[发明专利]一种适于改装的空气分离装置及改装该空气分离装置的方法

说明书

本发明公开了一种适于改装的空气分离装置及改装该空气分离装置的方法，所述装置适于将进料空气量为X改装成适用于进料空气量为Y；所述进料空气量Y进料空气量X，且所述空气分离装置至少包含进入空气预冷纯化单元的管道、进入空气增压机的管道、进入精馏塔的管道、富氧液体进入第一液氧泵的管道、从精馏塔输出污气氮的管道和分别设置在所述5条管道或空气增压机中抽上的第一/第二/第三/第四/第五接入点(19,20,21,22,23)。

技术领域

本发明属于空气低温精馏领域，涉及一种适于改装的空气分离装置及改装该空气分离装置的方法，该方法既能提高空气分离装置的产量而又不用改变现有空气分离装置的基础配置。

背景技术

空气可以在空气分离装置中分离为氧和氮产品，其中通过空气低温精馏获得富氧产品和富氮产品，以及也可能有氩产品。空气低温精馏的核心是利用空气中各组分沸点的差异，在精馏塔中来实现气体混合物的分离，其基本原理是利用膨胀机绝热膨胀制冷和焦耳-汤姆逊节流制冷效应，把一定压力的工艺空气通过膨胀和节流，产生更低的温度，通过换热回收冷量，可将空气中各组分分离开来得到气体和液体产品。低温精馏设备的常规或主制冷源通常由基于涡轮膨胀机的制冷系统供应，该系统可以使部分进料空气流或废物流膨胀，以形成制冷流，然后将该制冷流引入主换热器或低温空气分离设备的精馏塔中。整个系统的冷量大部分由膨胀机绝热膨胀来保证。

CN108474616b提供了一种补充或辅助制冷系统，此类附加补充液体制造功能与原空分装置的主制冷源集成一体，以制备更多的液态产物。此类附加补充液体制造具有高效性和操作灵活性，可以是便携式的，并且优化地撬装的。对同时需要气体和大液体量的空分装置的用户来说，降低装置的能耗和提高提取率，可以有效满足生产需要时降低生产成本，有利于节能减排和生态环境保护。

在实际应用中，根据用户需要有时候需要改造现有空分装置，以提供比现有空分装置更多产量的产品。在以往的空分改造项目中，通常需要改变现有空分装置的大部分组件，其中包括空气压缩机、空气增压机、主换热器、精馏塔，甚至空气膨胀机和管道尺寸，这样的改造幅度较大，期间需要停工停产，而且经济性极差。

有些情况下，用户设计第一阶段空分装置时即可预期第二阶段需要增加的空气处理量，这样的改装一般是可预期的，有鉴于此，如何设计一种适于改装的空气分离装置及改装该空气分离装置的方法，以消除现有技术中的上述缺陷和不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容

为了实现上述发明目的，本发明公开了一种适于改装的空气分离装置，所述装置至少包含适用于进料空气量为X的一主空气压缩机、一主换热器、空气增压机、第一空气膨胀机、液体膨胀机及第一液氧泵，该第一空气膨胀机具有增压端和膨胀端，适用于进料空气量为Y的一空气预冷纯化单元及精馏塔，该精馏塔具有以热交换关系相关联的一塔和二塔，以及连接各组成部件的管道，所述进料空气量Y进料空气量X，且所述连接各组成部件的管道至少包含进入空气预冷纯化单元的管道、进入空气增压机的管道、进入精馏塔的管道、富氧液体进入第一液氧泵的管道、从精馏塔输出污气氮的管道和分别设置在所述5条管道上的第一/第二/第三/第四/第五接入点；所述装置还包含适用于进料空气量为(Y-X)的附加设备，其至少包含一适用于进料空气量为(Y-X)的附加空气压缩机，一附加空气膨胀机，一附加换热器和第二液氧泵，该附加空气膨胀机具有增压端和膨胀端。

更进一步地，所述装置还包含附加空气增压机。

更进一步地，依次连接附加空气压缩机和附加空气膨胀机的增压端，将附加空气膨胀机的增压端的出口端与第一接入点相连；第二接入点依次连接附加空气增压机、附加换热器和附加空气膨胀机的膨胀端，然后附加空气膨胀机的膨胀端的出口端与第三接入点相连；第四接入点与第二液氧泵的入口端相连，第二液氧泵的出口端与附加换热器相连；第五接入点与附加换热器的入口端相连。