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1、(10)申请公布号 CN 103842753 A (43)申请公布日 2014.06.04 CN 103842753 A (21)申请号 201280027982.2 (22)申请日 2012.04.05 1153070 2011.04.08 FR F25J 3/04(2006.01) (71)申请人 乔治洛德方法研究和开发液化空气 有限公司 地址 法国巴黎 (72)发明人 B达维迪安 R杜贝蒂尔 - 格勒尼耶 L乔利 (74)专利代理机构 北京市中咨律师事务所 11247 代理人 牛晓玲 吴鹏 (54) 发明名称 用于通过低温蒸馏分离空气的方法和设备 (57) 摘要 本发明涉及一种用于通过低。
2、温蒸馏在分离单 元中分离空气的方法， 所述分离单元包括 ： 热连 接在一起的中压塔 （23） 和低压塔 （25） ， 其中富氧 液体的流被送至包括塔釜再沸器 （61） 的纯氧塔 的顶部， 在该塔釜再沸器中所述流被净化以形成 含有至少 98mol% 氧的塔釜液体并且塔釜液体被 抽出作为产品 ； 处于大于第一压力的第二压力下 的增压空气流被送至纯氧塔的塔釜再沸器以及被 送至液氧蒸发器 （51） ； 富氮气体被从中压塔的顶 部抽出 ； 所述气体被送至低压塔的中间再沸器并 且冷凝气体被送至中压塔的顶部 ； 富氮气体或空 气被送至低压塔的塔釜再沸器 （36） 并且在该塔 釜再沸器中冷凝的液体被送至中压塔。
3、。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2013.12.06 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/FR2012/050742 2012.04.05 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2012/136939 FR 2012.10.11 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103842753 A CN 103842753 A 1/2 页 2 1. 一种用于通过低温蒸馏在分离单元中分离空气的方法， 所述分离单。
4、元包括 ： 热连接 在一起的中压塔 （23） 和低压塔 （25） ， 其中所述低压塔包括塔釜再沸器 （35） 和中间再沸器 （37） ； 以及纯氧塔 （49） ， 其中 i） 将被净化且然后在交换管线中冷却的处于第一压力下的气态空气送至所述中压塔， ii） 将富氧液体和富氮液体从所述中压塔送至所述低压塔， iii） 从所述低压塔中抽取富氮气体， iv） 从所述低压塔的塔釜抽取含有至多 97mol% 氧的富氧液体， v） 将第一富氧液体流送至蒸发器 （51） 并且将形成的气态氧送至所述交换管线， vi） 将第二富氧液体流送至包括塔釜再沸器 （61） 的纯氧塔的顶部， 该第二富氧液体流 在该塔釜再。
5、沸器中被净化以形成含有至少 98mol% 氧的塔釜液体， vii） 将处于大于所述第一压力的第二压力下的增压空气流送至所述纯氧塔的塔釜再 沸器， viii） 从所述中压塔的顶部抽取富氮气体并且将其送至所述低压塔的中间再沸器并且 将冷凝气体送至所述中压塔的顶部， 以及 ix） 将富氮气体或空气送至所述低压塔的塔釜再沸器并且将在该塔釜再沸器中冷凝的 液体送至所述中压塔， 其特征在于， 从所述纯氧塔抽取塔釜液体作为产品， 将处于所述第二压力下的增压空 气送至所述蒸发器以使所述第一富氧液体流蒸发。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述第一富氧液体流在所述蒸发器 （51） 的上游被加。
