專利名稱：通過(guò)低溫空氣分離獲取液態(tài)氮的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的方法。進(jìn)料空氣在“第一壓力”下被凈化，該第一壓力例如為5至12bar、優(yōu)選5. 5至 7.0bar。該第一壓力等于或稍大于高壓塔的工作壓力?！暗诙毫Α憋@著高于所述第一壓力。該第二壓力例如為至少50bar、特別是50至 80bar、優(yōu)選 55 至 70bar。“主換熱器”可以由一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)和/或串聯(lián)連接的換熱器段構(gòu)成，例如由一個(gè) 或多個(gè)板式換熱器塊構(gòu)成。“用于氮氧分離的蒸餾塔系統(tǒng)”具有恰好兩個(gè)蒸餾塔，即一個(gè)高壓塔和一個(gè)低壓塔 30。在該系統(tǒng)中不存在其他用于氮氧分離的蒸餾塔。原則上可以設(shè)置用于其他分離任務(wù)的 蒸餾塔、例如用于獲取天然氣的蒸餾塔。但是本發(fā)明優(yōu)選涉及除了所述高壓塔和低壓塔之 外沒(méi)有任何另外的分離塔的方法和設(shè)備。此外，“用于氮氧分離的蒸餾塔系統(tǒng)”還包括一個(gè)唯一的、用于液化高壓塔的塔頂 氣體的高壓塔-塔頂冷凝器，其構(gòu)造為冷凝器-蒸發(fā)器并且具有液化室和一個(gè)唯一的蒸發(fā) 室，即，在該方法和設(shè)備中不采用另外的、用于液化高壓塔的塔頂氣體的冷凝器。所述高壓 塔-塔頂冷凝器具有僅僅一個(gè)唯一的蒸發(fā)室，也就是說(shuō)，該蒸發(fā)室的所有部分彼此連通。所 述高壓塔-塔頂冷凝器特別是不是用成分不同的冷媒工作，而是優(yōu)選僅僅用一種唯一的冷 媒工作。一般情況下所述高壓塔-塔頂冷凝器還具有僅僅一個(gè)唯一的液化室，所述高壓塔 的塔頂氣體的至少一部分在該液化室中液化?！肮?jié)流流”在所述主換熱器中通過(guò)間接熱交換被冷卻和液化或者——在超臨界壓 力下——偽液化。所述節(jié)流流在導(dǎo)入到所述用于氮氧分離的蒸餾塔系統(tǒng)中之前的膨脹在節(jié) 流閥中進(jìn)行；替代地，也可以在液體透平中進(jìn)行做功膨脹。在節(jié)流流膨脹時(shí)產(chǎn)生兩相混合 物，其絕大部分由液體構(gòu)成。
背景技術(shù)：
此類液態(tài)氮方法(在該方法中將冷量在主換熱器中傳遞給處于非常高壓力下的 空氣流(“節(jié)流流”))由 EP 316 768 A2(圖 1)、US 5660059 或 DE102004046344 公開(kāi)。所 有這些方法具有傳統(tǒng)的兩塔系統(tǒng)，其中，高壓塔-塔頂冷凝器(主冷凝器)通過(guò)低壓塔的塔 底液體冷卻。所述公知方法的缺點(diǎn)是需對(duì)導(dǎo)入到蒸餾塔系統(tǒng)中的空氣進(jìn)行高的預(yù)液化。這導(dǎo)致 分離效率降低并且從而導(dǎo)致相對(duì)高的系統(tǒng)能耗。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種本文開(kāi)頭所述類型的方法和一種相應(yīng)的設(shè)備，它 們具有特別低的能耗。在此應(yīng)將器械耗費(fèi)保持在一定范圍。