CN103827612A - 空气分离方法及设备 - Google Patents

空气分离方法及设备 Download PDF

Info

Publication number
CN103827612A
CN103827612A CN201180049163.3A CN201180049163A CN103827612A CN 103827612 A CN103827612 A CN 103827612A CN 201180049163 A CN201180049163 A CN 201180049163A CN 103827612 A CN103827612 A CN 103827612A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stream
liquid
heat exchanger
lower pressure
pressure column
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201180049163.3A
Other languages
English (en)
Inventor
N.M.普罗泽
R.J.吉布
J.R.萨尔奇
L.扎姆布拉诺
A.M.瓦塔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Praxair Technology Inc
Original Assignee
Praxair Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Praxair Technology Inc filed Critical Praxair Technology Inc
Publication of CN103827612A publication Critical patent/CN103827612A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04078—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression
    • F25J3/0409—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression of oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04006—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit
    • F25J3/04078—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression
    • F25J3/04084—Providing pressurised feed air or process streams within or from the air fractionation unit providing pressurized products by liquid compression and vaporisation with cold recovery, i.e. so-called internal compression of nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04187—Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
    • F25J3/04218—Parallel arrangement of the main heat exchange line in cores having different functions, e.g. in low pressure and high pressure cores
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04151—Purification and (pre-)cooling of the feed air; recuperative heat-exchange with product streams
    • F25J3/04187—Cooling of the purified feed air by recuperative heat-exchange; Heat-exchange with product streams
    • F25J3/0423—Subcooling of liquid process streams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/0429—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of feed air, e.g. used as waste or product air or expanded into an auxiliary column