6、压。 3.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于， 所述第一富氧液体流和所述第二富氧 液体流具有相同的纯度。 4. 根据权利要求 3 所述的方法， 其特征在于， 所述处于第二压力下的增压空气被分成 两部分， 所述处于第二压力下的增压空气的第一部分被送至所述纯氧塔的塔釜再沸器， 所 述处于第二压力下的增压空气的第二部分被送至所述蒸发器 （51） 。 5.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于， 所述第一富氧液体流的氧含量小于所 述第二富氧液体流。 6. 根据权利要求 5 所述的方法， 其特征在于， 所述第一富氧液体流在所述蒸发器 （51） 中部分地蒸发， 其中所形成的液体构成所述第二富氧。
7、液体流。 7. 根据权利要求 6 所述的方法， 其特征在于， 所述处于第二压力下的增压空气流首先 加热所述纯氧塔 （49） 的塔釜再沸器 （61） ， 然后加热所述蒸发器 （51） 。 8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于， 来自辅助源的低温液体 （69） 被送至双塔。 9. 一种通过低温蒸馏分离空气的设备， 所述设备包括 ： 热连接在一起的中压塔 （23） 和 低压塔 （25） ， 其中所述低压塔包括塔釜再沸器 （35） 和中间再沸器 （37） ； 纯氧塔 （49） ； 交换 管线 （63） ； 蒸发器 （51） ； 用于将被净化然后被冷却的处于第一压力下的气态空气从所述交。
8、 换管线送至所述中压塔的装置 ； 用于将富氧液体和富氮液体从所述中压塔送至所述低压塔 的装置 ； 用于从所述低压塔抽取富氮气体的装置 ； 用于从所述低压塔的塔釜抽取含有至多 97mol% 氧的富氧液体的装置 ； 用于将第一富氧液体流送至所述蒸发器的装置 ； 用于将形成 权 利 要 求 书 CN 103842753 A 2 2/2 页 3 的气态氧送至所述交换管线的管道 ； 用于将第二富氧液体流送至包括塔釜再沸器 （61） 的 所述纯氧塔的顶部的装置， 所述第二富氧液体流在该塔釜再沸器中被净化以形成含有至少 98mol% 氧的塔釜液体 ； 增压器 （3） ； 用于将处于大于所述第一压力的第二压力。
9、下的增压空 气流 （17） 送至所述纯氧塔的塔釜再沸器的管道 ； 用于从所述中压塔的顶部抽取富氮气体 以便将该富氮气体送至所述低压塔的中间再沸器以及用于将冷凝气体送至所述中压塔的 顶部的管道 ； 和用于将富氮气体或空气送至所述低压塔的塔釜再沸器以及用于将在该塔釜 再沸器中冷凝得到的液体送至所述中压塔的管道 ； 其特征在于， 所述设备包括用于从所述 纯氧塔抽取塔釜液体 （71） 作为产品的管道以及用于将处于第二压力下的增压空气 （15） 从 所述增压器送至所述蒸发器的装置。 10. 根据权利要求 9 所述的设备， 其特征在于， 所述设备包括 ： i） 用于将液体 （53） 从所述蒸发器 （51）。
10、 送至所述纯氧塔 （49） 的顶部的管道， 和 / 或 ii） 用于将塔釜液体 （65） 从所述低压塔 （25） 送至所述纯氧塔 （49） 的顶部的管道。 11. 根据权利要求 10 所述的设备， 其特征在于， 用于将增压空气从所述增压器 （3） 送至 所述蒸发器 （51） 的装置以使得旨在用于所述蒸发器的空气通过所述纯氧塔的塔釜再沸器 的方式连接至所述纯氧塔 （49） 的塔釜再沸器 （61） 。 12.根据权利要求9或10所述的设备， 其特征在于， 用于将第二富氧液体流送至所述纯 氧塔的顶部的装置包括用于将塔釜液体从所述低压塔 （65） 送至所述纯氧塔 （49） 的顶部的 管道。 13. 根。