所述任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求1特征部分的特征解決，即，通過(guò)一種方法解決，在該方法通過(guò)兩個(gè)塔來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雙塔，這兩個(gè)塔具有一個(gè)塔頂冷凝器。在此，膨脹后的節(jié)流流至少 部分地被導(dǎo)入到該高壓塔-塔頂冷凝器中并且在那里引起液態(tài)氮的產(chǎn)生，該液態(tài)氮可作為 回流輸出給高壓塔和/或低壓塔和/或直接作為壓力液態(tài)產(chǎn)品獲得。通過(guò)這種方式特別有 效地利用節(jié)流流中得到的冷量并且能耗特別低。此類塔系統(tǒng)雖然本身是公知的，例如由US 6499312公知。但是在所述公知方法中 高壓塔-塔頂冷凝器不是利用節(jié)流空氣流來(lái)冷卻，而是用來(lái)自高壓塔的塔底液體來(lái)冷卻。 相應(yīng)地，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)是，在高壓塔-塔頂冷凝器的蒸發(fā)側(cè)采用具有恒定組分(并且從 而具有恒定沸點(diǎn)溫度)的餾分。由此特別是在交替載荷(欠載/過(guò)載)的情況下得到所述 塔的特別穩(wěn)定的工作。即使在載荷改變時(shí)塔中的餾分改變的情況下，高壓塔的塔頂溫度也 保持恒定并且不必再調(diào)節(jié)這些塔的工作壓力。此外，來(lái)自節(jié)流流(大約21mol%的氧含量) 的液態(tài)空氣在比高壓塔的塔底液體(最低32m0l%，通常36至40mOl%的氧含量)溫度低 的情況下沸騰；由此高壓塔的工作壓力在本發(fā)明中可保持相對(duì)低并且該方法在能量方面特 別有利地工作。膨脹后的節(jié)流流在此可以直接或間接供入到高壓塔-塔頂冷凝器的蒸發(fā)室中。在第一種情況下，將冷媒流在節(jié)流流膨脹的緊下游直接導(dǎo)入到高壓塔-塔頂冷凝 器的蒸發(fā)室中。冷媒流在此可通過(guò)整個(gè)節(jié)流流構(gòu)成或者通過(guò)膨脹緊之后分支出的一部分構(gòu) 成。替代或附加地，對(duì)所述膨脹后的節(jié)流流在至少一部分進(jìn)行相分離，并且所述冷媒 流通過(guò)來(lái)自該相分離的液相的至少一部分構(gòu)成。優(yōu)選所述相分離在高壓塔的一中間部位上 進(jìn)行。在此，節(jié)流流(或該節(jié)流流的一部分)在一中間部位上被導(dǎo)入到高壓塔中并且所述 冷媒流再被從設(shè)置在該中間部位上的液體捕獲裝置(例如杯)中取走。當(dāng)高壓塔中總共具 有例如40至90、優(yōu)選40至60個(gè)理論塔板情況下(視期望的產(chǎn)品單元而定)，所述中間部 位例如位于倒數(shù)第6至12個(gè)、優(yōu)選第8至11個(gè)理論塔板的緊上方。對(duì)于產(chǎn)品液化所需的冷量?jī)?yōu)選在一個(gè)兩透平空氣回路中產(chǎn)生，例如在權(quán)利要求4 中所述的那樣。兩個(gè)膨脹機(jī)通常通過(guò)兩個(gè)膨脹透平構(gòu)成。它們具有優(yōu)選相同的入口壓力 (處于所述中間壓力的水平上或更高)和/或相同的出口壓力(處于所述第一壓力的水平 上)。有利的是，在膨脹機(jī)中產(chǎn)生的機(jī)械能通過(guò)機(jī)械耦合傳遞到兩個(gè)串聯(lián)的再壓縮機(jī) 上，在所述再壓縮機(jī)中將空氣的一部分從所述中間壓力繼續(xù)壓縮到所述高壓力，例如權(quán)利 要求5的主題所述的那樣。