[发明专利]通过空气低温分离来制备加压气态氮的方法和装置

摘要

通过在蒸馏塔系统内空气低温分离来制备加压气态氮的方法和装置，所述蒸馏塔系统包括高压塔、中压塔、主冷凝器和中压塔顶部冷凝器。已压缩并经提纯的供给空气流在第一压力下引入并在主热交换器中冷却。在主热交换器内冷却的空气的至少一部分被引入至蒸馏塔系统内。源自高压塔顶部的第一气态氮流在主冷凝器内冷凝。中压塔的底液被蒸发，并且源自中压塔顶部的气态氮在中压塔顶部冷凝器内冷凝。源自中压塔的液氮被加压至至少等于高压塔压力的压力，并被至少部分地引入至高压塔内。源自高压塔顶部的第二气态氮流作为加压气态氮产物而回收。已压缩的和经提纯的供给空气流的一部分(涡轮流)在膨胀装置中由第一压力膨胀至第二压力，并随后在主热交换器中加热。

主权项

通过在蒸馏塔系统内空气低温分离来制备加压气态氮的方法，所述蒸馏塔系统包括高压塔(4)、中压塔(5)、主冷凝器(6)和中压塔顶部冷凝器(7)，二者均为冷凝器‑蒸发器的形式，其中‑总供给空气(1)在主空气压缩机(50)内压缩至第一压力，所述第一压力高于高压塔(4)顶部的操作压力，‑提纯(52)已压缩的空气流(51)，‑已压缩并经提纯的供给空气流(53)在第一压力下引入至主热交换器(2)内，并在该主热交换器(2)内冷却，‑将已冷却的空气的至少一部分(3)引入至蒸馏塔系统内，‑源自高压塔(4)顶部的第一气态氮流(8)在主冷凝器(6)的液化空间内冷却，‑将高压塔(4)的底液(10、13)送至中压塔(5)的中间部分，‑将中压塔(5)的底液(16、19、21、25)送至中压塔顶部冷凝器(7)的蒸发空间，‑源自中压塔(5)顶部的气态氮(30)在中压塔顶部冷凝器(7)的液化空间内冷凝，‑将源自中压塔(5)或者源自中压塔顶部冷凝器(7)的液化空间的液氮(53)加压至至少等于高压塔压力的压力，‑将加压液氮的至少一部分(36)引入至高压塔(4)内，‑源自高压塔(4)顶部的第二气态氮流(40)在主热交换器(2)内被加热，‑经加热的第二气态氮流(41)作为加压气态氮产物而被回收，‑将已压缩并经提纯的供给空气流(1)分为涡轮流(43)和非涡轮流(3)，‑非涡轮流(3)在主热交换器(2)内进一步冷却，并最终被引入至蒸馏塔系统内，和‑涡轮流(43)在膨胀装置(42)内工作膨胀，其特征在于‑已压缩并经提纯的供给空气流(1)在主热交换器(2)的中间温度下被分为涡轮流(43)和非涡轮流(3)，‑涡轮流(43)在膨胀装置(42)内由第一压力工作膨胀至第二压力，并且‑经工作膨胀的涡轮流(44)在主热交换器(2)内被加热。