11、据权利要求 9、 10 或 12 所述的设备， 其特征在于， 所述设备包括用于将处于所述 第二压力下的增压空气分成两部分的装置， 其中用于将处于所述第二压力下的增压空气从 所述增压器 （3） 送至所述蒸发器 （51） 的装置以这种方式与用于将处于所述第二压力下的 增压空气流送至所述纯氧塔 （49） 的塔釜再沸器 （61） 的管道连接， 即， 使得增压空气的一部 分 （17） 被送至所述纯氧塔的塔釜再沸器且增压空气的另一部分 （15） 被送至所述蒸发器。 14. 根据权利要求 9-13 中任一项所述的设备， 其特征在于， 所述设备包括用于将液体 （53） 从所述蒸发器 （51） 送至所述纯氧塔 。
12、（49） 的顶部的管道， 以及用于将塔釜液体 （65） 从 所述低压塔 （25） 送至所述纯氧塔 （49） 的顶部的管道。 15. 根据权利要求 9-14 中任一项所述的设备， 其特征在于， 所述设备包括用于将低温 液体从外部源送至低压塔的装置 （69） 。 权 利 要 求 书 CN 103842753 A 3 1/6 页 4 用于通过低温蒸馏分离空气的方法和设备 0001 本发明涉及通过低温蒸馏分离空气的方法和设备。 0002 本发明尤其提出利用具有双蒸发器的空气分离单元生产纯氧的方法。 0003 根据本发明的方法允许在生产处于低压下的不纯气态氧 （小于 97mol% 或甚至小 于 96mo。
13、l% 的氧）的设备上、 例如在用于富氧燃烧的设备的范围内生产纯液氧 （含有至少 99mol% 或甚至至少 99.6mol% 的氧） 。 0004 生产意在用于氧-煤电厂的氧的空气分离单元 （ASU） 大致包括位于中压塔 （MP塔） 和低压塔 （LP 塔） 之间的两个蒸发器 （或甚至三个） 。安装这两个蒸发器使得可以将 MP 塔的 压力降低到约 3bar 绝对压力的值， 这使得可以将 ASU 的能量消耗减至最小。 0005 由这种类型电厂生产的氧的纯度通常在 95mol%O2 和 97mol%O2 之间。氧的蒸发 在专用蒸发器中执行。液态氧的蒸发冷量用于使气态空气冷凝。这种方法通过专利文献 US。
14、-A-4936099 和 EP-A-0547946 得知。 0006 此外， 人们可以尝试利用安装这类 ASU 以生产纯液氮和纯氧 （约 99.6% 的纯度） ， 储 存并随后藉由卡车用于液体贸易。 0007 液氮的生产没有引起任何主要困难， 因为足以在 MP 塔的顶部添加塔板以达到希 望的纯度而不影响 ASU 工艺的其余部分， 除了液化能量的成本之外。 0008 然而， 纯氧 （99.6%） 的生产引起了对方法的更显著的影响 ； 实际上， 所生产的液 体的纯度明显优于被供应至富氧燃烧电厂的气态氧的浓度。因此有必要安装小的额外的 塔， 其回收在 LP 塔中 （在塔釜 （cuve） 中或在中间塔。
15、板上） 收集的液流的一小部分， 蒸馏该小 部分， 这使得可以在这个小的额外的塔的底部回收意在用于通过卡车交易的纯氧。 从纯LOX 塔的气态回流然后在与 LP 塔中的液体的抽取相同的高度处实现。 0009 然而， MP 塔的压力很低以至于不可能使用进入或离开 MP 塔或 LP 塔待在纯的额外 LOX 的塔的塔釜蒸发器 （其冷凝温度过低） 中冷凝的气态流中的一者。 0010 本发明建议使用离开交换管线的气态空气的一小部分作为冷凝流体并且其将随 后进入提供纯氧产品的蒸发的专用交换器 （以术语 HP 空气表示） 。这个空气流在主交换管 线上游被所述单元的主增压器 （BAC） 压缩。 0011 这股流的。