高壓流然后可用作節(jié)流流；替代或附加地，兩個(gè)透平流通過(guò)所述 高壓流構(gòu)成；在這種情況下可進(jìn)一步提高冷量產(chǎn)生并且從而提高液體生產(chǎn)，而不必從外部 供入能量。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在高壓塔-塔頂冷凝器中采用的全部冷量都通過(guò)所述 冷媒流提供。即，由所述節(jié)流流構(gòu)成的冷媒流就是用于高壓塔-塔頂冷凝器的蒸發(fā)室的唯 一進(jìn)料流。此外，將高壓塔-塔頂冷凝器的蒸發(fā)室中產(chǎn)生的蒸汽導(dǎo)入到低壓塔中，特別是在 低壓塔的塔底處導(dǎo)入到該低壓塔中。所述蒸汽在那里用作上升蒸汽，優(yōu)選該蒸汽構(gòu)成在低 壓塔中上升的全部蒸汽。在本發(fā)明方法的一個(gè)特別的實(shí)施方式中，高壓塔和低壓塔都不具有用于從相應(yīng)塔的液體中產(chǎn)生上升蒸汽的煮沸器。此外有利的是，在高壓塔-塔頂冷凝器的蒸發(fā)室中僅僅進(jìn)行部分蒸發(fā)并且將保持 液態(tài)的餾分導(dǎo)入到低壓塔-塔頂冷凝器的蒸發(fā)室中。從后者中可以液態(tài)地取出小的沖洗量。在高壓塔-塔頂冷凝器的蒸發(fā)室中獲取的液體的至少一部分可被導(dǎo)入到低壓塔 中并且在那里再進(jìn)行分離。高壓塔塔底的液態(tài)粗氧流優(yōu)選被導(dǎo)入到低壓塔中。除了所述節(jié)流流之外，將通過(guò)經(jīng)凈化的進(jìn)料空氣的另一部分構(gòu)成的分解空氣流在 氣態(tài)下特別是在高壓塔的塔底處導(dǎo)入到高壓塔中。該分解空氣流可通過(guò)做功膨脹下游的兩 個(gè)透平流的一部分構(gòu)成。在本發(fā)明的方法中，優(yōu)選將導(dǎo)入到所述用于氮氧分離的蒸餾塔系統(tǒng)中的進(jìn)料空氣 總量的至少50mOl%、特別是50-60mOl%在液態(tài)下導(dǎo)入到所述用于氮氧分離的蒸餾塔系統(tǒng)中。此外，本發(fā)明還涉及一種如權(quán)利要求14所述的用于通過(guò)低溫空氣分離獲取液態(tài) 氮的設(shè)備。


下面借助于圖中示意性示出的實(shí)施例詳細(xì)解釋本發(fā)明以及本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)。圖 中示出圖1 是本發(fā)明方法的第一實(shí)施例，圖2 是第二實(shí)施例，其中，僅僅示出蒸餾塔系統(tǒng)，圖3 詳細(xì)示出第一實(shí)施例的制冷系統(tǒng)，和圖4-6 是所述制冷系統(tǒng)的另外的變型方案。
具體實(shí)施例方式圖1通過(guò)三個(gè)虛線的矩形劃分為空氣的方法方面的預(yù)處理、制冷系統(tǒng)和用于氮氧 分離的蒸餾塔系統(tǒng)(從左往右)。進(jìn)入的空氣1經(jīng)由過(guò)濾器2被供應(yīng)給主空氣壓縮機(jī)3并且在那里被壓縮到5. 5至 7. Obar的第一壓力并且在預(yù)冷卻裝置4中例如通過(guò)在換熱器中的間接熱交換或者通過(guò)在 直接接觸冷卻器中的直接熱交換又被冷卻到大致環(huán)境溫度。經(jīng)預(yù)冷卻的空氣在第一壓力下在一凈化裝置5中被凈化，該凈化裝置包括分子 篩-吸附器。