    • F25J3/04296—Claude expansion, i.e. expanded into the main or high pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04375—Details relating to the work expansion, e.g. process parameter etc.
    • F25J3/04387—Details relating to the work expansion, e.g. process parameter etc. using liquid or hydraulic turbine expansion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04406—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system
    • F25J3/04412—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system in a classical double column flowsheet, i.e. with thermal coupling by a main reboiler-condenser in the bottom of low pressure respectively top of high pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04642—Recovering noble gases from air
    • F25J3/04648—Recovering noble gases from air argon
    • F25J3/04654—Producing crude argon in a crude argon column
    • F25J3/04666—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system
    • F25J3/04672—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system having a top condenser
    • F25J3/04678—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system having a top condenser cooled by oxygen enriched liquid from high pressure column bottoms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
    • F25J3/04951—Arrangements of multiple air fractionation units or multiple equipments fulfilling the same process step, e.g. multiple trains in a network
    • F25J3/04957—Arrangements of multiple air fractionation units or multiple equipments fulfilling the same process step, e.g. multiple trains in a network and inter-connecting equipments upstream of the fractionation unit (s), i.e. at the "front-end"
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/24—Multiple compressors or compressor stages in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/40—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00—Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/02—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream
    • F25J2240/10—Expansion of a process fluid in a work-extracting turbine (i.e. isentropic expansion), e.g. of the feed stream the fluid being air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/12—Particular process parameters like pressure, temperature, ratios

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Abstract

一种空气分离方法及设备，其中超临界氧产物经由与增压空气流进行间接热交换通过加热具有超临界压力的泵送液氧流而产生。间接热交换在热交换器内进行，并且液氮流在热交换器中被气化以降低增压空气流为加热该泵送液氧流除此之外需要的压力。泵送液氧流构成从空气分离单元去除的富氧液体的90%，空气在空气分离单元中被精馏，液氮构成未用作为回流的液氮的至少90%，并且液氮流与富氧液体之间的流量率比例在大约0.3与0.90之间。

Description

空气分离方法及设备
技术领域
本发明涉及一种用于分离空气的方法及设备，其中富氧液体被泵送从而产生具有超临界压力的泵送液氧流(pumped liquid oxygen stream)，泵送液氧流继而通过与增压空气流(boosted pressure air stream)进行间接热交换而被加温(warm)至超临界温度，从而产生作为超临界流体的氧产物。更具体地，本发明涉及这样的方法及设备：其中在加压液体流被加热时，液氮流同时被气化，从而降低了增压空气流为单独加热该泵送液氧流除此之外(otherwise)需要的压力。
背景技术
对于超高压超临界氧来说存在着新兴市场，这主要受到用于此类氧的气化器的需求所驱使。通常，氧从空气的低温分离中产生。尽管通过此类低温精馏(cryogenic rectification)产生的氧能够在中等(moderate)操作压力下产生然后被压缩，但更多的时候液氧流在低温精馏装备(plant)内被泵送至超临界压力，然后通过与增压空气流进行间接热交换被加热至超临界温度，从而产生作为超临界流体的氧产物。
在低温精馏装备中，进给空气流被压缩并且被纯化去除较高沸点的杂质，诸如水分、二氧化碳、一氧化碳和碳氢化合物等，从而产生了压缩和纯化空气流。此类空气流的一部分可以在由至少一个较高压力热交换器和至少一个较低压力热交换器组成的成组热交换器装置(banked heat exchanger arrangement)的较低压力热交换器内被冷却。在成组热交换器装置中，较高压力热交换器被设置用于通过与高增压空气流(high pressure boosted air stream)进行间接热传递来将泵送液氧流加热至超临界温度。使用此类热交换器组(banking)节省了制造成本，因为只有较高压力热交换器必须被制造成经受住加热氧所必需的增压空气流(the boosted air stream)的高氧压力和甚至更高的压力。在任何情况下，来自于较低压力热交换器的冷却空气随后以热传递的关系被引入到具有较高压力塔(column)和较低压力塔的空气分离单元中，以便将空气精馏成富氮和富氧馏分(fraction)。这样的空气分离单元还可以包含连接至较低压力塔的氩塔，以便将含氩蒸气流精馏成富氩产物或本领域中称为粗氩的中间氩产物。
较高压力塔和较低压力塔含有质量传递接触元件(mass transfer contacting element)，诸如塔盘(tray)或规整填料(structured packing)或这些元件的组合，以便接触液相和气相，并因此在这些塔内完成连续蒸馏。进入较高压力塔的空气产生上升气相，上升气相在其沿着较高压力塔上升时变得始终富有氮(evermore rich in nitrogen)，从而产生作为塔顶产物(column overhead)的富氮蒸气。然后，富氮蒸气被冷凝以产生富氮液体，富氮液体部分用于使较高压力塔进行回流并且引发(initiate)下降液相，下降液相在质量传递接触元件内接触上升气相并在该液相下降时变得始终更富有氧(ever more richer in oxygen)。结果，在较高压力塔中产生了又称为釜液(kettle liquid)的粗液氧塔底产物(column bottoms)。此类液态塔底产物在较低压力塔中进一步被精炼，而且如果存在氩塔，此类液态塔底产物在被引入到较低压力塔中之前还用作热传递介质以冷凝氩塔中的富氩蒸气。进一步精炼在较低压力塔中产生了富氧液态塔底产物并且产生了富有氮的塔顶产物。富氧液体流随后被去除并且被泵送，从而产生了泵送液氧流，泵送液氧流至少部分地被引入到较高压力热交换器中以形成氧产物。
较高压力塔与较低压力塔之间的热传递关系通过冷凝器重沸器(condenser reboiler)而产生，冷凝器重沸器位于较低压力塔的储槽(sump)中。较高压力塔的富氮蒸气塔顶产物流被冷凝以产生富氮液体，富氮液体部分用作至较高压力塔的回流。冷凝是通过与较低压力塔的富氧液态塔底产物进行间接热交换的，这引起此类液体在较低压力塔中沸腾(boil)并且产生沸腾物(boilup)。富氮液体的一部分可以作为产物，而事实上可以被泵送并且还可以与泵送液氧流一起被引入到较高压力热交换器中。在美国专利申请公开第2008/0307828号中，泵送氧流和氮流两者都穿过成组热交换装置的较高压力热交换器，以产生作为超临界流体的氧产物并且使泵送氮流气化，并因此在压力下产生氮蒸气产物。