16、压力约为 4.5bar abs， 大于 MP 塔的压力， 并且因此其始沸点大于纯液氧 的平衡温度。 0012 所考虑的空气流和纯氧之间的温差是约 2-3， 此为相对高的值， 其使得可以安装 小尺寸蒸发器。 0013 在本发明中， 根据图 1 中的替代方案， 纯液氧的生产在分离能量方面是免费的并 且不影响用于不纯气态氧的生产的分离能量。仅需要支付液化能量。冷量供应可以由独立 于 ASU 的液化系统实现。 0014 本发明建议一种使得可以在具有双蒸发器的空气分离单元上生产纯氧 （纯度 99.6%） 通常用于富氧燃烧的方法， 所述纯氧的大部分以约95-97%的纯度被生产。 0015 实际上， 利用这。
17、种方法， 除了 HP 空气， 没有处于足够高以实现纯氧塔的再沸的冷 凝温度下的流体可用。 说 明 书 CN 103842753 A 4 2/6 页 5 0016 当前， 没有用于在具有双蒸发器的空气分离单元上生产纯氧的参考解决方案。 0017 为此， 可以使用在主交换管线中的中间高度处 （且因此在较高温度下） 抽取的流， 但是这会使方法复杂。这还会因为必须使用显热而非潜热而不太有效。 0018 可以经常发现具有单一蒸发器的空气分离单元 （ASU） ， 其中生产超纯氧的小塔被 添加到 LP 塔的塔釜中。这种情况下， MP 塔的压力是约 5-6bar， 并且超纯 LOX 塔的再沸通过 供给 MP 。
18、塔的气态空气流的一小部分执行。 0019 EP-A-0793069 描述了一种根据权利要求 1 前序部分描述的方法。根据这个方法， 处于第一压力下的空气被用于蒸发在蒸发器中的氧， 处于高于第一压力的第二压力下的空 气被用于使纯氧塔再沸。 0020 US-A-5916262 描述了一种利用在塔釜中被空气加热的氧净化塔来生产具有两种 纯度的氧的方法。已经被泵加压的液氧也在主交换管路中藉由与增压空气热交换而蒸发。 0021 本发明提出通过安装额外的纯氧塔利用双蒸发器系统生产纯氧， 所述纯氧塔的压 力等于 LP 塔的压力。 0022 根据本发明的目的， 提供一种用于通过低温蒸馏在分离单元中分离空气的方。
19、法， 所述分离单元包括 ： 热连接在一起的中压塔和低压塔， 其中所述低压塔包括塔釜 / 塔底再 沸器和中间再沸器 ； 以及纯氧塔， 其中 0023 i） 被净化且然后在交换管线中冷却的处于第一压力下的气态空气被送至所述中 压塔， 0024 ii） 富氧液体和富氮液体从所述中压塔被送至所述低压塔， 0025 iii） 富氮气体被从所述低压塔中抽出， 0026 iv） 含有至多 97mol% 氧的富氧液体被从所述低压塔的塔釜抽出， 0027 v） 第一富氧液体流被送至蒸发器并且形成的气态氧被送至交换管线， 0028 vi） 第二富氧液体流被送至包括塔釜再沸器的纯氧塔的顶部， 该第二富氧液体流 在该。
20、塔釜再沸器中被净化以形成含有至少 98mol% 氧的塔釜液体， 0029 vii） 处于大于所述第一压力的第二压力下的增压空气流被送至所述纯氧塔的塔 釜再沸器， 0030 viii） 富氮气体被从所述中压塔的顶部抽出并且被送至所述低压塔的中间再沸器 并且冷凝气体被送至所述中间塔的顶部， 以及 0031 ix） 富氮气体或空气被送至所述低压塔的塔釜再沸器并且在该塔釜再沸器中冷凝 得到的液体被送至所述中压塔， 0032 其特征在于， 塔釜液体被从所述纯氧塔中作为产品抽出， 处于所述第二压力下的 增压空气被送至所述蒸发器以使第一富氧液体流蒸发。 0033 根据本发明的其它可选方面 ： 0034 - 。
