[发明专利]空气分离方法和设备

权利要求书

1.  一种分离空气来产生氧产品的方法，所述方法包括：

　　在具有以热传递关系与彼此运行地关联的较高压力塔和较低压力塔的低温精馏过程中分离所述空气，来产生用于所述较高压力塔和所述较低压力塔的富氮回流，且从所述较低压力塔的富氧液体塔底产物来产生所述氧产品；

　　进行所述低温精馏过程，使得由在所述较高压力塔中产生的粗液态氧塔底产物形成的粗液态氧流部分地气化，防止使在所述较低压力塔中产生的氩富集蒸气至少部分地冷凝，具有比所述粗液态氧流的氧含量更大的氧含量的附加的富氮回流和氧富集流两者都由两相流形成，所述两相流至少部分地在所述粗液态氧流部分气化之后从所述粗液态氧流产生，且所述氧富集流和所述附加的富氮回流的至少一部分输送入所述较低压力塔中；

　　所述氩富集蒸气在所述氩富集蒸气具有0.1摩尔百分数至5.0摩尔百分数之间的氮浓度的所述较低压力塔的位置处至少部分地冷凝，且所得冷凝物与所述较低压力塔的下降液体组合，由此使所述较低压力塔的最低区段中的液体蒸气比增大；并且

　　另一个氧富集流和所述附加的富氮液体流的至少一部分在所述较低压力塔的连续较高位置处且在所述氩富集蒸气至少部分地冷凝处的所述较低压力塔的位置上方输送。

2.  根据权利要求1所述的方法，其中，所述氧产品通过以下步骤来由所述较低压力塔的富氧液体塔底产物产生：

　　泵送从所述较低压力塔取出且由所述富氧液体塔底产物构成的富氧塔底产物流的至少一部分来产生加压的液态氧流；

　　经过与高压过程流的间接交换来对所述加压液态氧流的至少一部分加温，使得所述高压过程流的至少一部分被液化且所述氧产品在已经加温之后从所述加压液态氧流形成；并且

　　将所述高压流的所述至少一部分在液化之后引入所述较高压力塔和所述较低压力塔中的至少一个中。

3.  根据权利要求2所述的方法，其中：

　　所述粗液态氧流阀膨胀且部分地气化，且随后经过与所述氩富集蒸气间接热交换；

　　所述附加的富氮回流和所述氧富集流通过使液相和气相从所述两相流脱离以形成气相流和液相流而形成，使所述液相流阀膨胀，且经过与所述气相流间接热交换来使所述液相流部分地气化，由此使所述气相流冷凝来在所述液相流已经部分被气化之后从所述液相流形成所述附加的富氮回流和所述氧富集流；

　　所述富氮回流的所述至少一部分阀膨胀且至少部分地引入所述较低压力塔中；并且

所述氧富集流被引入所述较低压力塔中。

4.  根据权利要求2所述的方法，其中：

　　所述粗液态氧流阀膨胀，部分地气化，且随后经过与所述氩蒸气流间接热交换；

　　所述高压过程流为在液化之后形成液态空气流的高压空气流；

　　所述液态空气流的至少一部分被分成第一附属液态空气流和第二附属液态空气流；

　　所述第一附属液态空气流阀膨胀且被引入所述较低压力塔中；

　　所述附加的富氮回流和所述氧富集流通过以下步骤形成：

　　　　使液相和气相与所述两相流脱离来形成气相流和液相流；

　　　　将所述气相流引入辅助塔的底部区中且将所述第二附属液态空气流引入所述辅助塔的中间位置中，以在所述辅助塔内形成含氧的塔底产物液体和附加的富氧蒸气塔顶产物；

　　　　通过使所述液相流与由所述含氧的底产物液体形成的含氧的塔底产物液体流组合来形成组合的氧富集流；

　　　　通过在其所述阀膨胀之后与所述组合的液体流的间接热交换来冷凝由所述附加的富氮蒸气塔顶产物形成的附加的富氮蒸气塔顶产物流，由此使所述组合的液体流部分地气化且形成所述氧富集流和所述附加的富氮回流，且还在已经冷凝之后从所述富氮蒸气塔顶产物流形成辅助塔顶回流；并且

　　　　利用所述辅助塔回流来使所述辅助塔回流；并且

　　所述附属富氮回流的所述至少一部分阀膨胀且引入所述较低压力塔中。

5.  根据权利要求3所述的方法，其中，所述高压过程流为高压空气流，所述高压空气流在液化之后形成液态空气流。