經(jīng)凈化的空氣6 (空氣)被供應(yīng)給所述制冷系統(tǒng)，該制冷系統(tǒng)用于冷卻所述進(jìn) 料空氣和用于產(chǎn)生液化冷量。所述經(jīng)凈化的空氣6在那里首先至少部分地與一返回流7混 合為一回路流8。所述回路流8在一具有再冷卻器10的回路壓縮機(jī)9中又被壓縮到30至 40bar的中間壓力。全部的中間壓力空氣11在兩個(gè)串聯(lián)連接的再壓縮機(jī)12、14中又被壓縮 到至少50bar、特別是50至80bar之間、優(yōu)選55至70bar的高壓力。在所述再壓縮機(jī)12、 14后面分別跟隨著一個(gè)再冷卻器13、15。所述高壓空氣16被分為兩個(gè)子流17、18。第一子流17包括節(jié)流流和第一透平流， 它們共同地進(jìn)入到主換熱器19的熱端并且被冷卻到第一中間溫度，該第一中間溫度處于環(huán)境溫度與空氣的露點(diǎn)溫度之間。在該第一中間溫度的情況下從所述第一子流中分支出第 一透平流20。剩余部分進(jìn)一步在該主換熱器的冷端被冷卻和偽液化并且構(gòu)成所述節(jié)流流 21，該節(jié)流流大致包括總空氣量1的多半部分。第一透平流20在第一(冷)透平22中做 功地膨脹到大致所述第一壓力和一高于露點(diǎn)溫度幾度的溫度。經(jīng)膨脹的第一透平流23完 全氣態(tài)或基本上完全氣態(tài)并且其第一部分構(gòu)成氣態(tài)的分解空氣流對(duì)。剩余部分25被供應(yīng) 給主換熱器19的冷端并且又被加熱到大致環(huán)境溫度。高壓空氣16的第二子流構(gòu)成第二透平流18。該第二透平流從大致環(huán)境溫度和所 述高壓起在第二(熱)透平沈中做功地膨脹、同樣膨脹到大致所述第一壓力。經(jīng)膨脹的第 二透平流27以第二中間溫度又進(jìn)入到主換熱器19中并且在那里與所述經(jīng)膨脹的第一子流 23的部分25合一，以便形成返回流7并且重新被供應(yīng)給回路壓縮機(jī)9。氣態(tài)的分解空氣流24(空氣)和節(jié)流流21 (JT-空氣)進(jìn)入到所述用于氮氧分離 的蒸餾塔系統(tǒng)中，該蒸餾塔系統(tǒng)具有一個(gè)高壓塔觀、一個(gè)高壓塔-塔頂冷凝器四、一個(gè)低壓 塔30和一個(gè)低壓塔-塔頂冷凝器31。高壓塔觀的工作壓力處于5. 5至7. Obar之間。分 解空氣流M氣態(tài)地直接在高壓塔觀的塔底處被供入。節(jié)流流21在節(jié)流閥32中膨脹到低 于4bar的壓力并且完全作為冷媒流33被導(dǎo)入到高壓塔_塔頂冷凝器的蒸發(fā)室中。高壓塔觀的塔頂氣體34實(shí)際上由純氮組成并且其第一部分35 (以一個(gè)稍小于進(jìn) 入的空氣量1的一半的摩爾量)被導(dǎo)入到高壓塔-塔頂冷凝器四的液化室中并且在那里 基本上完全液化。在高壓塔-塔頂冷凝器中產(chǎn)生的液體36的第一部分37作為回流被輸出 給高壓塔觀。剩余部分38在一個(gè)過(guò)冷卻-逆流換熱器39中冷卻后被冷卻并且經(jīng)由節(jié)流閥 40作為回流被輸出給低壓塔30，該低壓塔在低于4bar的壓力下工作。在高壓塔觀的塔底 積累的液體作為液態(tài)的粗氧流41經(jīng)由所述過(guò)冷卻-逆流換熱器39和一個(gè)節(jié)流閥42被供 入到所述低壓塔-塔頂冷凝器31的蒸發(fā)室中。