21、第一富氧液体流在蒸发器的上游被加压。 0035 - 第一富氧液体流和第二富氧液体流具有相同的纯度。 0036 - 处于第二压力下的增压空气被分成两部分， 处于第二压力下的增压空气的第一 部分被送至纯氧塔的塔釜再沸器， 处于第二压力下的增压空气的第二部分被送至蒸发器。 0037 - 处于第一压力下的空气被送至低压塔的塔釜再沸器以加热该塔釜再沸器。 0038 - 全部空气在交换管线的上游被分成处于第一压力下的流和处于第二压力下的 说 明 书 CN 103842753 A 5 3/6 页 6 流。 0039 - 第一富氧液体流的氧含量少于第二富氧液体流。 0040 - 第一富氧液体流在蒸发器中部分地。
22、蒸发， 其中所形成的液体构成第二富氧液体 流。 0041 - 处于第二压力下的增压空气流首先加热纯氧塔的塔釜再沸器， 然后加热蒸发器。 0042 - 处于第一压力下的空气在交换管线中被冷却并且以气态形式被送至中压塔。 0043 - 来自辅助源的低温液体被送至双塔。 0044 术语 “中压” 和 “低压” 仅表示中压塔在一大于低压塔的压力的压力下运行。这些 术语在本领域中常见并且对于本领域技术人员而言是清楚的。 0045 根据本发明的另一目的， 提供一种通过低温蒸馏分离空气的设备， 所述设备包括 ： 热连接在一起的中压塔和低压塔， 其中所述低压塔包括塔釜再沸器和中间再沸器 ； 纯氧塔 ； 交换管。
23、线 ； 蒸发器 ； 用于将被净化然后被冷却的处于第一压力下的气态空气从所述交换管 线送至所述中压塔的装置 ； 用于将富氧液体和富氮液体从所述中压塔送至所述低压塔的装 置 ； 用于将富氮气体从所述低压塔抽出的装置 ； 用于将含有至多 97mol% 氧的富氧液体从所 述低压塔的塔釜抽出的装置 ； 用于将第一富氧液体流送至所述蒸发器的装置 ； 用于将形成 的气态氧送至所述交换管线的管道 ； 用于将第二富氧液体流送至包括塔釜再沸器的所述纯 氧塔的顶部的装置， 所述第二富氧液体流在该塔釜再沸器中被净化以形成含有至少 98mol% 氧的塔釜液体 ； 增压器 ； 用于将处于大于所述第一压力的第二压力下的增压。
24、空气流送至所 述纯氧塔的塔釜再沸器的管道 ； 用于将富氮气体从所述中压塔的顶部抽出用以将该富氮气 体送至所述低压塔的中间再沸器以及用于将冷凝气体送至所述中压塔的顶部的管道 ； 和用 于将富氮气体或空气送至所述低压塔的塔釜再沸器以及用于将在该塔釜再沸器中冷凝的 液体送至所述中压塔的管道 ； 其特征在于， 所述设备包括用于将塔釜液体从所述纯氧塔作 为产品抽出的管道以及用于将处于第二压力下的增压空气从所述增压器送至所述蒸发器 的装置。 0046 根据本发明的另外的可选目的， 可设想所述设备包括 ： 0047 - 用于将液体从蒸发器送至纯氧塔的顶部的管道， 和 / 或 0048 - 用于将塔釜液体从低。
25、压塔送至纯氧塔的顶部的管道。 0049 - 用于将增压空气从增压器送至蒸发器的装置以使得旨在用于所述蒸发器的空气 通过纯氧塔的塔釜再沸器的方式连接至纯氧塔的塔釜再沸器。 0050 - 用于将第二富氧液体流送至纯氧塔的顶部的装置包括用于将塔釜液体从低压塔 送至纯氧塔的顶部的管道。 0051 - 用于将处于第二压力下的增压空气分成两部分的装置， 用于将处于第二压力下 的增压空气从增压器送至蒸发器的装置以这种方式与用于将处于第二压力下的增压空气 流送至纯氧塔的塔釜再沸器的管道连接， 即， 使得增压空气的一部分被送至纯氧塔的塔釜 再沸器且增压空气的另一部分被送至蒸发器。 0052 蒸发器不是蒸馏塔或汽。