在超临界压力下产生氧时，较高压力热交换器必须被构建成经受住比待被加热的氧流甚至更高的压力。例如，如果120绝对巴(bar absolute)的氧被加热至超临界温度，增压空气流将优选地(optimally)具有大约160绝对巴的压力。这样的问题在于，制造经受住增压空气流的压力的此类热交换器的成本以及相关联的管路和阀(管路和阀也必须予以(be rated to)相同超高的压力)的成本可能变得极其昂贵。此外，能量成本可能会增加，因为取决于压力可能需要直列式筒形压缩机(inline barrel compressor)，直列式筒形压缩机具有小于可在较低压力下使用的整体式齿轮压缩机(integrally geared compressor)的效率。最终，在此类系统启动期间，在超高压力下压力测试失败的后果可能是相当严重的。
因此，需要最大限度地减小将泵送液氧加热至超临界温度所需的增压空气流的压力。
如将讨论的那样，本发明提供了一种用于分离空气的方法及设备，其涉及以如下的方式使超临界压力下的泵送液氧流和热交换器内的液氮流两者加温：其中待被气化的液氮的流量率(flow rate)足以允许(allow for)在低于增压空气流除此之外所需压力的压力下进行运转。
发明内容
一方面，本发明提供了一种分离空气的方法，其中空气在低温精馏过程中被分离。在这样的过程中，压缩、纯化和冷却的空气在具有较高压力塔和较低压力塔的空气分离单元中被精馏，并且通过与增压空气流进行间接热交换，泵送液氧流的至少一部分被加热且液氮流被气化。由在较低压力塔中产生的富氧液态塔底产物组成的富氧流的至少一部分被泵送从而产生了泵送液氧流。液氮流由针对(against)部分气化富氧液态塔底产物、通过使较高压力塔的富氮蒸气塔顶产物冷凝所形成的并且未用作为回流的富氮液体流的一部分而产生。
泵送液氧流的至少一部分具有超临界压力，并且被加热至超临界温度以产生作为超临界流体的氧产物。至少一部分的泵送液氧流构成至少大约90%的富氧流，而液氮流的至少一部分具有亚临界压力并且构成了富氮液体流的一部分的至少大约90%。液氮流和至少一部分的泵送液氧流具有在0.3与0.90之间的比例的流量率。增压空气流具有增压和流量率，该增压低于如果在热交换器内不存在与液氮流间接热交换时按所述流量率除此之外需要的增压。
在此，发明人发现在某些运转条件下，与加热该泵送液氧流一起气化液氮流将对复合冷却曲线(composite cooling curve)的形状产生相当大的影响。选出0.90的比例上限以确保将存在足够的回流以免严重影响氧的回收，而0.3的比例下限代表了不存在足够降低用于增压空气流的所需压力时的限制。
应当注意的是，加热曲线和冷却曲线代表从增压空气流和待被冷却的任何其他流至加温的氧和加温/气化的氮流以及待被加热的任何其他流的总热传递。复合曲线将多股冷却流(“热”流)合并成单条曲线，并且将多股加温流(“冷”流)合并成单股流。在热交换器内的给定温度下，复合曲线限定成使得每一股热流或冷流的能量变化的总和分别限定用于热复合曲线或冷复合曲线的负荷。复合曲线用于使具有同时传递热的两股以上的流的热交换器的分析简单化和理想化。
除加热该泵送液氧流之外，在较高压力热交换器中同时气化液氮流的效果在于改变复合冷却曲线的形状，使得它能够使设计者降低增压空气流为将超临界压力下的氧流加热至超临界温度除此之外需要的压力，假设此氧流是在较高压力热交换器内被加热的唯一流。在这点上，在非成组热交换器装置中，待被加温和冷却的所有流在单个热交换器内通过间接热交换穿过，在最实际的应用中，该单个热交换器为一系列并联运转的热交换器。在设计者期望降低增压空气流的压力的情况下，出现的问题在于此类流的流量率必须增大。在气化液氮流的情况下，这些曲线在形状上的变化让(allow)增压空气流的流量率低于此类液氮流未存在时的流量率。较高的流量率导致产生更多的液态空气，液态空气将导致塔性能的损失，并且在极端情况下将不让塔运转。在所有此类热交换都发生在较高压力热交换器内的成组情形中，液氮气化让此类热交换器在热交换器内某位置处以合理的趋近温度(approach temperature)(通常是5开氏度或更低)运行(function)，在该位置处液氧变成超临界流体。如果液氮不存在，不仅热交换器不会按液氮所需的流量率运行，而且在运转的极端情况下，加热曲线和冷却曲线事实上会交叉，从而阻止热交换器的任何运转。
如上文指出的那样，通过与增压空气流间接热交换，在成组热交换器装置的较高压力热交换器内，泵送液氧流的至少一部分可被加热并且液氮流可被气化。
