段3及其運(yùn)行以如下方式進(jìn)行，在低壓塔的頂段3的下部使氬富集餾份富集。在此情況下是所謂的氬轉(zhuǎn)化的區(qū)域(也稱作氬泡或氬區(qū)段)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，這一富集過(guò)程是由于氬的揮發(fā)性而發(fā)生的，其處于氮的揮發(fā)性和氧的揮發(fā)性之間。若在低壓塔中采用傳統(tǒng)的回流比率，則氬轉(zhuǎn)化位于送入氧富集餾份的中間點(diǎn)的上方和下方(流f和g)?？梢赃_(dá)到在氣相中最高為15%的氬濃度。然而，為了降低氮濃度，氬富集流通常在該中間點(diǎn)下方排出，這里正是如此(流m)。
[0054]在空氣分離設(shè)備100中，流I由低壓塔的尾段2的上部流至低壓塔的頂段3的下部區(qū)域，由此使低壓塔的尾段2和頂段3部分地在功能上相連接。在相同高度，由低壓塔的頂段3排出富氬流m，并送入粗氬塔的尾段4。在粗氬塔的尾段4的塔底上方直接進(jìn)行所述送入過(guò)程。
[0055]將來(lái)自低壓塔的頂段3的塔底及來(lái)自粗氬塔的尾段4的塔底的塔底液體作為流η經(jīng)由栗18送回至低壓塔的尾段2。因此，一方面實(shí)現(xiàn)了低壓塔的第一塔區(qū)段2和第二塔區(qū)段3在功能上的連接，另一方面將粗氬塔經(jīng)由尾段4引入分離系統(tǒng)中。
[0056]粗氬塔的頂段5的塔頂冷凝器15可以作為回流冷凝器構(gòu)造。來(lái)自粗氬塔的頂段5的頂端的氣體向下流入回流通道，并在此部分地冷凝。在此產(chǎn)生的冷凝物在回流通道中在相對(duì)于上升氣體的逆流中向下流動(dòng)，并在粗氬塔的頂段5中用作液體回流。在蒸發(fā)側(cè)，塔頂冷凝器15作為浴式冷凝器構(gòu)造。在此通過(guò)來(lái)自高壓塔I的液態(tài)氧富集餾份形成的冷卻劑流體經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)側(cè)面開(kāi)口向下流入蒸發(fā)通道，并在此部分地蒸發(fā)。通過(guò)熱虹吸效應(yīng)帶走液體，其連同蒸發(fā)的部分在蒸發(fā)通道的頂端排出，并被送回至液浴。因此，塔頂冷凝器15是在蒸發(fā)側(cè)作為浴式蒸發(fā)器構(gòu)造的。
[0057]由回流通道的頂端，經(jīng)由外側(cè)頭(lateral header)，以氣態(tài)排出粗氬流n，并在中間位置送至純氬塔6。純氬塔6的塔頂冷凝器16在該實(shí)施例中是以傳統(tǒng)方式在液化側(cè)構(gòu)造的，即純氬塔6的塔頂氣流ο從上向下流過(guò)液化通道。(替代性地，純氬塔6的塔頂冷凝器16和/或主冷凝器12也可以作為回流冷凝器構(gòu)造。)由純氬塔6的塔頂冷凝器16排出殘余氣流P，及在該實(shí)施例中排放至大氣(ATM)。替代性地，其可以經(jīng)由分離的風(fēng)扇再循環(huán)至高壓塔I中或低壓塔2、3中和/或空氣壓縮機(jī)上游。
[0058]純氬塔6的塔底液體部分地作為流P在塔底蒸發(fā)器14中蒸發(fā)，在此產(chǎn)生的蒸汽在純氬塔6中用作上升氣體。其余作為液態(tài)純氬產(chǎn)品流q(LAR)排出。
[0059]示例性地將空氣分離設(shè)備100的組件集成在相應(yīng)的冷箱中，在圖1中用短劃線顯示。在此情況下，A是指設(shè)計(jì)用于接收高壓塔I和低壓塔的尾段2的第一冷箱。第二冷箱B可以設(shè)計(jì)用于接收低壓塔的頂段3。在所示的實(shí)施例中，第三冷箱C設(shè)計(jì)用于接收粗氬塔的頂段5。如所述，低壓塔的頂段3以及高壓塔的頂段5 (任選連同純氬塔6)也可以布置在共用的冷箱中。該冷箱例如可以具有40m的高度。第四冷箱D在所示的實(shí)施例中以縮小的方式顯示出，例如同樣具有40m的高度。