26、提塔的一部分。 0053 根据本发明的另一目的， 提供一种用于通过低温蒸馏在分离单元中分离空气的方 法， 所述分离单元包括 ： 热连接在一起的中压塔和低压塔， 其中所述低压塔包括塔釜再沸器 和中间再沸器 ； 以及纯氧塔， 其中 说 明 书 CN 103842753 A 6 4/6 页 7 0054 i） 被净化然后冷却的处于第一压力下的空气被从交换管线送至所述中压塔， 0055 ii） 富氧液体和富氮液体从中压塔被送至低压塔， 0056 iii） 富氮气体被从低压塔中抽出， 0057 iv） 含有至多 97mol% 氧的富氧液体被从低压塔的塔釜抽出， 0058 v） 第一富氧液体流被送至蒸发器。
27、并且形成的气态氧被送至交换管线， 0059 vi） 第二富氧液体流被送至包括塔釜再沸器的纯氧塔的顶部， 该第二富氧液体流 在该塔釜再沸器中被净化以形成含有至少 98mol% 氧的塔釜液体， 0060 vii） 处于大于第一压力的第二压力下的增压空气流被送至纯氧塔的塔釜再沸器， 0061 viii） 富氮气体被从中压塔的顶部抽出并且被送至低压塔的中间再沸器并且冷凝 气体被送至中间塔的顶部， 以及 0062 ix） 富氮气体或空气被送至低压塔的塔釜再沸器并且在该塔釜再沸器中冷凝的液 体被送至中压塔， 其特征在于， 塔釜液体被从纯氧塔中作为产品抽出， 第一富氧液体流的氧 含量少于第二富氧液体流。 0。
28、063 根据另一些可选特征 ： 0064 - 第一富氧液体流在蒸发器的上游被加压。 0065 - 处于第二压力下的第二增压空气流被送至蒸发器。 0066 - 第一富氧液体流在蒸发器中部分地蒸发， 其中所形成的液体构成第二富氧液体 流。 0067 - 增压空气流首先加热纯氧塔的塔釜再沸器， 然后加热所述蒸发器。 0068 - 来自辅助源的低温液体被送至双塔。 0069 - 中压塔在 2.5bar abs 和 4.5bar abs 之间的压力下运行。 0070 根据本发明的另一目的， 提供一种通过低温蒸馏分离空气的设备， 所述设备包括 ： 热连接在一起的中压塔和低压塔， 其中所述低压塔包括塔釜再沸。
29、器和中间再沸器 ； 纯氧塔 ； 交换管线 ； 蒸发器 ； 用于将被净化然后被冷却的处于第一压力下的气态空气从所述交换管 线送至所述中压塔的装置 ； 用于将富氧液体和富氮液体从所述中压塔送至所述低压塔的装 置 ； 用于将富氮气体从所述低压塔抽出的装置 ； 用于将含有至多 97mol% 氧的富氧液体从所 述低压塔的塔釜抽出的装置 ； 用于将第一富氧液体流送至所述蒸发器的装置 ； 用于将形成 的气态氧送至所述交换管线的管道 ； 用于将第二富氧液体流送至包括塔釜再沸器的所述纯 氧塔的顶部的装置， 所述第二富氧液体流在该塔釜再沸器中被净化以形成含有至少 98mol% 氧的塔釜液体 ； 增压器 ； 用于将。
30、处于大于所述第一压力的第二压力下的增压空气送至所述 纯氧塔的塔釜再沸器的管道 ； 用于将富氮气体从所述中压塔的顶部抽出以便将该富氮气体 送至所述低压塔的中间再沸器以及用于将冷凝气体送至所述中压塔的顶部的管道 ； 和用于 将富氮气体或空气送至所述低压塔的塔釜再沸器以及用于将在该塔釜再沸器中冷凝得到 的液体送至所述中压塔的管道 ； 其特征在于， 所述设备包括用于将塔釜液体从所述纯氧塔 作为产品抽出的管道以及用于将液体 （53） 从所述蒸发器 （51） 送至所述纯氧塔 （49） 的顶部 的管道。 0071 所述设备还可以包括用于将塔釜液体从所述低压塔送至纯氧塔的顶部的管道。 0072 用于将增压空气。
31、从增压器送至蒸发器的装置可以使得旨在用于蒸发器的空气通 过纯氧塔的塔釜再沸器的方式连接至纯氧塔的塔釜再沸器。 说 明 书 CN 103842753 A 7 5/6 页 8 0073 用于将第二富氧液体流送至纯氧塔的顶部的装置可以包括用于将塔釜液体从低 压塔送至纯氧塔的顶部的管道。 0074 所述设备可以包括用于将处于第二压力下的增压空气分成两部分的装置， 其中用 于将处于第二压力下的增压空气从增压器送至蒸发器的装置以这种方式与用于将处于第 二压力下的增压空气流送至纯氧塔的塔釜再沸器的管道连接， 即， 使得增压空气的一部分 被送至纯氧塔的塔釜再沸器且增压空气的另一部分被送至蒸发器。 0075 所。
