[发明专利]空气增压返流膨胀内压缩空气分离的方法及其装置

权利要求书

1. 一种空气增压返流膨胀内压缩空气分离的装置，包括压缩机、主换热器和精馏塔，压缩机的出口连接有纯化装置，其特征是，所述的精馏塔包括上塔和下塔，所述的上塔底部设有冷凝蒸发器，所述的纯化装置连接有增压机，所述的增压机的出口连接有氧换热器，所述的氧换热器的出口与下塔的底部连接，所述的下塔底部进口与主换热器的出口连接，所述的下塔底部的出口连接有液空过冷器，所述的液空过冷器第一出口与上塔中部连接，所述的上塔底部第一出口和下塔顶部第一出口同时与主换热器连接，所述的上塔底部第二出口和下塔顶部第二出口同时与液空过冷器连接，所述的液空过冷器第二出口与上塔顶部连接，所述的上塔底部第三出口连接有液氧过冷器，所述的液氧过冷器第一出口连接有低温液体泵，所述的低温液体泵的出口管穿过氧换热器，所述的上塔顶部出口管同时穿过液空过冷器和液氧过冷器，再次穿过主换热器与污氮膨胀机连接，所述的污氮膨胀机出口管依次穿过液空过冷器、主换热器和复热器与膨胀机增压器连接。

2.根据权利要求1所述的空气增压返流膨胀内压缩空气分离的装置，其特征是，所述的增压机和氧换热器之间连接有预冷机。

3.根据权利要求2所述的空气增压返流膨胀内压缩空气分离的装置，其特征是，所述的预冷机为水冷却器。

4.根据权利要求1或2或3所述的空气增压返流膨胀内压缩空气分离的装置，其特征是，所述的液空过冷器的第二出口管上设有液氮出口。

5.根据权利要求1或2或3所述的空气增压返流膨胀内压缩空气分离的装置，其特征是，所述的液氧过冷器和低温液体泵的连接管上设有液氧出口。

6.根据权利要求1或2或3所述的空气增压返流膨胀内压缩空气分离的装置，其特征是，所述的氧换热器上设有压力氧出口。

7.根据权利要求1或2或3所述的空气增压返流膨胀内压缩空气分离的装置，其特征是，所述的主换热器上设有氮气出口。

8.根据权利要求1所述的空气增压返流膨胀内压缩空气分离的方法，其特征在于采用下述步骤：

a)经过压缩机压缩的空气，在预冷机中冷却并在纯化装置中除去水分、二氧化碳及乙炔等有害杂质后，一路空气经主换热器，与返流气体换热冷却到饱和温度及部分液化后，进入精馏塔下塔的底部，另一路空气经增压机增压及水冷却器冷却后进入氧换热器，与返流压力氧换热后冷却到接近饱和温度，经节流膨胀后进入精馏塔下塔的底部；

b) 两股原料空气经分离出液体后成为下塔的上升气流，在塔板上与下流液体充分接触进行热质交换，在下塔的底部得到富氧液空；

c)富氧液空被引出下塔后，经液空过冷器被上塔顶部抽出的返流污氮及膨胀后污氮过冷，再经节流膨胀进入上塔中部作为上塔精馏的回流液，在下塔的顶部得到氮气，少部分氮气可作产品引出，经复热后外供，大部分氮气在两塔之间的冷凝蒸发器与液氧换热被冷凝成液氮，其中一部分液氮成为下塔精馏的回流液，其余的液氮从冷凝蒸发器下部引出后，经液空过冷器被上塔顶部抽出的返流污氮及膨胀后污氮过冷，少部分液氮作为产品外供，大部分液氮经节流膨胀进入上塔顶部作上塔精馏的回流液；

d)经上塔顶部精馏的回流液在塔板上下流液体与上升气流充分接触进行热质交换，在上塔底部得到液氧，积在冷凝蒸发器里，引出一部分液氧经液氧过冷器后可作为产品外供和经低温液体泵升压后再在氧换热器复热后去使用点，大部分液氧在冷凝蒸发器内被氮气加热成氧气作为上塔的上升蒸汽，上塔顶部得到返流污氮，返流污氮被引出上塔后，去过冷器、主换热器冷段，经复热后去膨胀机产冷，膨胀后的污氮再经过冷器及主换热器复热后去工艺使用点。

9.根据权利要求8所述的空气增压返流膨胀内压缩空气分离的方法，其特征是，所述的下塔的操作压力为1.14Mpa以下，上塔的操作压力为0.32Mpa以下。