[发明专利]液态和气态氮物流、富氦气流，和脱氮的碳氢化合物物流的生产方法和相关的设备

权利要求书

1.从包含碳氢化合物、氦气和氮气的装料流开始生产液态氮物流(18)、气态氮物流(16)、富氦气流(20)和脱氮的碳氢化合物物流(14)的生产方法，所述方法包括以下步骤：

-膨胀所述装料流(12)，用于形成一膨胀的装料流(70)；

-将所述膨胀的装料流(70)分成第一引入物流(72)和第二引入物流(74)；

-所述第一引入物流(72)在一上游热交换器(28)内通过与一制冷气流(130)的热交换进行冷却，该制冷气流通过在一制冷循环(30)中动态膨胀地获得，用于获得被冷却的第一引入物流(76)；

-所述第二引入物流(74)经过第一下游热交换器(52)进行冷却，用于形成被冷却的第二引入物流(80)；

-将所述被冷却的第一引入物流(76)和所述被冷却的第二引入物流(80)引入进一分馏塔(50)中，所述分馏塔包括多个理论分馏级；

-提取至少一个重沸物流(84)和使所述重沸物流(84)在所述第一下游热交换器(52)中流通，用于冷却所述第二引入物流(74)；

-在所述分馏塔(50)底部提取一底部物流(86)，用于形成所述脱氮的碳氢化合物物流(14)；

-在所述分馏塔(50)顶部提取一富氮的顶部物流(90)；

-经过至少一个第二下游热交换器(54，56)对所述富氮的顶部物流(90)进行加热，用于形成一被加热的富氮物流(92)；

-提取和膨胀所述被加热的富氮物流(92)的第一部分(94)，用于形成气态氮物流(16)；

-压缩所述被加热的富氮物流(92)的第二部分(96)，用于形成一压缩的再循环的氮物流(100)，并且，所述压缩的再循环的氮物流(100)按经过所述第一下游交换器(52)和经过所述的或每个的第二下游交换器(54，56)流动的方式进行冷却；

-液化和局部膨胀所述再循环的氮物流(100)，用于形成一膨胀的富氮物流(106)；

-在第一分离球(60)中引入来自所述膨胀的富氮物流(106)的至少一部分(106；146)；

-回收来自所述第一分离球(60)的顶部气流，用于形成富氦物流(20)；

-回收来自所述第一分离球(60)底部的液流(110)，并将该液流(110)分成一液态氮物流(18)和第一回流物流(114)；

-在所述分馏塔(50)顶部中按回流方式引入所述第一回流物流(114)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，全部的所述膨胀的富氮物流(106)在膨胀后直接地被引入进所述第一分离球(60)中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述膨胀的富氮物流(106)被引入进布置在所述第一分离球(60)上游的第二分离球(142)中，来自所述第二分离球(142)的顶部物流(144)被引入进所述第一分离球(60)中，所述第二分离球(142)的至少一部分底部物流(148)按回流方式被引入进所述分馏塔(50)的顶部中。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二分离球的底部物流(148)被分成引入进所述分馏塔(50)中的第二回流物流(150)和一冷却补给物流(152)，冷却补给物流(152)在经过所述第二下游热交换器(54)前与所述富氮的顶部物流(90)相混合。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分馏塔(50)的操作压力小于5巴，有利地小于3巴。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述制冷循环(30)是反向的布雷顿制冷循环类型的一封闭循环，所述方法包括以下步骤：

-在一循环热交换器(32)中加热所述制冷气流(130)，直到基本等于周围环境温度的一温度；

-压缩所述被加热的制冷气流(132)，用于形成一压缩的制冷气流(134)，并在所述循环热交换器(32)中按与来自所述第一上游热交换器(28)的被加热的制冷气流(132)热交换的方式进行冷却，用于形成一被冷却的压缩制冷气流(136)；

-动态膨胀所述被冷却的压缩制冷气流(136)，用于形成所述制冷气流(130)，并将所述制冷气流(130)引入进所述第一上游热交换器(28)中。