[发明专利]一种高效生产高纯氮的方法及其装置与产品

摘要

本发明提供了一种高效生产高纯氮的方法，采用了一种高效生产高纯氮的装置，所述方法中：一股原料空气在高压精馏塔内分离成富氧液空和高压氮气，该富氧液空进入高压精馏塔冷凝蒸发器中蒸发成中压富氧气并被输送至中压精馏塔；之后从中压精馏塔分离出中压氮气和富氧液，该中压氮气进入中压精馏塔冷凝蒸发器冷凝成中压液氮，部分中压液氮经液氮泵增压后回流至高压精馏塔，在高压精馏塔顶部得到高纯度的高压氮气，其提取率达到60‑75%；该方法单位产品的能耗比单塔返流富氧气膨胀制冷的制氮工艺的能耗降低约20‑30%，产品安全可靠，可得到广泛应用，具有良好的市场前景。

主权项

1.一种高效生产高纯氮的方法，其特征在于，包括如下步骤：输入纯化干燥后的空气，分为两股原料空气：其中一股原料空气直接进入主换热器(E1)，并在主换热器(E1)中冷却至饱和状态，产生饱和空气，然后将饱和空气输送至高压精馏塔(C1)塔釜；其中另一股原料空气进入增压机(Z01)进行增压，然后经空气冷却器(E3)冷却至常温，接着进入所述主换热器(E1)中进一步冷却，再从所述主换热器(E1)的中部抽出，进入透平膨胀机(ET01)膨胀，最后进入中压精馏塔(C2)的中下部；所述高压精馏塔(C1)用于分离出富氧液空和高压氮气；其中，所述富氧液空从所述高压精馏塔(C1)底部抽出，经过冷器(E2)过冷、节流后，进入高压精馏塔冷凝蒸发器(K1)中蒸发成气态并输出中压富氧气，所述中压富氧气被进一步输送至中压精馏塔(C2)塔釜；其中，所述高压氮气从所述高压精馏塔(C1)塔顶抽出，并被分为两股：第一股高压氮气进入所述高压精馏塔冷凝蒸发器(K1)中被冷凝成液氮，并与液氮泵(P01)输出的增压液氮混合，得到液氮回流液，所述液氮回流液回流至所述高压精馏塔(C1)的塔顶；第二股高压氮气先后经所述主换热器(E1)、所述空气冷却器(E3)复热后，作为高纯氮气产品输出；所述中压精馏塔(C2)用于分离出中压氮气和富氧液；其中，所述中压氮气从所述中压精馏塔(C2)塔顶抽出，并进入中压精馏塔冷凝蒸发器(K2)，被冷凝成中压液氮；所述中压液氮被分为两股：第一股中压液氮返回所述中压精馏塔(C2)塔顶，作为该中压精馏塔的回流液；第二股中压液氮进入所述液氮泵(P01)，被该液氮泵增压后输出所述增压液氮；其中，所述富氧液从所述中压精馏塔(C2)底部抽出，经过冷器(E2)过冷、节流后，进入所述中压精馏塔冷凝蒸发器(K2)，蒸发成富氧气，所述富氧气先后经所述过冷器(E2)、所述主换热器(E1)复热后，作为富氧气副产品输出；其中，所述另一股原料空气进入增压机(Z01)增压至0.80～1.25MPa，然后经空气冷却器(E3)冷却至常温，接着进入所述主换热器(E1)中进一步冷却至‑120～‑140℃，再从所述主换热器(E1)的中部抽出，进入透平膨胀机(ET01)膨胀至0.18～0.25MPa，最后进入中压精馏塔(C2)的中下部；所述高压精馏塔(C1)的操作压力为0.9～1.3MPa，所述中压精馏塔(C2)的操作压力为0.3～0.5MPa。