[发明专利]一种能实现氧气内外压缩流程互换的空气分离装置及方法

摘要

一种能实现氧气内外压缩流程互换的空气分离装置及方法，所述的空气分离装置包括空气过滤器、原料空气压缩机、空气预冷系统、分子筛纯化系统、空气增压机、氧压机，以及设置在分馏塔冷箱内的增压透平膨胀机、主换热器、过冷器、液空液氧换热器、精馏塔、主冷凝蒸发器、液氧蒸发器、液氧泵；空气增压机设置旁通管路系统，主换热器冷端高压空气和氧气通道分别设分支双换热通道，液空节流阀设旁通管路系统，液氧泵运行氧气内、外压缩流程双主工况，氧气管路设氧气内、外压缩流程双管路；本发明能实现有选择地运行氧气内或外压缩流程，解决因空气增压机或氧压机故障引起空分装置长期停车所造成的经济损失问题，提高空分装置运行的灵活性和可靠性。

主权项

1.一种能实现氧气内外压缩流程互换的空气分离装置，该空气分离装置包括空气过滤器（101）、原料空气压缩机（102）、空气预冷系统（103）、分子筛纯化系统（104）、空气增压机（106）、氧压机（108），以及设置在分馏塔冷箱（107）内的增压透平膨胀机（105）、主换热器（E1）、过冷器（E2）、液空液氧换热器（E3）、精馏塔下塔（C1）、精馏塔上塔（C2）、主冷凝蒸发器（K1）、液氧蒸发器（K2）、液氧泵（OP1），各设备之间通过管道相连，其特征在于：A.空气过滤器（101）与原料空气压缩机（102）连通，原料空气压缩机（102）与空气预冷系统（103）连通，空气预冷系统（103）与分子筛纯化系统（104）连通；B.分子筛纯化系统（104）通过原料空气管道（110）、第一管道（111）与主换热器（E1）的第一换热通道中A1和A2通道连通，其中的第一换热通道中的A2通道通过第十六管道（126）与精馏塔下塔（C1）底部连通；C. 分子筛纯化系统（104）通过原料空气管道（110）、第四管道（114）与增压透平膨胀机（105）的增压端入口连通，增压端出口连接冷却器入口，冷却器出口通过第十七管道（127）与主换热器（E1）的第二换热通道中A3和A4通道连通，其中第二换热通道中的A4通道通过第十八管道（128）与增压透平膨胀机（105）的膨胀端入口连通，膨胀端出口通过第十九管道（129）与精馏塔上塔（C2）相连通；D. 分子筛纯化系统（104）通过原料空气管道（110）、第二管道（112）与设置有V101进气阀的空气增压机（106）连通，空气增压机（106）出口通过设置有V102出气阀的第二十管道（130）与主换热器（E1）的第三换热通道中A5和A6、A7三个通道连通，其中第三换热通道的A6通道通过设置有V131阀门的第五管道（115）与液氧蒸发器（K2）的A8通道连通，第三换热通道中的A7通道通过设置有V132阀门的第六管道（116）与第五管道（115）连通，液氧蒸发器（K2）的液空出口（A9）通过第七管道（117）与液空液氧换热器（E3）的第一换热通道中A10和A11两通道连通，其中第一换热通道的A11通道通过设置有V135阀门的第八管道（118）与精馏塔下塔（C1）连通，同时第七管道（117）通过设置有V136阀门的第九管道（119）与第八管道（118）连通；E.设置有V103阀门的第三管道（113）首端接入V101阀门的阀前管道，末端接入V102阀门的阀后管道，成为空气增压机（106）的旁通管路系统；F.主冷凝蒸发器（K1）的液氧出口通过第十管道（120）与液氧泵（OP1）连通，液氧泵出口通过第十一管道（121）与液空液氧换热器（E3）的第二换热通道中LO1和LO2两通道连通，其中第二换热通道的LO2通道通过第十二管道（122）与液氧蒸发器（K2）连通，液氧蒸发器（K2）的氧气出口（GO1）通过设置有V133阀门的第十三管道（123）与主换热器（E1）的第四换热通道中GO2和GO4两通道连通，同时第十三管道（123）通过设置有V134阀门的第十四管道（124）与主换热器（E1）的第四换热通道中GO3和GO4两通道连通，其中第四换热通道的GO4通道通过设置有V104阀门的第三十六管道（146）与用户管网连通，同时第三十六管道（146）通过设置有V105阀门的第三十七管道（147）与氧压机（108）相连通，氧压机（108）出口与用户管网连通；G.精馏塔下塔（C1）的富氧液空通过第二十一管道（131）与过冷器（E2）的第一换热通道中LA1和LA2两通道连通，其中第一换热通道的LA2通道通过设置有V1阀门的第二十二管道（132）与精馏塔上塔（C2）连通；H.精馏塔下塔（C1）的污液氮通过第二十三管道（133）与过冷器（E2）的第二换热通道中WN1和WN2两通道连通，其中第二换热通道的WN2通道通过设置有V2阀门的第二十四管道（134）与精馏塔上塔（C2）连通；I.主冷凝蒸发器（K1）的液氮管道（135）分支为两路，一路连通到精馏塔下塔（C1）作为下塔回流液，另一路连通到过冷器（E2）的第三换热通道中N1和N2两通道，其中第三换热通道的N2通道通过设置有V3阀门的第二十六管道（136）与精馏塔上塔（C2）连通，同时第二十六管道（136）与设置有V8阀门且通向冷箱外的的液体产品第三十三管道（143）连通；J.精馏塔上塔（C2）的氮气出口通过第二十七管道（137）连通到过冷器（E2）的氮气入口，过冷器（E2）的氮气出口通过第二十八管道（138）连通到主换热器（E1）的氮气入口，主换热器（E1）的氮气出口通过第三十五管道（145）连通氮气产品管线；K.精馏塔上塔（C2）的污氮气出口通过二十九管道（139）连通到过冷器（E2）的污氮气入口，过冷器（E2）的污氮气出口通过第三十管道（140）连通到主换热器（E1）的污氮气入口，主换热器（E1）的污氮气出口通过第三十四管道（144）连通分子筛纯化系统（104）；L. 第三十一管道（141）首端连通到第十管道（120），末端连通到过冷器（E2）的第四换热通道中LO4和LO5两通道，其中第四换热通道LO5通道与设置有V7阀门且通向冷箱外的液体产品第三十二管道（142）连通；M.液氧蒸发器（K2）的底部接通设置有V4阀门且通向冷箱外的管道；N.在V134阀门与主换热器（E1）的G03通道之间的管道低点，通过设置有V5阀门的第十五管道（125）与主冷凝蒸发器（K1）上部相连通；O.氧气放空管路（148）连接第三十六管道（146）与氧气放空消声器（SL1），氮气放空管路（149）连接第三十五管道（145）与氮气放空消声器（SL2）。