[发明专利]利用LNG冷能生产液氧、液氮和液氩的空分系统及方法

权利要求书

1.利用LNG冷能生产液氧、液氮和液氩的空分系统，其特征在于，包括：

LNG冷箱单元（1）、主换热器冷箱单元（2）、主塔冷箱单元（3）、低压氮压机（NC01）和循环氮压机（NC02）；

所述LNG冷箱单元（1）通过循环液氮管道与所述主塔冷箱单元（3）连接；

所述主塔冷箱单元（3）通过低压纯化空气管道、循环氮气管道、低压氮气管道和污氮气管道与所述主换热器冷箱单元（2）连接；

所述主换热器冷箱单元（2）通过循环氮气管道、低压氮气管道与所述LNG冷箱单元（1）连接；

所述低压氮压机（NC01）通过所述低压氮气管道和压力氮气管道分别与所述LNG冷箱单元（1）和主换热器冷箱单元（2）连接；

所述循环氮压机（NC02）通过所述循环氮气管道与所述LNG冷箱单元（1）连接；

其中，所述主塔冷箱单元（3）包括液氮气液分离器（V01）、液氮-氮换热器（E04）、主蒸发器（K01）、主塔（C02）、主冷凝器（K02）、过冷器（E05）和氩提取部（31）；

所述液氮气液分离器（V01）经循环液氮管道分别与所述LNG冷箱单元（1）和过冷器（E05）连接，并经循环氮气管道与所述主换热器冷箱单元（2）连接；

所述液氮-氮换热器（E04）分别经所述循环液氮管道和循环氮气管道与所述液氮气液分离器（V01）和主换热器冷箱单元（2）连接，并经压力氮气管道与所述主换热器冷箱单元（2）和过冷器（E05）连接；

所述主蒸发器（K01）与所述主塔（C02）底部连接，经所述压力氮气管道与主换热器冷箱单元（2）连接，并经压力液氮管道与所述过冷器（E05）连接；

所述主塔（C02）经低压纯化空气管道与所述过冷器（E05）和主换热器冷箱单元（2）连接，并经管道与所述氩提取部（31）连接；

所述主冷凝器（K02）与所述主塔（C02）顶部连接，经所述压力液氮管道和低压氮气管道与所述过冷器（E05）连接；

所述过冷器（E05），通过所述低压氮气管道、污氮气管道与所述主塔（C02）和主换热器冷箱单元（2）连接，并经所述压力液氮管道与所述液氮-氮换热器（E04）连接。

2.根据权利要求1所述的利用LNG冷能生产液氧、液氮和液氩的空分系统，其特征在于，所述氩提取部（31）包括第一粗氩塔（C71）、第二粗氩塔（C72）、粗氩冷凝器（K71）、循环氩泵（P71A/B）、纯氩塔（C73）、纯氩冷凝器（K72)和纯氩蒸发器（K73）：

所述第一粗氩塔（C71）分别经管道与所述主塔（C02）和第二粗氩塔（C72）连接；

所述粗氩冷凝器（K71）设置于所述第二粗氩塔（C72）顶部，经所述压力液氮管道与所述过冷器（E05）连接，并经管道与所述纯氩塔（C73）连接；

所述循环氩泵（P71A/B）设于所述第一粗氩塔（C71）和第二粗氩塔（C72）之间，其入口端经管道与所述第二粗氩塔（C72）下部连接，其出口端经管道与所述第一粗氩塔（C71）上部连接；

所述纯氩冷凝器（K72）设于所述纯氩塔（C73）的上部，其经所述压力液氮管道与过冷器（E05）连接；

所述纯氩蒸发器（K73）设于所述纯氩塔（C73）的下部，其经所述压力氮气管道与所述主换热器冷箱单元（2）和主冷凝器（K02）连接。

3.根据权利要求1或2所述的利用LNG冷能生产液氧、液氮和液氩的空分系统，其特征在于，所述LNG冷箱单元（1）包括LNG换热器（E01）和液氮过冷器（E02）：

所述LNG换热器（E01）经所述循环氮气管道与主换热器冷箱单元（2）和循环氮压机（NC02）连接，并经所述低压氮气管道与主换热器冷箱单元（2）和低压氮压机（NC01）连接；

所述氮气过冷器（E02）与所述LNG换热器（E01）相连，并经所述循环液氮管道与主塔冷箱单元（3）相连。