[发明专利]利用分离空气的三塔系统和粗氩塔制备氩的方法及装置

权利要求书

1、一种用三塔空气分离系统制备氩气的方法，该三塔系统具有高压塔(11)、低压塔(13)和中压塔(12)，在该方法中：

(a)第一原料空气流(10、64、564)被导入高压塔(11)中，在该高压塔中分离出第一富氧液体和第一氮-塔顶气；

(b)从高压塔(11)流出的第一富氧馏分(23、24、26)被导入中压塔(12)中，在该中压塔中分离出第二富氧液体和第二氮-塔顶气；

(c)从中压塔(12)流出的第二氮-塔顶气的至少一部分(36)，通过与冷却液(78、678、778)进行间接热交换(37)，而至少部分地被冷凝；

(d)从高压塔和/或中压塔(12)流出的第二富氧馏分(33、35)被导入低压塔(13)中，在该低压塔中分离出第三富氧液体和第三氮-塔顶气，

(e)从三塔系统中流出的含氩馏分(68)被导入粗氩塔(70)中，在该粗氩塔中分离出粗氩-塔顶馏分和富氧液体；

(f)粗氩-塔顶馏分(71)的至少一部分(73)被导入粗氩-冷凝器(29)中，在此与从中压塔(12)流出的第二富氧液体的至少一部分(27)进行间接热交换，而至少部分地被冷凝；

(g)第二富氧液体在粗氩-冷凝器(29)中进行间接热交换时，至少部分地被气化，在气化时所形成的富氧蒸气(32)被导回到中压塔(12)中；以及

(h)从粗氩塔(70)的上部区域流出的馏分(72)和/或在粗氩-冷凝器下游的粗氩-塔顶馏分的一部分，作为制得的粗氩产品。

2、根据权利要求1的方法，其中，所述的粗氩-冷凝器为降膜蒸发器，从中压塔(12)流出的第二富氧液体在该粗氩-冷凝器中只是部分地被气化，这样所形成的二相混合物(30)被导入相分离装置(31)中，在该装置中富氧蒸气(32)和液体成分(33)被互相分离，分离出的液体成分(33)被导入(34、35)低压塔(13)中。

3、根据权利要求1或2之一的方法，其中，第二原料空气流(62、75、76、676)被液化，接着作为用于冷凝从中压塔(12)流出的第二氮-塔顶气(36)的冷却液(78)。

4、根据权利要求3的方法，其中，第二原料空气流(676)在其被用作冷却液(678)的上游处被有效地减压(677)。

5、根据权利要求1-4之一的方法，其中，从高压塔流出的液体，特别是高压塔(11)中间位置的液体(575、576、775、776)被用作冷凝从中压塔(12)流出的第二氮-塔顶气(36)的冷却液。

6、根据权利要求1-5之一的方法，其中，中压塔(12)在第一富氧馏分(26)的注入口的上方至少7个理想塔板的范围内具有传质单元。

7、根据权利要求1-6之一的方法，其中，中压塔(12)在第一富氧馏分(26)的注入口下面没有传质单元，或没有在1至5个理想塔板范围内的传质单元。

8、根据权利要求1-7之一的方法，其中，具有与第一富氧馏分(26)组成不同的添加馏分(786、788)是从高压塔(11)中取出(775，776)而注入中压塔(12)中。

9、一种用三塔空气分离系统制备氩气的装置，该三塔系统具有高压塔(11)、低压塔(13)和中压塔(12)，包括：

(a)将第一原料空气流导入高压塔(11)的第一原料空气-管道(10、64、564)；

(b)将从高压塔(11)流出的第一富氧馏分导入中压塔(12)的第一粗氧-管道(23、24、26)；

(c)将从高压塔和/或中压塔(12)流出的第二富氧馏分导入低压塔(13)的第二粗氧-管道(33、35)；

(d)将从三塔系统流出的含氩馏分(68)导入粗氩塔(70)的氩流通-管道(68)；

(e)将至少一部分(73)从粗氩塔(70)流出的粗氩-塔顶馏分(71)予以至少部分冷凝的粗氩-冷凝器(29)，所述冷凝是通过与从中压塔(12)流出的富氧液体(27)进行间接热交换而实现的；

(f)将从粗氩-冷凝器(29)中流出的富氧蒸气(32)回流导入中压塔(12)的蒸气回流管道(32)；以及

(g)粗氩-产品管道(73)，该管道与粗氩塔(70)的上部区域和/或粗氩-冷凝器(29)相联接。