[发明专利]生产低纯氧的高压高效低温精馏系统

权利要求书

1．以原料空气的精馏来生产低纯氧的低温精馏方法，该方法使用一高压塔和一低压塔，所述方法包括下列步骤：

(A)使来自所述高压塔的富氮气体流进行涡流膨胀以提供冷却的富氮气流；

(B)与取自所述低压塔的蒸发富氧液流相逆流使所述冷却的富氮气流冷凝为富氮液流；

(C)使所述的富氮液流作为回流液送回所述的低压塔；

(D)将所述的蒸发氧液流返回所述的低压塔；和

(E)利用所述的涡轮膨胀步骤(a)产生的能量。

2．权利要求1的方法，其中所述利用步骤是使用所述能量将原料空气流压缩至所述高压塔。

3．权利要求1的方法，还包括在所述涡轮膨胀之前通过与原料空气的间接热交换加热所述富氮气体。

4．权利要求1的方法，还包括在使作为回流液的所述富氮液体送往所述的低压塔之前，通过与来自所述低压塔的气体氮产物的间接热交换过冷所述富氮液体。

5．权利要求4的方法，还包括下列步骤：

使来自所述低压塔的所述气体氮产物流的一部分进行膨胀，以提供原料空气附加的致冷。

6．权利要求1的方法，其中使用初级热交换器来回收产物气体的致冷，所述方法还包括下列步骤：

通过所述的初级热交换器供给压缩空气，以提供冷却的压缩的原料空气；涡轮膨胀所述冷却的压缩的原料空气，以实现其进一步的冷却，然后将所述的冷却的压缩的原料空气送往所述高压塔；和

回收来自所述低压塔的富氧液体，和提供一部分富氧液体作为液体产物流出。

7．权利要求6的方法，还包括下列步骤：

涡轮膨胀一部分来自所述低压塔的气体氮产物流，以提供所述压缩原料空气的附加致冷。

8．权利要求1的方法，其中采用侧塔生产高纯氧，所述侧塔包括再沸器，所述方法还包括下列步骤：

将所述来自低压塔的低纯液体氧供给所述的侧塔；

将所述来自高压塔的蒸汽供给所述再沸器并使所述蒸汽与存在于所述侧塔中的液体氧逆流来冷凝所述的蒸汽，从而浓集所述的低纯氧；和

回收来自所述侧塔的高纯氧。

9．生产低纯氧的低温精馏设备，它包括：

(A)一高压塔，一低压塔，一压缩机和使原料空气从压缩机送往高压塔的装置；

(B)涡轮膨胀机和使液体从高压塔的上部送往涡轮膨胀机的装置；

(C)热交换器，将液体从涡轮膨胀机送往热交换器和从热交换器送往低压塔的装置；

(D)将液体从低压塔送往热交换器和从热交换器送往低压塔的装置；和

(E)利用涡轮膨胀机产生的能量来运转压缩机的装置。

10．权利要求9的设备，其中使液体从低压塔送往热交换器和从热交换器送往低压塔的装置在中间部位与低压塔连通。