[发明专利]利用LNG冷能的全液体空气分离装置

权利要求书

1.一种利用LNG冷能的全液体空气分离装置，包括依次连接的空气压缩预冷系统、空气净化系统、空气分离系统和回收LNG冷能的氮气循环系统，其特征在于，所述LNG的压力≥8.0Mpa，所述回收LNG冷能的氮气循环系统包括氮压机、绕管式换热器和气液分离器，出自空气分离系统的气氮进入绕管换热器与LNG换热，并经氮压机压缩增压，冷凝成液氮，出绕管换热器的液氮经气液分离器分离成气氮和液氮，出气液分离器的液氮分成两路，一路送入空气分离系统，作为下塔的回流液参与下塔的精馏，并将冷量带入空气分离系统；另一路作为液氮产品送出；出气液分离器的气氮进入绕管式换热器复热到氮压机的入口温度进入氮压机循环。

2.根据权利要求1所述的利用LNG冷能的全液体空气分离装置，其特征在于，所述氮压机包括至少两台低温氮压机，气氮在绕管式换热器内与LNG一次换热后进入第一台低温氮压机压缩增压，增压后的气氮再进入绕管式换热器内与LNG再次换热后进入下一台低温氮压机压缩增压，重复循环，气氮分阶段冷却和增压，直至冷凝成液氮。

3.根据权利要求1或2所述的利用LNG冷能的全液体空气分离装置，其特征在于，该装置还包括冷媒换热器，出绕管式换热器的LNG在冷媒换热器中与冷媒进行热交换，出冷媒换热器的冷媒为空气压缩预冷系统提供冷能。

4.根据权利要求1所述的利用LNG冷能的全液体空气分离装置，其特征在于，所述回收LNG冷能的氮气循环系统被置于一独立的冷箱Ⅱ内。

5.根据权利要求1所述的利用LNG冷能的全液体空气分离装置，其特征在于，所述空气分离系统包括精馏塔、制氩系统、主换热器和过冷器，所述精馏塔包括下塔、上塔和两塔之间的冷凝蒸发器；

净化后的原料空气在主换热器内与来自精馏塔的返流气换热被降温至饱和温度后进下塔精馏，下塔顶部获得气氮，下塔底部获得富氧液空；下塔顶部的气氮分两路，一路经主换热器复热后作为进入回收LNG冷能的氮气循环系统回收LNG的冷能后冷凝成液氮回下塔顶部，另一路去冷凝蒸发器，被来自上塔底部的液氧冷凝为液氮，出冷凝蒸发器的液氮一部分去上塔参加精馏，另一部分回下塔顶部做回流液与进入下塔的饱和空气进行热质交换；

下塔底部的富氧液空进上塔参加精馏；

上塔中的富氧液空和液氮与出自冷凝蒸发器的气氧进行热质交换，在底部获得液氧，在中部获得氩馏分，顶部获得气氮，上塔底部的液氧一部分进冷凝蒸发器与气氮进行热交换，另一部分作为液氧产品送出；上塔中部的氩馏分进入制氩系统精馏制取液氩产品；上塔顶部的气氮经过冷器冷却后进主换热器复热后进空气净化系统与原料空气汇合。

6.根据权利要求1或5所述的利用LNG冷能的全液体空气分离装置，其特征在于，所述空气分离系统被置于一独立的冷箱Ⅰ内。

7.根据权利要求3所述的利用LNG冷能的全液体空气分离装置，其特征在于，所述空气压缩预冷系统包括空压机及其中间冷却器和末级换热器，空气经空压机压缩增压，并以冷媒作为传热介质通过中间冷却器和末级冷却器冷却后，进入空气净化系统。