[发明专利]用于通过低温蒸馏来分离空气的方法和设备

权利要求书

1.一种在塔系统中通过低温蒸馏来分离空气的方法，该塔系统包括在第一压力下操作的第一塔(1)和在第二压力下操作的第二塔(2)，该第一压力基本上等于该第二压力，其中：

i)将经压缩、经净化和冷却的空气发送至该第一塔的中间点，从该第一塔的底部抽出富含氧的液体，和/或从该第一塔抽出富含氧的气体(45)，以及从该第一塔的顶部抽出富含氮的流(7)；

ii)从该第一塔的中间点向该第二塔的底部发送富含氩的流(47)，并从该第二塔的顶部抽出富含氩的流(51)；

iii)该富含氮的流(7，13，17)在压缩机(19)中被压缩，并且该经压缩的流用于加热该第一塔的底部再沸器(31)，从而产生至少部分冷凝的富含氮的流；

iv)将该富含氮的至少部分冷凝的流分成第一和第二部分(33，35)，在膨胀步骤之后将该第一部分发送至该第一塔的顶部，并在膨胀步骤之后将该第二部分发送至该第二塔的顶部冷凝器(37)，在该膨胀步骤中，该第二部分被至少部分地汽化以形成辅助流(39)，其特征在于

v)该辅助流在涡轮机(41)中膨胀，在该涡轮机中，该辅助流至少部分地液化，并且至少部分液化的流(43)被发送至该第一塔的顶部。

2.如权利要求1所述的方法，其中，该辅助流(43)在该涡轮机(41)的叶轮的出口处或者甚至在该涡轮机的叶轮中被部分地液化，例如以便在该叶轮的出口处或在该叶轮中，获得膨胀的辅助流，该膨胀的辅助流包含0.5％至10％之间、优选地2％至5％之间的液体。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，该辅助流(43)在该涡轮机(41)中直接膨胀，而无需事先加热。

4.如权利要求1、2或3中之一所述的方法，其中，该富含氮的流(17)在位于该压缩机(19)上游的热交换器(15)中被加热，该富含氮的压缩流在该热交换器中被冷却，然后至少部分地被发送至该底部再沸器(31)。

5.如权利要求4所述的方法，其中，该富含氮的压缩流的一部分(25)在第二涡轮机(27)中膨胀并返回至该热交换器。

6.如前述权利要求之一所述的方法，其中，该涡轮机(41)的入口温度和/或该第二涡轮机(27)的入口温度和/或该压缩机(19)的入口温度是低温。

7.如前述权利要求之一所述的方法，其中，该富含氩的液体流从该第二塔(2)的顶部发送至该第一塔(1)的顶部。

8.如前述权利要求之一所述的方法，其中，在操作中，没有吹扫流从该第二塔(2)的冷凝器(37)被抽出。

9.如前述权利要求之一所述的方法，其中，在这些膨胀步骤之后，该至少部分冷凝的富含氮的流的第一和第二部分(33，35)处于不同的压力和/或温度，该第二部分优选地与该第一部分相比处于更高的压力。