冷媒流33在高壓塔-塔頂冷凝器中幾乎完全蒸發(fā)，僅僅相對(duì)少的量為了沖洗和調(diào) 節(jié)的目的被液態(tài)地取出。在高壓塔-塔頂冷凝器四的蒸發(fā)室中產(chǎn)生的蒸汽43被直接導(dǎo)入 到低壓塔30的塔底區(qū)域中。高壓塔-塔頂冷凝器四的蒸發(fā)室中保持液態(tài)的餾分44經(jīng)由 節(jié)流閥45被導(dǎo)入到低壓塔-塔頂冷凝器31的蒸發(fā)室中。在低壓塔30的塔底積累的富氧液體80在所述過(guò)冷卻-逆流換熱器39中過(guò)冷卻 和節(jié)流之后同樣被導(dǎo)入到低壓塔-塔頂冷凝器31的蒸發(fā)室中。低壓塔30的塔頂?shù)?6被導(dǎo)入到低壓塔-塔頂冷凝器31的液化室中并且在那里基 本上完全液化。在高壓塔觀的塔底積累的液體作為液態(tài)的粗氧流41經(jīng)由所述過(guò)冷卻-逆 流換熱器39和一個(gè)節(jié)流閥42被供入到所述低壓塔-塔頂冷凝器31的蒸發(fā)室中，該蒸發(fā)室 處于1. 4至1. 6bar的壓力下。來(lái)自低壓塔-塔頂冷凝器31的冷氣體首先被引導(dǎo)通過(guò)所述過(guò)冷卻-逆流換熱器 39并且在此冷卻所述液體。然后，該冷氣體經(jīng)由管路56和57流至所述主換熱器并且在那 里冷卻熱空氣流。通過(guò)管路62也沖洗低壓塔-塔頂冷凝器31，其方式是，取出少量的液體 (清洗)。剩余氣體57/58(廢物/Reg氣體)在熱態(tài)下直接60或在作為凈化裝置5中的再 生氣體59使用后間接61排出到周圍環(huán)境中(amb)。來(lái)自低壓塔-塔頂冷凝器31的蒸發(fā)室的液體47的第一部分48作為回流被輸出 給低壓塔30。剩余部分49、51在高于!Bbar的壓力下作為液態(tài)氮產(chǎn)品(待貯藏的LIN)被8提供并且在一個(gè)未示出的液體儲(chǔ)罐中被儲(chǔ)存。通過(guò)對(duì)小部分量52的節(jié)流53可以使液態(tài)氮 49、51在一個(gè)氮流過(guò)冷卻器50中過(guò)冷卻。在此蒸發(fā)的氮M與來(lái)自低壓塔-塔頂冷凝器31 的剩余氣體56混合(廢物)。高壓塔28的塔頂氣體35的少量可作為壓力氮產(chǎn)品63、64氣態(tài)地獲得。這些來(lái)自 高壓塔觀的餾分(PGAN)同樣被引導(dǎo)通過(guò)所述主換熱器19并且為此有助于冷卻所述熱空氣流。在圖2中，節(jié)流流21在節(jié)流閥232中首先僅僅膨脹到高壓塔觀的工作壓力并且 在一個(gè)中間部位上供應(yīng)給該高壓塔。在高壓塔中進(jìn)行相分離。經(jīng)膨脹的節(jié)流流的液態(tài)份額 的至少一部分然后作為冷媒流270、233在相應(yīng)另外的節(jié)流271之后被導(dǎo)入到高壓塔_塔頂 冷凝器的蒸發(fā)室中。所述節(jié)流流21的氣態(tài)份額由此作為高壓塔觀中的上升蒸汽被提供。在圖3至7中示出制冷系統(tǒng)的不同連接方式，它們可以分別與圖1和2中所述的 每個(gè)蒸餾塔系統(tǒng)組合。圖3僅僅示出圖1的局部放大圖。該變型方案的優(yōu)點(diǎn)是，熱透平沈從特別高的壓 力(所述高壓力，節(jié)流流21也處于該高壓力下)和相應(yīng)更高的溫度膨脹。在該情況下無(wú)需 第二透平流18在主換熱器19中的預(yù)冷卻。不需要從主換熱器19到熱透平沈的管路，換 熱器可簡(jiǎn)單且廉價(jià)地制造。