[发明专利]一种采用预冷系统生产超纯氧和液氮的生产装置以及生产工艺

权利要求书

1.一种采用预冷系统生产超纯氧和液氮的生产装置，其特征在于：该生产装置包括超纯氧生产系统，

所述超纯氧生产系统包括氧气原料储罐(1)，氧气原料储罐(1)通过原料换热单元和热耦合精馏塔与超纯氧储罐(9)相连；

液氮制备系统以及冷量供给系统分别为原料换热单元提供冷量；

液氮制备系统分别为热耦合精馏塔以及热耦合精馏塔顶的顶部冷凝器(6)提供冷量。

2.根据权利要求1所述的采用预冷系统生产超纯氧和液氮的生产装置，其特征在于：热耦合精馏塔包括下塔精馏塔(4)以及设置在下塔精馏塔(4)顶部的上塔精馏塔(5)；

原料换热单元的出口与下塔精馏塔(4)中的下塔精馏塔第一原料液进口(27)相连，下塔精馏塔(4)塔顶的气相出口通过第二三通(47)分别与上塔再沸器(8)和上塔精馏塔(5)的上塔精馏塔第一原料气进口(34)相连，上塔精馏塔(5)底部的上塔精馏塔液相出口(31)与超纯氧储罐(9)相连。

3.根据权利要求2所述的采用预冷系统生产超纯氧和液氮的生产装置，其特征在于：所述第二三通(47)和上塔再沸器(8)之间设有第五调节阀(18)，第二三通(47)和上塔精馏塔(5)的上塔精馏塔原料气进口(34)之间设有第六调节阀(19)。

4.根据权利要求2所述的采用预冷系统生产超纯氧和液氮的生产装置，其特征在于：下塔精馏塔(4)底部的液相出口通过第九调节阀(26)与液氧常压储槽(16)相连；

上塔再沸器(8)出口与下塔精馏塔(4)上部的下塔精馏塔第二原料液进口(32)相连；

上塔精馏塔(5)顶部的气相出口通过顶部冷凝器(6)的管程以及第十调节阀(20)与上塔精馏塔(5)的上塔精馏塔原料液进口(29)相连；

上塔精馏塔(5)底部的液相出口和超纯氧储罐(9)之间设有第七调节阀(21)，超纯氧储罐(9)的出口通过充装泵(10)与充装排(11)相连；

顶部冷凝器(6)的管程和第十调节阀(20)之间设有第三三通(50)，上塔再沸器(8)出口和下塔精馏塔第二原料液进口(32)之间设有第四三通(51)，第三三通(50)的第三端和第四三通(51)的第三端之间设有近路管道(52)。

5.根据权利要求1或2所述的采用预冷系统生产超纯氧和液氮的生产装置，其特征在于：原料换热单元包括预冷器(2)以及主换热器(3)，氧气原料储罐(1)通过预冷器(2)的预冷器第一原料气进口(28)、预冷器第一原料气出口(42)、主换热器(3)的主换热器第一原料气进口(43)、主换热器第一原料气出口(44)和第八调节阀(46)与下塔精馏塔第一原料液进口(27)相连。

6.根据权利要求1所述的采用预冷系统生产超纯氧和液氮的生产装置，其特征在于：液氮制备系统包括氮气压缩机(14)，氮气压缩机(14)的出口通过四通(38)依次与预冷器(2)的预冷器第二原料气进口(40)、预冷器第二原料气出口(30)、主换热器(3)的主换热器第二原料气进口(41)、主换热器第二原料气出口(33)及第二调节阀(25)和液氮常压储槽(17)相连。

7.根据权利要求6所述的采用预冷系统生产超纯氧和液氮的生产装置，其特征在于：所述四通(38)的第三端依次通过第一调节阀(22)、下塔再沸器(7)、第四调节阀(23)、顶部冷凝器(6)的壳程、预冷器(2)的预冷器第三原料气进口(36)、预冷器第三原料气出口(42)和第一三通(37)与氮气压缩机(14)的进口相连，第一三通(37)与氮气压缩机(14)的进口之间设有带氮气原料储罐(45)的进气管道。

8.根据权利要求6所述的采用预冷系统生产超纯氧和液氮的生产装置，其特征在于：所述四通(38)的第四端依次通过氮气膨胀压缩机(15)、主换热器(3)的主换热器原料进口(39)和主换热器原料出口(49)与第一三通(37)的第三端相连。