用于通过低温蒸馏来分离空气的方法和设备.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111542724A(43)申请公布日2020.08.14(21)申请号201880083392.9(74)专利代理机构北京同立钧成知识产权代理(22)申请日2018.11.08有限公司11205代理人马爽臧建明(30)优先权数据17613462017.11.29FR(51)Int.Cl.F25J3/04(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日2020.06.23(86)PCT国际申请的申请数据PCT/FR2018/0527762018.11.08(87)PCT国际申请的公布数据WO2019/106250FR2019.06.06(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)发明人伯诺瓦·达维迪安权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称用于通过低温蒸馏来分离空气的方法和设备(57)摘要在通过低温蒸馏在塔系统中分离空气的方法中，该塔系统包括在第一压力下操作的第一塔(1)和在第二压力下操作的第二塔(2)，富含氩的流(47)从第一塔的中间点被发送至第二塔的底部，并且富含氩的流(51)从第二塔的顶部被抽出，来自第一塔的富含氮的流(7，13，17)在压缩机(19)中被压缩，压缩后的流在膨胀步骤之后被发送至第二塔的顶部冷凝器(37)，并且在冷凝器中汽化的流在涡轮机(41)中膨胀，在涡轮机中，流被至少部分地液化。CN111542724ACN111542724A权利要求书1/2页1.一种在塔系统中通过低温蒸馏来分离空气的方法，该塔系统包括在第一压力下操作的第一塔(1)和在第二压力下操作的第二塔(2)，该第一压力基本上等于该第二压力，其中：i)将经压缩、经净化和冷却的空气发送至该第一塔的中间点，从该第一塔的底部抽出富含氧的液体，和/或从该第一塔抽出富含氧的气体(45)，以及从该第一塔的顶部抽出富含氮的流(7)；ii)从该第一塔的中间点向该第二塔的底部发送富含氩的流(47)，并从该第二塔的顶部抽出富含氩的流(51)；iii)该富含氮的流(7，13，17)在压缩机(19)中被压缩，并且该经压缩的流用于加热该第一塔的底部再沸器(31)，从而产生至少部分冷凝的富含氮的流；iv)将该富含氮的至少部分冷凝的流分成第一和第二部分(33，35)，在膨胀步骤之后将该第一部分发送至该第一塔的顶部，并在膨胀步骤之后将该第二部分发送至该第二塔的顶部冷凝器(37)，在该膨胀步骤中，该第二部分被至少部分地汽化以形成辅助流(39)，其特征在于v)该辅助流在涡轮机(41)中膨胀，在该涡轮机中，该辅助流至少部分地液化，并且至少部分液化的流(43)被发送至该第一塔的顶部。2.如权利要求1所述的方法，其中，该辅助流(43)在该涡轮机(41)的叶轮的出口处或者甚至在该涡轮机的叶轮中被部分地液化，例如以便在该叶轮的出口处或在该叶轮中，获得膨胀的辅助流，该膨胀的辅助流包含0.5％至10％之间、优选地2％至5％之间的液体。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，该辅助流(43)在该涡轮机(41)中直接膨胀，而无需事先加热。4.如权利要求1、2或3中之一所述的方法，其中，该富含氮的流(17)在位于该压缩机(19)上游的热交换器(15)中被加热，该富含氮的压缩流在该热交换器中被冷却，然后至少部分地被发送至该底部再沸器(31)。5.如权利要求4所述的方法，其中，该富含氮的压缩流的一部分(25)在第二涡轮机(27)中膨胀并返回至该热交换器。6.如前述权利要求之一所述的方法，其中，该涡轮机(41)的入口温度和/或该第二涡轮机(27)的入口温度和/或该压缩机(19)的入口温度是低温。7.如前述权利要求之一所述的方法，其中，该富含氩的液体流从该第二塔(2)的顶部发送至该第一塔(1)的顶部。8.如前述权利要求之一所述的方法，其中，在操作中，没有吹扫流从该第二塔(2)的冷凝器(37)被抽出。9.如前述权利要求之一所述的方法，其中，在这些膨胀步骤之后，该至少部分冷凝的富含氮的流的第一和第二部分(33，35)处于不同的压力和/或温度，该第二部分优选地与该第一部分相比处于更高的压力。10.一种用于在塔系统中通过低温蒸馏来分离空气的设备，该设备包括：在第一压力下操作并具有底部再沸器(31)的第一塔(1)和在第二压力下操作并具有顶部冷凝器(37)的第二塔(2)，该第一压力基本上等于该第二压力；压缩机(19)；涡轮机(41)；用于将经压缩、经净化及冷却的空气(3)发送至该第一塔的中间点的管道；用于从该第一塔的底部抽出富含氧的液体和/或从该第一塔抽出富含氧的气体(45)的管道；以及用于从该第一塔的顶部抽2CN111542724A权利要求书2/2页出富含氮的流(7)并将该流发送至该压缩机的管道；用于将富