在圖4中，不同的是，第二透平流18也在主換熱器419中預(yù)冷卻。在圖5的實(shí)施例中，第二(熱)透平沈的入口壓力更低并且處于所述中間壓力的 水平上。為此，第二透平流518在兩個(gè)再壓縮機(jī)12、14的上游就已經(jīng)從被壓縮到所述中間 壓力的回路流11中分支出、在主換熱器19中被預(yù)冷卻并且最后被供應(yīng)給透平26。圖6中，主換熱器19附加地用制冷機(jī)666冷卻。這種制冷機(jī)也可以在圖4的變型 方案中補(bǔ)充使用。
權(quán)利要求
1.一種用于在用于氮氧分離的蒸餾塔系統(tǒng)中通過(guò)低溫空氣分離獲取液態(tài)氮的方法，該 蒸餾塔系統(tǒng)具有恰好兩個(gè)蒸餾塔，即一個(gè)高壓塔08)和一個(gè)低壓塔(30)，還具有唯一的、 用于液化所述高壓塔08)的塔頂氣體(34)的高壓塔-塔頂冷凝器( )，該高壓塔-塔頂 冷凝器構(gòu)造為冷凝器-蒸發(fā)器并且具有液化室和一個(gè)唯一的蒸發(fā)室，其中，在該方法中-將進(jìn)料空氣(1)在一個(gè)主空氣壓縮機(jī)(3)中壓縮到第一壓力并且使其接著凈化(5)， -使由凈化后的進(jìn)料空氣(6)的一部分構(gòu)成的節(jié)流流在高于所述第一壓力的第二 壓力下在主換熱器(19)中液化或偽液化，-使經(jīng)液化或偽液化的節(jié)流流膨脹(33)并且接著導(dǎo)入到所述用于氮氧分離的蒸 餾塔系統(tǒng)中，-將高壓塔08)的塔頂氣體(34)的至少一部分(3 導(dǎo)入到高壓塔-塔頂冷凝器(2) 的液化室中并且使其在那里至少部分地液化，-在所述低壓塔(30)中產(chǎn)生氮產(chǎn)品06)并且將其至少部分地作為液態(tài)產(chǎn)品(51)排出，其特征在于，-將經(jīng)膨脹的節(jié)流流的至少一部分作為冷媒流(33，233，270)導(dǎo)入到所述高壓塔-塔頂 冷凝器09)的蒸發(fā)室中，-所述用于氮氧分離的蒸餾塔系統(tǒng)還具有低壓塔-塔頂冷凝器(31)，該低壓塔-塔頂 冷凝器構(gòu)造為冷凝器-蒸發(fā)器并且具有液化室和蒸發(fā)室，-將低壓塔(30)的塔頂?shù)?6)的至少一部分導(dǎo)入到低壓塔-塔頂冷凝器(31)的液化 室中并且使其在那里至少部分地液化，并且-將來(lái)自低壓塔(30)的下部區(qū)域的富氧液體(80)導(dǎo)入到低壓塔-塔頂冷凝器(31)的 蒸發(fā)室中并且使其在那里至少部分地蒸發(fā)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述冷媒流(33)在所述節(jié)流流的膨 脹(3 的緊下游直接導(dǎo)入到所述高壓塔-塔頂冷凝器09)的蒸發(fā)室中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，使經(jīng)膨脹(232)的節(jié)流流的至少一部分 經(jīng)歷相分離并且所述冷媒流(233，270)通過(guò)來(lái)自所述相分離的液相的至少一部分構(gòu)成，其 中，所述相分離特別是在高壓塔08)的一中間部位進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，-使經(jīng)凈化的進(jìn)料空氣(6)至少部分地與一返回流(7)混合成一回路流(8)， -使該回路流(8)在一回路壓縮機(jī)(9)中壓縮到一高于所述第一壓力的中間壓力， -使第一透平流OO)在一第一膨脹機(jī)0 中做功地膨脹，該第一透平流通過(guò)回路壓縮 機(jī)(9)下游的回路流(11)的第一部分構(gòu)成，-使第二透平流(18)在一第二膨脹機(jī)06)中做功地膨脹，該第二透平流通過(guò)回路壓縮 機(jī)(9)下游的回路流(11)的第二部分構(gòu)成，并且-將所述做功地膨脹的第一透平流的至少一部分0 和/或?qū)⑺鲎龉Φ嘏蛎?