔底部的富氧液體(11)在氬塔的頂部冷凝器中部分氣化，和將由此形成的氣體(13)送至低壓塔， vii)將液態(tài)空氣流(4)或從高壓塔的中間位置提取的包含介于18和25mol.%之間的氧的流(20，22)至少部分地送至中壓塔的頂部冷凝器(107)，使其在所述頂部冷凝器中部分地氣化以形成蒸氣和液體， viii)在中壓塔的頂部冷凝器中形成的蒸氣(123)被送至低壓塔， ix)來自中壓塔的頂部冷凝器的液體(24)被送至中壓塔進(jìn)行分離， x)來自中壓塔底部的液體(60)被送至低壓塔，和 xi)來自中壓塔(23)頂部的液體被送至低壓塔的頂部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述中壓塔具有底部再沸器(106)，以及其中來自低壓塔的富氬氣體(51)在所述底部再沸器中冷凝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，從中壓塔的頂部冷凝器送出的液體(24)是在中壓塔中分離的唯一進(jìn)料。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，來自高壓塔的所有富氧液體(10，11，12)被送至氬塔的頂部冷凝器(105)，或被送至低壓塔和氬塔的頂部冷凝器，而不經(jīng)過中壓塔的頂部冷凝器。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，中壓塔的所有底部液體(60)被送至低壓塔，而不經(jīng)過中壓塔的頂部冷凝器。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，來自中壓塔的頂部冷凝器(107)的液體的一部分(25)被送至低壓塔。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，來自所述頂部冷凝器的所述液體(24)被送至中壓塔(103)的介于中壓塔底部上方2和5個(gè)理論塔板之間的位置。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，至少部分空氣被冷卻到熱交換器(200)的中間溫度、在壓縮機(jī)(202)中被壓縮、在熱交換器中進(jìn)一步冷卻并被送至至少高壓塔(100)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述中壓塔(103)的底部液體(60)含有至少7011101%氧。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述中壓塔(103)的底部再沸器(106)和頂部冷凝器(107)中的至少一個(gè)是降膜式再沸器。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，進(jìn)料空氣的至少一部分在熱增壓器(207)中被從第一壓力壓縮到第二壓力、在第二壓力下被供給至熱交換器、冷卻、在第一渦輪膨脹機(jī)(203)中膨脹并被送至高壓塔，并且進(jìn)料空氣的至少另一部分在第一壓力下被送至熱交換器、被分為三份，第一份在冷增壓器(202)中被從第一壓力壓縮到第三壓力、冷卻、膨脹并被送至高壓塔，第二份在第二渦輪膨脹機(jī)(204)中膨脹并被送至高壓塔，第三份被冷卻至熱交換器的冷端并被送至高壓塔。
12.一種用于通過低溫蒸餾分離空氣的設(shè)備，該設(shè)備包括:塔系統(tǒng)，該塔系統(tǒng)包括高壓塔(100)、低壓塔(101)、中壓塔(103)和氬塔(102)，所述低壓塔的底部與高壓塔的頂部熱聯(lián)接，所述中壓塔在介于高壓塔的壓力和低壓塔的壓力之間的壓力下操作；熱交換器(200);用于將經(jīng)凈化的壓縮空氣送至熱交換器中冷卻的導(dǎo)管；用于將已冷卻的經(jīng)凈化的壓縮空氣至少部分地從熱交換器送至高壓塔的導(dǎo)管；用于將富氮液體(40，41)從高壓塔的頂部送至低壓塔的頂部的導(dǎo)管；用于從低壓塔取出富氧液體(30)的、連接到第一加壓裝置(120)的導(dǎo)管；用于將加壓的富氧液體從第一加壓裝置送至所述熱交換器或另一熱交換器的導(dǎo)管；用于從塔系統(tǒng)取出富氮液體(40)的、連接到第二加壓裝置(121)的導(dǎo)管；用于將第二加壓裝置連接至所述熱交換器或另一熱交換器的導(dǎo)管；用于將富氬氣體(50，54)從低壓塔送至具有頂部冷凝器(105)的氬塔的導(dǎo)管；用于從氬塔的頂部取出富氬流體(80)的導(dǎo)管；用于將富氧液體(10，11)從高壓塔的底部送至氬塔的頂部冷凝器以使其部分氣化的導(dǎo)管；用于將由此形成的氣體(13)送至低壓塔的導(dǎo)管；用于將液態(tài)空氣流(4)或在高壓塔的中間位置取出的包含介于18%和25%之間的氧的液流(20，22)至少部分地送至中壓塔的頂部冷凝器(107)、使其在中壓塔的頂部冷凝器中部分氣化以形成蒸氣和液體的導(dǎo)管；用于將在中壓塔的頂部冷凝器中形成的蒸氣(123)送至低壓塔的導(dǎo)管；用于將來自中壓塔的頂部冷凝器的液體(24)送至中壓塔進(jìn)行分離的導(dǎo)管；用于將來自中壓塔的底部的液體 (60)送至低壓塔的導(dǎo)管；和用于將來自中壓塔的頂部的液體(23)送至低壓塔的頂部的導(dǎo)管。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述中壓塔(103)具有底部再沸器(106)，并且包括用于將來自低壓塔的富氬氣體(51)送至所述底部再沸器中冷凝的導(dǎo)管。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的設(shè)備，其中，來自所述頂部冷凝器的液體(24)被送至中壓塔(103)的介于中壓塔底部上方2和5個(gè)理論塔板之間的位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，包括:壓縮機(jī)；用于將被冷卻到熱交換器的中間溫度的空氣的至少一部分送至壓縮機(jī)(202)的導(dǎo)管；用于輸送來自壓縮機(jī)的空氣以使其在熱交換器中進(jìn)一步冷卻的導(dǎo)管；和用于將來自壓縮機(jī)的空氣經(jīng)由熱交換器送至至少高壓塔的導(dǎo)管。
【文檔編號】F25J3/04GK103988036SQ201280057446
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月24日
【發(fā)明者】B·哈, J-R·布呂格羅勒 申請人:喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司