[0060]在圖2中，更加示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的用于獲得氬產(chǎn)品的空氣分離設(shè)備。在該空氣分離設(shè)備中，僅顯示了塔2至6，相應(yīng)的連接、栗和熱交換器的描述基本上被省略掉了。可以看出，在此，與圖1所示不同，粗氬塔的尾段4布置在低壓塔的頂段3上方。在該替代性的實(shí)施方案中，可以在與圖中所示不同的位置劃分粗氬塔，條件是這對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的布置方式是有針對(duì)性的。在此有利的是，可以借助栗18將來(lái)自粗氬塔的尾段4及來(lái)自低壓塔的頂段3的流體作為流η栗送至低壓塔的尾段3。這也適用于其中粗氬塔的尾段4和/或頂段5在測(cè)量學(xué)上至少部分地緊鄰低壓塔的頂段3布置的替代性布置方式。所有塔區(qū)段I至4也可以至少部分地在測(cè)量學(xué)上彼此緊鄰地布置。
[0061]在所有所示的情況下，通過(guò)將內(nèi)部構(gòu)件選入各個(gè)塔中(篩盤(pán)、包裝，其具有不同的密度)，可以相應(yīng)地影響塔的尺寸，并由此可以實(shí)現(xiàn)任選存在的其他的結(jié)構(gòu)適應(yīng)性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.空氣分離設(shè)備(100)，其設(shè)計(jì)用于通過(guò)低溫分離經(jīng)壓縮及冷卻的進(jìn)料空氣獲得含氬產(chǎn)品，其中所述空氣分離設(shè)備(100)具有高壓塔(I)、以多部分方式構(gòu)造的具有尾段(2)和在空間上與其分離地布置的頂段(3)的低壓塔以及以多部分方式構(gòu)造的具有尾段(4)和在空間上與其分離地布置的頂段(5)的粗氬塔，其中在高壓塔(I)中由至少一部分的進(jìn)料空氣獲得至少一股氧富集流(d)，在低壓塔中由至少一部分的氧富集流(d)獲得至少一股氬富集流(m)，及在粗氬塔中由至少一部分的氬富集流(m)獲得至少一股富氬流(n)，其特征在于，借助共用的栗(18)將來(lái)自低壓塔的頂段(3)的下部區(qū)域及來(lái)自粗氬塔的尾段⑷的下部區(qū)域的至少一股液體流(η)送入低壓塔的尾段(2)的上部區(qū)域中。2.根據(jù)權(quán)利要求1的空氣分離設(shè)備(100)，其中粗氬塔的尾段(4)和/或頂段(5)在測(cè)量學(xué)上至少部分地緊鄰低壓塔的頂段(3)布置。3.根據(jù)權(quán)利要求1的空氣分離設(shè)備(100)，其中粗氬塔的尾段(4)或頂段(5)在測(cè)量學(xué)上完全位于低壓塔的頂段(3)上方布置。4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的空氣分離設(shè)備(100)，其中低壓塔的尾段(2)在垂直俯視圖中緊鄰其頂段(3)布置，和/或粗氬塔的尾段(4)在垂直俯視圖中緊鄰其頂段(5)布置。5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的空氣分離設(shè)備(100)，其中高壓塔(I)與低壓塔的尾段(2)布置在一個(gè)冷箱中。6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的空氣分離設(shè)備(100)，其中粗氬塔的尾段(4)或頂段(5)與低壓塔的頂段(5)布置在一個(gè)冷箱中。7.根據(jù)權(quán)利要求6的空氣分離設(shè)備(100)，其中至少具有低壓塔的尾段(3)或頂段(4)以及粗氬塔的頂段(5)的冷箱借助管道模塊連接至空氣分離設(shè)備(100)的其他組件。8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的空氣分離設(shè)備(100)，其中高壓塔(I)及低壓塔的尾段(2)作為結(jié)構(gòu)單元構(gòu)造，并且經(jīng)由主冷凝器(12)以熱交換的方式彼此連接。9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的空氣分離設(shè)備(100)，其額外地具有純氬塔￠)，其中利用氧富集流(d)冷卻純氬塔的至少一股流體。