的第二透平流(XT)的至少一部分作為返回流(7)回輸?shù)交芈妨?8)中。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，-將所述被壓縮到所述中間壓力的回路流(11)的至少一部分在兩個(gè)串聯(lián)連接的再壓 縮機(jī)(12，14)中壓縮到一高于所述中間壓力并且特別是大致等于所述第二壓力的高壓力，其中，-所述第一膨脹機(jī)0 與所述兩個(gè)再壓縮機(jī)中的一個(gè)(12)機(jī)械耦合，并且 -所述第二膨脹機(jī)06)與所述兩個(gè)再壓縮機(jī)中的另一個(gè)(14)機(jī)械耦合。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，在高壓塔-塔頂冷凝器09)中采 用的全部冷量通過(guò)所述冷媒流(33，233，270)提供。
7.如權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，將在高壓塔-塔頂冷凝器09)的 蒸發(fā)室中產(chǎn)生的蒸汽導(dǎo)入到低壓塔(30)中，特別是在該低壓塔的塔底處導(dǎo)入。
8.如權(quán)利要求1至7所述的方法，其特征在于，高壓塔08)和低壓塔(30)都不具有用 于從相應(yīng)塔的液體中產(chǎn)生上升蒸汽的煮沸器。
9.如權(quán)利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，從高壓塔-塔頂冷凝器08)的蒸 發(fā)室中將保持液態(tài)的餾分G4)導(dǎo)入到低壓塔-塔頂冷凝器(31)的蒸發(fā)室中。
10.如權(quán)利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，將在高壓塔-塔頂冷凝器08)的 液化室中獲得的液體(36)的至少一部分(38)導(dǎo)入到低壓塔(31)中。
11.如權(quán)利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，將一液態(tài)的粗氧流Gl)從高壓 塔08)的塔底導(dǎo)入到低壓塔(30)中。
12.如權(quán)利要求1至11之一所述的方法，其特征在于，將一分解空氣流04)作為所述 節(jié)流流以氣態(tài)導(dǎo)入到高壓塔08)中，特別是在高壓塔的塔底處導(dǎo)入，所述分解空氣流 通過(guò)所述經(jīng)凈化的進(jìn)料空氣(6)的另一部分構(gòu)成，其中，該分解空氣流04)特別是包括所 述做功地膨脹的第一透平流的至少一部分和/或所述做功地膨脹的第二透平流(XT) 的至少一部分。
13.如權(quán)利要求1至12之一所述的方法，其特征在于，將所述導(dǎo)入到所述用于氮氧分離 的蒸餾塔系統(tǒng)中的進(jìn)料空氣⑴總量的至少40mOl%、特別是至少50mOl%以液態(tài)導(dǎo)入(33， 232)到所述用于氮氧分離的蒸餾塔系統(tǒng)中。
