[发明专利]加压生产气体氧的方法和装置

权利要求书

1.在包括热交换系统(2)和双塔式分馏塔(1)的装置中加压分馏空气生产气体氧的方法，而分馏塔中包括在中压下操作的一号塔(12)，即所谓中压塔，以及在低压下操作的二号塔(13)，即所谓低压塔，其中从低压塔底部排出的液体氧用泵(9，10)加压后与高压压缩空气进行热交换而气化，其特征在于：

全部待处理空气被压缩到明显高于中压的第一级高压P₁；

上述空气的第一部分被冷却到第一级中温T₁，在此温度下最初的一部分在第一级透平机(7)中膨胀，其余部分则被冷却和液化，并膨胀后引入中压塔(12)；

处于第一级高压P₁的其余空气被进一步压缩到第二级高压P₂后冷却到第二级中温T₂，在此温度下最初的一部分气流在第二级透平机(8)中膨胀，其余部分则被冷却和液化并膨胀后引入中压塔(12)；

必要时将透平机(7，8)中的一台的出口压力调节到压力P₃，P₃介乎上述第一级高压P₁和中压之间；

至少大部分分离出的氧以液体状态从低压塔(13)排出，用泵压缩到至少第一级气化压力，在此压力下借助空气在上述P₁、P₂和P₃之一高压下的冷凝而气化，也可在上述压力或几种压力下借助空气冷凝而气化。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于选择中温T₁和T₂，使其之一为约0℃和-60℃之间，另一温度约-80℃和-130℃之间。

3.按照权利要求1或2的方法，其特征在于供给热透平机(7，8)的空气流量约为被处理空气流量的约20—30％。

4.按照权利要求1-3中任一项的方法，其特征在于从低压塔(13)排出的另一部分液氧用泵压缩到至少第二级气化压力并在上述的一种或几种压力下在热交换系统(2)中气化。

5.按照权利要求1或2的方法，其特征在于从双塔式分馏塔(1)排出液氮，用泵(10，11)压缩到至少氮气化压力，并在上述的一种或几种压力下在热交换系统(2)中气化。

6.按照权利要求1或2的方法，其特征在于来自第一 或第二级透平机(7，8)的至少一部分空气在第三级透平机(30)中膨胀至低压，从第三级透平机而来的空气被引入低压塔(13)或引入从该塔上部抽出的尾气中。

7.根据权利要求6的方法，其特征在于上述所有来自第一或第二级透平机(7，8)的空气均在第三级透平机(30)中膨胀，该空气基本上处于中压并从中压塔(12)底部排出补充空气。

8.按照权利要求1或2的方法，其特征在于空气的进一步压缩采用至少两台串联鼓风机(4，5，32)并各与透平机(7，8，30)之一连接的方法来实现。

9.实施权利要求1-8中任一项的方法而加压生产气体氧的装置，其中包括双塔式空气分馏塔(1)，该塔又包括在低压下操作的塔，通常称为低压塔(13)，以及在中压下操作的塔，通常称为中压塔(12)，用于压缩来自低压塔(13)底部排出的液氧的泵(9，10)，将待分馏空气压缩到明显高于中压的高压的压缩设备(3，4，5，32)，使高压空气和压缩液氧进行热交换的热交换系统(2)，该装置特征在于压缩设备包括将所有待分馏空气压缩到明显高于中压的第一级高压P₁的压缩机(3)，进一步将处于第一级高压的部分空气压缩到第二级高压P₂的设备(4，5，32)，这些进一步压缩设备包括至少两台各与膨胀透平机(7，8，30)连接的串联鼓风机，其中的一台鼓风机(4，5)与在第一级高压P₁下膨胀空气的透平机(7，8)连接，另一台鼓风机(5，4)与膨胀进一步压缩后的一部分空气的第二级透平机(8，7)相连，热交换系统(2)包括冷却来自透平机(7)的空气的高进口温度冷却管道。

10.按照权利要求9的装置，其特征在于在两台透平机之一(7)的进口温度T₁介乎约0℃和-60℃之间，而另一台(8)的进口温度T₂则介乎约-80℃和-130℃之间。