32、述设备可以包括用于将低温液体从外部源送至低压塔的装置。 0076 所述设备可以包括用于将增压空气流从纯氧塔的塔釜再沸器送至蒸发器的管道， 以及用于将空气从蒸发器送至中压塔和 / 或低压塔的管道。 0077 根据另一替代方案， 所述设备包括用于将增压空气流从纯氧塔的塔釜再沸器直接 送至中压塔和 / 或低压塔的管道。 0078 本文描述的本发明的主要创新特征是纯氧塔的再沸是通过离开主交换管线的气 态空气流 （HP空气） 的一小部分来实现， 该气态空气流被增压器压缩处于在蒸发器中的氧的 蒸发所要求的压力下。HP 空气的这一小部分在纯氧塔的冷凝器中部分地或完全地冷凝。 0079 根据一替代方案， 部分。
33、冷凝的增压空气流可能地在已经分离出冷凝部分 （该 冷凝部分随后被送至 MP 塔） 以后被随后送至产品蒸发器， 所述增压空气流在该产品蒸 发器中彻底完成冷凝。增压空气的部分冷凝使得可以在 GOX 的生产的实际额定流量和相同 压力的情况下运行具有纯塔塔釜的蒸发器以及然后运行产品蒸发器。 纯液氧塔的再沸因此 关于蒸发产品所要求的能量是免费的。 0080 所述空气流的压力高于 MP 塔的压力 （与 3.2bar abs 相比通常为约 4.5bar abs） 。 0081 产品蒸发器中的不纯液体的一部分 （在相同高度并代替蒸发器的稀释清洗物） 被 抽取出并且被送到纯液氧塔中， 该纯液氧塔是在与产品蒸发器。
34、的压力基本上相同的压力下 蒸馏的塔。 0082 来自纯氧塔的不纯气态回流与来自产品蒸发器的气态流混合， 这两股流构成不纯 GOX 的产品的额定流量。 0083 纯液体被从纯氧塔的塔釜中取出。其也被用作用于整个设备的稀释清洗物。 0084 冷量 （frigorie， 负大卡） 的供应可以由独立的液化器例如通过利用 （来自尖塔的） 纯氮生产液氮来提供， 所述纯氮会随后以液体形式被加入设备中。 如果不生产液体纯氮， 则 可以设想在独立的液化器中使残余氮液化。 0085 如果纯液体的产量低， 则还可以设想将冷却系统合并到 ASU 中。 0086 将参考附图更详细地描述本发明， 所述附图示出根据本发明的。
35、用于分离空气的方 法。 0087 在图1中， 空气在包括用于分离空气的双塔的ASU中分离， 所述双塔包括中压塔23 和低压塔 25。用于分离的冷量藉由中压氮在涡轮 47 内的膨胀来提供。设备包括纯液氧塔 49、 泵 57、 蒸发器 51 和交换管线 63。 0088 空气 1 被压缩机 3 加压而处于在 2.5bar abs 和 4.5bar abs 之间的压力下。然 后， 空气在净化单元 5 内藉由吸附被净化。净化空气 7 被分成两个部分。一个部分 9 在增 压器 13 内升压到在 4bar abs 和 20bar abs 之间的压力， 然后在交换管线 63 内冷却直到冷 端。空气 9 被分。
36、成两个小部分 15、 17。一个小部分 15 被送至蒸发器 15， 其在该蒸发器中用 说 明 书 CN 103842753 A 8 6/6 页 9 于部分地蒸发含有最多97mol%氧的液氧用以产生在交换管线63内被加热的气态氧59。 这 些气体 59 被送至富氧燃烧单元。富氧液体 53 从蒸发器 51 中被抽取作为清洗物。空气被 冷凝。空气的另一小部分 17 被送至纯氧塔 49 的塔釜再沸器 61。这个塔包括塔釜再沸器 和用于在该再沸器上方进行热交换和物质交换的装置。包括至多 97mol% 氧的液氧 65 被送 至塔 49 的顶部并且被增浓以形成从塔釜中抽取出的且含有至多 98mol% 氧的液。
