[发明专利]用于通过低温蒸馏分离空气的方法和设备

权利要求书

1.一种使用至少包括高压塔（“HP塔”）和低压塔（“LP塔”）的多塔蒸馏系统来低温分离空气的方法，所述方法包括：将冷却后的供料空气供给到所述高压塔，以分离成高压富氮塔顶蒸气和粗制液氧；将包含氮和氧的至少一股低压塔供料流供给到所述低压塔以分离成富氮塔顶蒸气和液氧；使来自或来源于所述高压塔的液体流回流到所述低压塔；将膨胀后的空气供给到辅助分离塔以分离成辅助塔富氮塔顶蒸气和富氧液体并将所述富氮塔顶蒸气作为产品流除去；将来自所述辅助塔的底部液体供给到所述低压塔的中间位置；以及使来自或来源于所述HP塔的富氮液体流回流到所述辅助塔。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述辅助塔中的蒸气流速，以使得所述低压塔上部区段的直径不大于所述多蒸馏塔系统的任何其它区段的直径。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述辅助分离塔中的蒸气流速大于所述LP塔上部区段中的蒸气流速的约50%。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，来自所述低压塔的液氧未被送至混合塔。

5.根据权利要求1所述的方法，包括中压塔，所述中压塔从所述高压塔接收粗制液氧并产生供给所述低压塔的包含氮和氧的所述至少一股低压塔供料流。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述低压塔提取液氧并使其在主热交换器中气化。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述低压塔提取的液氧的量增加，送至所述辅助塔的膨胀空气的量增加x%，送至所述高压塔的气态空气的量增加y%，y小于x且所述辅助塔的操作压力增大。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，y大致为零。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，空气膨胀至所述低压塔中，并且如果所提取的液氧的量增加，则膨胀至所述低压塔的空气量增加z%，z小于x。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括：从所述高压塔的顶部除去高压富氮塔顶蒸气；使所述高压富氮塔顶蒸气的至少一部分在位于所述低压塔底部中的再沸器/冷凝器中冷凝；并且将冷凝的氮的至少一部分作为回流供给到所述HP塔。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述再沸器/冷凝器中产生的冷凝的氮回流到所述辅助塔。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述辅助分离塔中的液体未由再沸器/冷凝器煮沸。

13.一种用于低温分离空气的设备，包括：用于将冷却后的供料空气分离成高压富氮塔顶蒸气和粗制液氧的高压塔；用于将包含氮和氧的至少一股低压塔供料流分离成低压富氮塔顶蒸气和液氧的低压塔；用于将来自或来源于所述高压塔的液体流作为回流供给到所述低压塔的导管装置；用于将空气分离成辅助塔富氮塔顶蒸气和富氧液体的辅助分离塔；用于将所述富氮塔顶蒸气作为产品除去的导管装置；用于使来自所述辅助塔的富氧液体膨胀并且将其供给到所述低压塔中的中间位置的导管装置；以及用于将来自或来源于所述HP塔的富氮液体流作为回流供给到所述辅助塔的导管装置。

14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述低压塔上部区段的直径不大于所述多蒸馏塔系统的任何其它区段的直径。

15.根据权利要求13所述的设备，还包括空气膨胀涡轮和用于将来自所述涡轮的排出流的至少一部分作为膨胀空气供给到所述辅助分离塔的导管装置。

16.根据权利要求13所述的设备，还包括：再沸器/冷凝器，其用于使所述高压富氮塔顶蒸气的至少一部分通过与所述低压塔的底部中的液氧进行间接热交换而冷凝；用于将来自所述高压塔顶部的高压富氮蒸气供给到所述再沸器/冷凝器的导管装置；以及用于将来自所述再沸器/冷凝器的冷凝氮的至少一部分作为回流供给到所述高压塔顶部的导管装置。

17.根据权利要求16所述的设备，还包括用于将来自所述高压塔的冷凝氮作为回流供给到所述辅助分离塔的导管装置。

18.根据权利要求13所述的设备，不包括混合塔。

19.根据权利要求13所述的设备，其中，所述辅助分离塔不具有再沸器/冷凝器。