14.一種用于通過(guò)低溫空氣分離獲取液態(tài)氮的設(shè)備，該設(shè)備具有-用于氮氧分離的蒸餾塔系統(tǒng)，該蒸餾塔系統(tǒng)具有恰好兩個(gè)蒸餾塔、即一個(gè)高壓塔 (28)和一個(gè)低壓塔(30)，以及具有一個(gè)唯一的、用于液化所述高壓塔08)的塔頂氣體(34) 的高壓塔-塔頂冷凝器09)，該高壓塔-塔頂冷凝器構(gòu)造為冷凝器-蒸發(fā)器并且具有液化 室和一個(gè)唯一的蒸發(fā)室，-用于將進(jìn)料空氣(1)壓縮到第一壓力的主空氣壓縮機(jī)(3)， -用于凈化被壓縮到第一壓力的所述進(jìn)料空氣的凈化裝置(5)， -用于通過(guò)經(jīng)凈化的所述進(jìn)料空氣(6)的一部分形成節(jié)流流的裝置， -用于使所述節(jié)流流在一高于所述第一壓力的第二壓力下液化或偽液化的主換熱器 (19)，-用于使經(jīng)液化或偽液化的所述節(jié)流流膨脹的裝置(32)， -用于將經(jīng)膨脹的所述節(jié)流流導(dǎo)入到所述用于氮氧分離的蒸餾塔系統(tǒng)中的裝置， -用于將所述高壓塔08)的塔頂氣體(34)的至少一部分(3 導(dǎo)入到高壓塔-塔頂冷 凝器O)的液化室中的裝置，-用于將在所述低壓塔(30)中產(chǎn)生的氮產(chǎn)品06)作為液態(tài)產(chǎn)品(51)排出的裝置， 其特征在于，所述設(shè)備還具有-用于將經(jīng)膨脹的所述節(jié)流流的至少一部分作為冷媒流(33，233，270)導(dǎo)入到所述高 壓塔-塔頂冷凝器09)的蒸發(fā)室中的裝置，-構(gòu)造為冷凝器-蒸發(fā)器并且具有液化室和蒸發(fā)室的低壓塔-塔頂冷凝器(31)， -用于將所述低壓塔(30)的塔頂?shù)?6)的至少一部分導(dǎo)入到所述低壓塔-塔頂冷凝 器(31)的液化室中的裝置，和-用于將來(lái)自低壓塔(30)的下部區(qū)域的富氧液體(80)導(dǎo)入到所述低壓塔-塔頂冷凝 器(31)的蒸發(fā)室中的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在用于氮氧分離的蒸餾塔系統(tǒng)中通過(guò)低溫空氣分離獲取液態(tài)氮的方法，該蒸餾塔系統(tǒng)具有一高壓塔、一低壓塔和一高壓塔-塔頂冷凝器，其構(gòu)造為冷凝器-蒸發(fā)器且具有液化室和唯一一個(gè)蒸發(fā)室。本發(fā)明的特征是，將經(jīng)膨脹的節(jié)流流的至少一部分作為冷媒流導(dǎo)入到所述高壓塔-塔頂冷凝器的蒸發(fā)室中。所述用于氮氧分離的蒸餾塔系統(tǒng)還具有低壓塔-塔頂冷凝器，該低壓塔-塔頂冷凝器構(gòu)造為冷凝器-蒸發(fā)器并且具有液化室和蒸發(fā)室。將低壓塔的塔頂?shù)闹辽僖徊糠謱?dǎo)入到低壓塔-塔頂冷凝器的液化室中并且使其在那里至少部分地液化。將來(lái)自低壓塔的下部區(qū)域的富氧液體導(dǎo)入到低壓塔-塔頂冷凝器的蒸發(fā)室中并且使其在那里至少部分地蒸發(fā)。
文檔編號(hào)F25J3/04GK102042742SQ20101050506
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者A·亞歷山大 申請(qǐng)人:林德股份公司