37、体产品 71。 来自塔 49 的顶部的气态氧被送至低压塔 25 的塔釜。冷凝空气 17 与来自蒸发器 51 的冷凝 空气混合并且在于阀 21 内膨胀以后被送至在 2.5bar abs 和 4.5barabs 之间的压力下运行 的 MP 塔 23。 0089 空气的另一部分11在交换管线63中冷却、 被送至LP塔25的塔釜再沸器35、 在该 塔釜再沸器内至少部分地冷凝并被送至位于液态空气 19 的进口下方的 MP 塔 23 的塔釜。 0090 富氧液体 27 被从 MP 塔 23 的塔釜抽出、 在过冷器 33 内冷却、 膨胀并被送至 LP 塔 25。液体 29 被从 MP 塔 23 抽出、 在过。
38、冷器 33 内冷却、 膨胀并且被送至 LP 塔 25。富氮液体 31 被从 MP 塔 23 的顶部抽出、 在过冷器 33 中冷却、 膨胀并且被送至 LP 塔 25 的顶部。 0091 低压氮 39 被从 LP 塔的顶部抽出、 在过冷器 33 中被加热并且在交换管线 63 中被 加热。 0092 中压氮 41 被分成两部分以形成部分 43 和部分 45。部分 43 用于加热低压塔 25 的 中间再沸器 37。部分 45 在交换管线 63 中被加热、 在涡轮 47 中膨胀并且被送回到交换管线 63。液氧被从 LP 塔的塔釜抽出并被分成两部分。部分 55 在位于蒸发器 51 的上游的泵 57 内被加。
39、压， 余下部分 65 在不被加压的情况下被送至纯氧塔 49 的顶部。纯氧塔 49 的顶部因 此与低压塔 25 的塔釜处于相同压力下。清洗液体 53 的全部或一部分也可以供应塔 49 的 顶部。 0093 低温液体流 69（例如， 液氮） 被送至 LP 塔的顶部以保持该方法处于冷却状态。 0094 图 1a 中的方法与图 1 中的方法的区别在于， 塔 49 在其顶部专门由蒸发器 51 的清 洗物53继在阀中的膨胀步骤之后供应。 塔49的塔釜再沸器61仍通过增压空气17被加热， 其中冷凝空气与被用于加热蒸发器51的增压空气15混合。 还可能向该塔供应清洗液体53 和来自低压塔 25 的塔釜的液氧 。
40、65。 0095 图 2 中的方法与图 1 中的方法的区别在于， 空气流 9 首先被送至纯氧塔 49 的塔釜 蒸发器 61， 然后被送至该空气流在其中冷凝的蒸发器 51。所形成的空气在阀 21 中膨胀并 且被送至中压塔 23。空气的一小部分 11 在交换管线 11 中冷却并且在没有在压缩机 3 的下 游膨胀或压缩的情况下被送至中压塔 23 的塔釜。 0096 中间再沸器 37 始终由中压氮 43 加热， 但是中压氮的另一部分 73 在利用低温温度 的冷增压器 71 中被压缩并且被送至塔釜再沸器 35。冷凝氮在阀 36 中膨胀并且被送至 MP 塔 23 的顶部。低压塔的塔釜氧 55 全部在泵 5。
41、7 中被加压并被送至所述氧在其中部分地蒸 发的蒸发器 51。蒸发气体构成含有少于 97mol% 氧的气态氧产品 59。未蒸发液体 53 供应 塔 49 的顶部。来自塔 49 的顶部的气态氧 67 与气态氧 59 混合。液氧 71 构成液体产品。这 种情况下， 纯氧塔 49 不与 LP 塔 25 在相同的压力下运行。 0097 图1或图1a中的方法可以使用氮加热塔釜再沸器35， 图2中的方法可以利用空气 加热塔釜再沸器 35。 说 明 书 CN 103842753 A 9 1/3 页 10 图 1 说 明 书 附 图 CN 103842753 A 10 2/3 页 11 图 1a 说 明 书 附 图 CN 103842753 A 11 3/3 页 12 图 2 说 明 书 附 图 CN 103842753 A 12 。