[发明专利]空气分离方法和装置

权利要求书

1.分离空气的方法，包括：

提供第一压缩和净化空气流，和具有比该第一压缩和净化空气流 更高压力的第二压缩和净化空气流；

在低压热交换器和高压热交换器中，通过与空气分离单元中产生 的返回流的间接热交换，分别冷却该第一压缩和净化空气流和第二压 缩和净化空气流，由此得到主进料空气流和液态或稠密相流体状态的 高压空气流；将该主进料空气流引入空气分离单元的高压塔中，使该 高压空气流膨胀并将至少部分该高压空气流引入空气分离单元的低压 塔和高压塔中的至少一个中；

该返回流包含引入高压热交换器并气化的至少部分由低压塔的液 氧塔底物构成的泵送液氧流，和分别为了热平衡目的引入高压热交换 器和低压热交换器的由低压塔排出的第一和第二补充废氮流；和

通过将第一补充废氮流通过比在第一补充废氮流中产生与低压热 交换器中的第二补充废氮流相等压降所需流通横截面积的更小的流通 横截面积，该高压和低压热交换器经构造使得该第一补充废氮流在该 高压热交换器中经过的压降比第二补充废氮流在该低压热交换器中的 更高。

2.权利要求1的方法，其中：

将空气流压缩、冷却和净化，在具有用于吸附空气流中较高沸点 杂质的吸附剂的净化单元中净化该空气流；

由经过压缩、冷却和净化之后的空气流的第一部分，形成第一压 缩和净化的空气流；

通过对经过压缩、冷却和净化之后的空气流的第二部分进行进一 步压缩和冷却，形成第二压缩和净化空气流；和

用通过低压热交换器的第二补充废氮流再生该净化单元中的吸附 剂。

3.权利要求2的方法，其中：

对经过压缩、冷却和净化之后的空气流的第三部分进行进一步压 缩和冷却，并在低压热交换器中部分冷却，然后在涡轮膨胀器中涡轮 膨胀，以产生制冷流；和

将该制冷流引入低压塔中。

4.权利要求2的方法，其中：

对经过压缩、冷却和净化之后的空气流的第三部分进行进一步压 缩和冷却，并在高压热交换器中部分冷却，然后在涡轮膨胀器中涡轮 膨胀，以产生制冷流；和

将该制冷流引入低压塔中。

5.权利要求1或权利要求2或权利要求3或权利要求4的方法， 其中：

通过与废氮流和由低压塔的塔顶物构成的富含氮的蒸汽流的间接 热交换，对由高压塔的液体塔底物构成的粗液氧流和由高压塔的液化 氮塔顶物构成的富含氮的液流过冷却；

将至少部分该粗液氧流和至少部分该富含氮的液流膨胀并引入低 压塔中；和

将该富含氮的蒸汽流作为返回流的一种引入低压热交换器中。

6.权利要求3的方法，其中：

在低压热交换器中，对由高压塔的液体塔底物构成的粗液氧流和 由高压塔的液化氮塔顶物构成的富含氮的液流过冷却；

将至少部分该粗液氧流和至少部分该富含氮的液流膨胀并引入低 压塔中；和

将由低压塔的塔顶物构成的富含氮的蒸汽流作为返回流的一种引 入低压热交换器中。

7.权利要求6的方法，其中：

该富含氮的液流是第一富含氮的液流；和

对由高压塔的液化氮塔顶物构成的第二富含氮的液流泵送并在高 压热交换器中气化。