用于向空气分离设备提供补充制冷的方法和系统.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CN108351165A(43)申请公布日2018.07.31(21)申请号201680064205.3(74)专利代理机构北京泛华伟业知识产权代理有限公司1(22)申请日2016.10.181280代理人徐舒(30)优先权数据14/9356802015.11.09US(51)Int.Cl.F25J3/04(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日2018.05.03(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2016/0574652016.10.18(87)PCT国际申请的公布数据WO2017/083062EN2017.05.18(71)申请人普莱克斯技术有限公司地址美国康涅狄格州(72)发明人C·B·萨里扬尼斯A·奈特E·隽迪W·张J·J·劳奇权利要求书4页说明书8页附图1页(54)发明名称用于向空气分离设备提供补充制冷的方法和系统(57)摘要本发明提供了一种用于向空气分离设备提供补充制冷的系统和方法。闭环补充制冷回路可易于改造或添加到空气分离设备，从而提高所述空气分离设备的液态产物制备能力。通过以下方式控制所述补充制冷回路的补充制冷容量：在所述补充制冷回路中去除或添加制冷剂的一部分以调节入口压力，同时保持压缩机上基本上恒定的体积流量和基本上恒定的压力比。从所述补充制冷回路去除所述制冷剂会降低所述补充制冷回路所赋予的所述制冷，因此在不关停所述补充制冷回路中的所述压缩机和涡轮膨胀器的情况下，提供对液态产物制备进行降负荷的能力。CN108351165ACN108351165A权利要求书1/4页1.一种分离空气的方法，包括以下步骤：在空气分离设备中执行低温精馏工艺，所述空气分离设备包括主换热器，所述主换热器用于将经压缩且纯化的进料空气流冷却到适用于所述进料空气流的所述精馏的温度；以及蒸馏塔系统，所述蒸馏塔系统被配置为对所述经压缩、纯化且冷却的空气进行精馏以产生至少一个液态产物流；将所述经压缩且纯化的进料空气流的一部分作为工作流体分流到补充制冷回路；在所述补充制冷回路内的压缩机区段中压缩所述工作流体；使所述工作流体在设置在所述补充制冷回路内的涡轮膨胀器中膨胀以产生经冷却的工作流体；将所述经冷却的工作流体引导到辅助换热器，并且经由与来自所述空气分离设备的增压压缩空气流的间接换热，使所述经冷却的工作流体在所述辅助换热器中加温；在已穿过所述辅助换热器之后，使所述加温的工作流体再循环到所述补充制冷回路内的所述压缩机区段；以及使离开所述辅助换热器的所述经冷却的增压压缩空气流返回到所述空气分离设备，以赋予所述空气分离设备所需的所述制冷的一部分。2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：将离开所述辅助换热器的所述经冷却的增压压缩流引入到第二涡轮膨胀器中以产生排气流，随后将所述排气流引导到所述蒸馏塔系统的高压塔。3.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：去除所述涡轮膨胀器上游的所述补充制冷回路中的所述工作流体的一部分，从而减少由所述补充制冷回路赋予的所述制冷以及所述至少一个液态产物流的所述产量，或者向所述压缩机区段上游的所述补充制冷回路添加工作流体，从而增加由所述补充制冷回路赋予的所述制冷以及所述至少一个液态产物流的所述产量；其中执行所述工作流体从所述补充制冷回路的所述去除或者所述工作流体向所述补充制冷回路的所述添加，使得与所述至少一个液态产物流的所需产量相称地调节所述补充制冷回路内的所述入口压力，同时所述工作流体在基本上恒定的体积流量下循环并且所述压缩机区段上的所述压力比保持基本上恒定。4.根据权利要求3所述的方法，其中去除所述涡轮膨胀器区段上游的所述补充制冷回路中的所述工作流体的一部分的步骤还包括排放所述工作流体的一部分以保持所述补充制冷回路中的所述工作流体处于或低于规定的最大压力。5.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：排放所述补充制冷回路的所述涡轮膨胀器区段下游的所述工作流体的一部分以保持所述补充制冷回路中的所述工作流体处于或低于规定的最大压力并且保持引导到所述主换热器的所述经冷却的工作流体处于或低于规定的最大温度。6.根据权利要求1所述的方法，其中向所述压缩机区段上游的所述补充制冷回路添加工作流体的步骤还包括向所述补充制冷回路添加补给工作流体流以保持所述压缩机区段的所述入口压力处于或高于规定的最小压力。7.根据权利要求1所述的方法，其中从所述经压缩且纯化的空气供应所述补充制冷回路中的所述工作流体，并且向所述压缩机区段上游的所述补充制冷回路添加工作流体的步2CN108351165A权利要求书2/4页骤还包括调制所述工作流体进料向所述补充制冷回路的所述供应以调节所述压缩机区段的所述入口压力。8.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：调节所