[发明专利]一种提取中压氧气的液体空分的装置及其方法

说明书

本发明公开的是一种提取中压氧气的液体空分的装置及其方法，空气压缩系统、预冷系统连接有纯化系统，纯化系统连出并形成有直流通道、增压通道、仪表供气通道，增压通道依次连有增压系统和换热系统，直流通道直接与换热系统相连，换热系统经由若干条管路连有精馏系统，还包括自动化控制系统，预冷系统、纯化系统、换热系统、精馏系统均与自动化控制系统连接，通过低温精馏法提纯空气中的氧，采用氧内压缩，并带大量液体产品，既有中压氧产品又有大量的液体产品，仅利用一台低温膨胀机来提供空分所需要的冷量，并保证产品的输出，流程中增压机压力与膨胀机流量的合理匹配，使得板式换热器能够更好的回收冷量，节省能耗，高压空气利用了膨胀机增压端继续增压，降低了增压机的末端排压，降低了增压机的制作难度。

技术领域

本发明涉及一种提取中压氧气的液体空分的装置及其方法，属于空气精馏领域。

背景技术

空气分离设备是钢铁冶金、煤化工、氨合成等行业不可或缺的配套设备。空分不仅仅主要提供企业所需要的压力氧气，也提供一部分液体产品。压力氧气满足企业下游产品的正常输出，液体产品一方面用于考虑后备系统的应急，一方面可以作为产品出售带来经济收益。近些年来随着气体行业的发展，液体产品收益也显得可观。增加液体产品产量，在提高经济效益，降低整体运行成本上呈现出优势。越来越多的气体投资空分中，考虑增大液体产品来增强竞争优势，故寻求一种适合压力氧空分中带大流量液体产品的流程显得尤为重要。而目前的提取中压氧气的液体空分存在以下缺点：1、能耗高、成本高、利用率低；2、需要多台膨胀机；3、流程复杂、操作困难。

发明内容

为了解决上述现有技术问题，本发明采用新型的流程形式，流程的合理选择使得仅需单台膨胀机，就在获取压力氧气的同时获取了大量的液体产品；同时流程中压力的合理选择，使得换热器尽可能的回收了冷量，从而节省了制氧装置的能耗，并且高压空气利用膨胀机增压端继续加压，降低了增压机末端的排气压力，降低了增压机的制造难度及制造成本。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种提取中压氧气的液体空分的装置，包括相互连通的空气压缩系统、预冷系统、纯化系统，所述纯化系统连出并形成有直流通道、增压通道、仪表供气通道，所述增压通道依次连有增压系统和换热系统，所述直流通道直接与换热系统相连，所述换热系统经由若干条管路连有精馏系统，还包括自动化控制系统，所述预冷系统、纯化系统、换热系统、精馏系统均与自动化控制系统连接。

作为一种改进，所述空气压缩系统包括依次连接的空气吸入过滤器、原料空气压缩机，所述预冷系统包括空气冷却塔、水冷却塔、预冷水泵WP，所述纯化系统包括两个台并联的分子筛纯化器，所述空气冷却塔与分子筛纯化器连接，所述增压系统包括空气增压压缩机，自空气增压压缩机末端连出形成有第一抽口，所述第一抽口连有增压透平膨胀机，所述增压透平膨胀机与换热系统连通，所述增压透平膨胀机增压端出口连出两路，一路连接有第一管路，另一路进入换热系统并延出形成第二管路，所述第一管路和第二管路均与精馏系统底部相连通，所述第一抽口和增压透平膨胀机间连有第一冷却器，所述自动化控制系统包括DCS系统、测量仪表、组分分析仪表、调节阀，其中两台分子筛纯化器间设置有若干个调节阀。

作为一种改进，所述精馏系统包括下塔、上塔，所述下塔、上塔之间连接有冷凝蒸发器，所述下塔的顶部设置有液氮出口，在上塔的底部设置有液氧出口。

作为一种改进，所述液氧出口连接有液氧通道，所述液氧通道延伸并经过换热系统后连接有氧气管网，所述液氧通道上设置有液氧泵，通过液氧泵压缩将液氧送入换热系统复热出冷箱。

作为一种改进，所述上塔中部连接有第一粗氩塔，所述第一粗氩塔依次连接有第二粗氩塔、纯氩塔，所述第一粗氩塔顶部与第二粗氩塔底部间设置有回流管道，所述回流管道上设置有液体泵，靠近第二粗氩塔的顶端设置有粗氩气出口，所述粗氩气出口与纯氩塔的中部连接，所述纯氩塔底部设置有精氩蒸发器、顶部设置有精氩冷凝器，所述精氩蒸发器通过管道与下塔顶部的液氮出口连通。