10.在根據(jù)前述權(quán)利要求之一的空氣分離設(shè)備(100)中通過(guò)低溫分離經(jīng)壓縮及冷卻的進(jìn)料空氣獲得含氬產(chǎn)品的方法，其中使用高壓塔(I)、以多部分方式構(gòu)造的具有尾段(2)和在空間上與其分離的頂段(3)的低壓塔以及以多部分方式構(gòu)造的具有尾段(4)和在空間上與其分離的頂段(5)的粗氬塔，其中在高壓塔(I)中由至少一部分的進(jìn)料空氣獲得至少一股氧富集流(d)，在低壓塔中由至少一部分的氧富集流(d)獲得至少一股氬富集流(m)，及在粗氬塔中由至少一部分的氬富集流(m)獲得至少一股富氬流(n)，其中借助共用的栗(18)將來(lái)自低壓塔的頂段(3)的下部區(qū)域及來(lái)自粗氬塔的尾段(4)的下部區(qū)域的至少一股液體流(η)送入低壓塔的尾段(2)的上部區(qū)域中。11.根據(jù)權(quán)利要求10的空氣分離設(shè)備(100)，其中粗氬塔的尾段(4)和/或頂段(5)在測(cè)量學(xué)上至少部分地緊鄰低壓塔的頂段(3)布置。12.根據(jù)權(quán)利要求10的空氣分離設(shè)備(100)，其中粗氬塔的尾段(4)或頂段(5)在測(cè)量學(xué)上完全位于低壓塔的頂段(3)上方布置。13.用于構(gòu)建根據(jù)權(quán)利要求1至9之一的空氣分離設(shè)備(100)的方法，其中提供高壓塔(I)、以多部分方式構(gòu)造的具有尾段(2)和頂段(3)的低壓塔以及以多部分方式構(gòu)造的具有尾段(4)和頂段(5)的粗氬塔，其中此外提供共用的栗(18)，借助該栗將來(lái)自低壓塔的頂段(3)的下部區(qū)域及來(lái)自粗氬塔的尾段(4)的下部區(qū)域的至少一股液體流(η)送入低壓塔的尾段(2)的上部區(qū)域中。14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中粗氬塔的尾段(4)和/或頂段(5)在測(cè)量學(xué)上至少部分地緊鄰低壓塔的頂段(3)布置。15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中粗氬塔的尾段⑷或頂段(5)在測(cè)量學(xué)上完全位于低壓塔的頂段(3)上方布置。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及空氣分離設(shè)備(100)，其設(shè)計(jì)用于通過(guò)低溫分離經(jīng)壓縮及冷卻的進(jìn)料空氣獲得含氬產(chǎn)品，其中空氣分離設(shè)備(100)具有高壓塔(1)、具有尾段(2)和頂段(3)的多部分低壓塔以及具有尾段(4)和頂段(5)的多部分粗氬塔，其中在高壓塔(1)中由至少一部分的進(jìn)料空氣獲得至少一股氧富集流(d)，在低壓塔中由至少一部分的氧富集流(d)獲得至少一股氬富集流(m)，及在粗氬塔中由至少一部分的氬富集流(m)獲得至少一股富氬流(n)，借助共用的泵(18)將來(lái)自低壓塔的頂段(3)的下部區(qū)域及來(lái)自粗氬塔的尾段(4)的下部區(qū)域的至少一股液體流(n)送入低壓塔的尾段(2)的上部區(qū)域中。本發(fā)明還涉及相應(yīng)的方法。
【IPC分類(lèi)】F25J3/02, F25J3/04, F25J5/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105026862
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480011523
【發(fā)明人】S·洛赫納
【申請(qǐng)人】林德股份公司
【公開(kāi)日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2014年3月5日
【公告號(hào)】CA2900122A1, WO2014135271A2, WO2014135271A3