[发明专利]一种使用中压精馏塔降低空分能耗方法及装置

权利要求书

1.一种使用中压精馏塔降低空分能耗方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：

a) 来自大气的原料空气做为原料气体，经过空气透平压缩机增压，得到高温气体；高温气体经预冷纯化系统冷却吸附后，得到低压空气；

b）低压空气分为两部分，一部分进入冷箱内的主换热器，被返流气体冷却至饱和温度后进入低压精馏塔参与精馏；

c）另一部分低压空气则进入空气增压透平压缩机增压，增压后的空气分为三股，一股增压空气从增压透平压缩机一级叶轮后抽取，冷却后送入精馏系统的主换热器，冷却至接近液化点温度后，直接送入中压精馏塔；

d）一股增压空气从增压透平压缩机中部或末级抽出并冷却后，去中压膨胀机增压端继续增压冷却后送入精馏系统的主换热器或直接送入精馏系统的主换热器，从主换热器中部抽出，送入增压透平膨胀机的膨胀端去膨胀制冷，膨胀后的空气送入低压精馏塔或中压精馏塔参与精馏；

e）另一股增压空气从增压透平压缩机末级抽出并冷却后，去中压膨胀机膨胀端继续增压冷却后送入精馏系统的主换热器或直接送入精馏系统的主换热器，冷却至接近液化点温度后，送入液体膨胀机去膨胀或经高压夜空节流阀节流制冷，膨胀或节流后的液空一部分送入低压精馏塔参与精馏，一部分送入中压精馏塔冷凝蒸发器蒸发侧作为冷源；

f）经低压精馏塔精馏后，在低压精馏塔顶部获得低压液氮和低压氮气，在低压精馏塔底部获得富氧液空，在低压精馏塔中上部获得的低压污液氮；富氧液空、污液氮和液氮进入过冷器，与反流的氮气、污氮气换热后，节流至接近常压，分别送入常压精馏塔中部，上部和顶部；低压氮气直接进入主换热器，与正流低压空气进行热交换，复热到常温后送出冷箱，得到低压氮气产品；过冷后的低压液氮抽取一部分作为产品液氮；

g）经常压精馏塔精馏后，在常压精馏塔底部获得液氧，液氧分为两部分，一部分通过液氧泵增压后直接进入主换热器，与正流高压空气进行热交换，复热到常温后送出冷箱，得到高压产品氧气；一部分经过冷器过冷后送入贮槽作为液氧产品；

在常压精馏塔顶部获得常压氮气，经过冷器与主换热器复热至常温后送出冷箱，作为常压氮气产品；

在常压精馏塔上部获得污氮气，经过冷器与主换热器复热至常温后送出冷箱，去预冷纯化系统；

h）经中压精馏塔精馏后，在中压精馏塔顶部获得中压液氮，通过液氮泵增压后直接进入主换热器，与正流高压空气进行热交换，复热到常温后送出冷箱，得到高压产品氮气；在中压精馏塔顶部获得中压氮气，直接送入主换热器，与正流高压空气进行热交换，复热到常温后送出冷箱，得到中压产品氮气。

2.根据权利要求1所述的使用中压精馏塔降低空分能耗方法，其特征在于：精馏系统中的低压精馏塔与常压精馏塔通过一台低压冷凝蒸发器耦合以实现二者的热量交换，从而保持二者精馏过程的稳定进行，低压冷凝蒸发器的冷源来自于常压精馏塔底部的液氧；

中压精馏塔顶部设置一台中压冷凝蒸发器，其冷源来自于节流后的中压精馏塔底部的中压富氧液空和高压液空膨胀或节流后的低压液空；

中压冷凝蒸发器中蒸发后的低压富氧空气去低压精馏塔底部参与精馏。

3.根据权利要求1和2所述的使用中压精馏塔降低空分能耗方法，其特征在于：中压精馏塔的顶部生产的中压液氮通过液氮泵增压后直接进入主换热器，与正流高压空气进行热交换，复热到常温后送出冷箱，得到高压产品氮气，该股液氮也可以节流后进入低压精馏塔参与精馏；

低压精馏塔的顶部生产的低压液氮可通过液氮泵增压后直接进入主换热器，与正流高压空气进行热交换，复热到常温后送出冷箱，得到高压产品氮气，也可以经液氮泵增压后进入中压精馏塔参与精馏。

4.一种用于权利要求1或2或3所述使用中压精馏塔降低空分能耗方法的装置，其特征在于：所述的装置包括：一用于于获得压缩空气的原料空气压缩系统，该系统包括1台空气透平压缩机，1台空气透平增压机；

一用于原料空气冷却与吸附的预冷纯化系统，该系统包括1台水冷塔，1台空冷塔，2台分子筛及1台污氮气加热装置；一用于整个低温精馏装置冷量制取的膨胀制冷系统，该系统至少包括1台中压增压透平膨胀机；一用于获得产品气体的低温精馏系统，该系统包括1套低温换热器，1台中压精馏塔，1台低压精馏塔，1台常压精馏塔与1套低温流程泵；一用于实现整个装置运行的自动控制系统，包括1套DCS系统，1套阀门，1套测量仪表和1套组分在线分析仪表。