含氩蒸气流可从较低压力塔中被去除并且在氩塔中被精馏，以产生富氩蒸气塔顶产物和含氧液态塔底产物。富氩蒸气塔顶产物被冷凝以产生被引入到氩塔中的氩回流流(reflux stream)。富氩产物流从氩塔中被去除，并且由含氧液态塔底产物组成的含氧液体流被引入到较低压力塔中。在具体的实施例中，由较高压力塔中产生的粗液氧塔底产物组成的粗液氧流被过冷(subcool)。在已经被过冷之后，粗液氧流的至少一部分被阀膨胀(valve expand)并且被引入到连接至氩塔的氩冷凝器中以冷凝富氩蒸气流，从而部分气化粗液氧流并且形成气相和液相。分别由气相和液相组成的气相流和液相流被引入到较低压力塔中，并且由增压空气流的液化形成的液态空气流被膨胀且被分成第一附属液态空气流和第二附属液态空气流。第一附属液态空气流被引入到较高压力塔中，而第二附属液态空气流被引入到氩冷凝器中并因此被过冷。在已经被过冷之后，第二附属液态空气流被膨胀并且被引入到较低压力塔中。
通过压缩主空气压缩机中的进给空气流，并且在其压缩之后在预纯化单元中纯化空气，空气可被压缩和纯化，从而形成了压缩和纯化空气流。压缩和纯化空气流的第一部分在成组热交换器装置的较低压力热交换器中被冷却至适用于其精馏的温度，而且被引入到较高压力塔中。压缩和纯化空气流的第二部分的至少一部份(portion)在增压压缩机(booster compressor)中被压缩以形成增压空气流。压缩和纯化空气流的第三部分可在较低压力热交换器中进一步被压缩、部分被冷却并且在涡轮膨胀机(turboexpander)中被膨胀以产生排出流(exhaust stream)。排出流与压缩和纯化空气流的第一部分一起在较高压力塔内被精馏。压缩和纯化空气流的第二部分的一部份可在增压压缩机中被压缩以形成增压空气流。在此情况下，压缩和纯化空气流的第三部分由在增压压缩机的中间级中部分被压缩之后的压缩和纯化空气流的第二部分的另一部份组成，并且在另一个增压压缩机中进一步被压缩。
富氮液体流的另外一部分可作为回流被引入到较高压力塔中，而且具有低于富氮液体流的氮纯度的含氮回流流可被过冷、膨胀并且作为回流被引入到较低压力塔。由较低压力塔的塔顶产物组成的较低压力氮蒸气流可用于使含氮回流流和粗液氧流在过冷器中通过间接热交换过冷。较低压力氮蒸气流被分成分别被引入到较高压力热交换器和较低压力热交换器中的第一附属较低压力氮蒸气流和第二附属较低压力氮蒸气流，以平衡冷端温度。
在本发明的任何实施例中，液氮流和富氮液体流可具有相同的压力。然而，应当理解的是，本发明构想出了可通过液体压头(liquid head)或泵来使液氮流的压力升高。
在本发明的另一个方面中，提供了一种用于分离空气的设备，该设备包括低温空气分离装备。这样的装备包含：空气分离单元，其具有较高压力塔和较低压力塔以精馏空气；热交换器，其与空气分离单元流动连通(in flow communication with)；以及泵。热交换器被构造成从增压空气流至具有超临界压力的至少一部分的泵送液氧流和液氮流间接地交换热量，从而将泵送液氧流加热至超临界温度并形成作为超临界流体的氧产物，并且使液氮流气化并形成作为蒸气的氮产物。泵被定位在热交换器与较低压力塔之间，使得由较低压力塔中产生的富氧液态塔底产物组成的富氧流的至少一部分被加压至超临界压力，并且泵送液氧流的至少一部分构成富氧流的至少大约90%。
热交换器与冷凝器重沸器流动连通，冷凝器重沸器与较高压力塔和较低压力塔能操作地相关联，使得液氮流由针对部分气化冷凝器重沸器内的富氧液态塔底产物、通过使较高压力塔的富氮蒸气塔顶产物冷凝所产生的未用作为用于塔的回流的富氮液体流的一部分的至少大约90%组成。此类液氮流具有亚临界压力。空气分离装备被构造成使得液氮流和至少一部分的泵送液氧流具有在0.3与0.90之间的比例的流量率。增压空气流由增压压缩机产生，增压压缩机被构造成使得增压空气流具有流量率和增压，该增压低于如果热交换器内不存在与液氮流间接热交换时按所述流量率除此之外需要的增压。
热交换器可以是成组热交换器装置的较高压力热交换器，成组热交换器装置也具有较低压力热交换器。
氩塔可被连接至较低压力塔，使得含氩蒸气流从较低压力塔中被去除并且在氩塔中被精馏，以便产生富氩蒸气塔顶产物和含氧液态塔底产物。由含氧液态塔底产物组成的含氧液体流被引入到较低压力塔中。氩冷凝器被连接至氩塔，使得富氩蒸气塔顶产物被冷凝以产生引入到氩塔中的氩回流流，并且氩塔具有出口用以从氩塔排出富氩产物流。在具体的实施例中，过冷单元可被连接至较高压力塔，使得由较高压力塔中产生的粗液氧塔顶产物所组成的粗液氧流被过冷。氩冷凝器被连接至过冷单元，而且第一膨胀阀被定位在氩冷凝器与过冷单元之间，使得在已经被过冷之后至少一部分粗液氧流在第一膨胀阀中被阀膨胀并且被引入到氩冷凝器中以冷凝富氩蒸气流，并因此部分气化粗液氧流的至少一部分并且形成气相和液相。氩冷凝器还被连接至较低压力塔，使得分别由气相和液相组成的气相流和液相流被引入到较低压力塔中。液体膨胀机(liquid expander)被连接至较高压力热交换器，使得通过增压空气流的液化而产生的液态空气流被膨胀。液体膨胀机连接至较高压力塔和氩冷凝器，使得由液态空气流的一部分组成的第一附属液态空气流被引入到较高压力塔中，而由液态空气流的另一部分组成的第二附属液态空气流被引入到氩冷凝器中。氩冷凝器被构造成使第二附属液态空气流过冷，并且被连接至较低压力塔，使得在已经被过冷之后第二附属液态空气流被引入到较低压力塔中。第二膨胀阀定位在氩冷凝器与较低压力塔之间，以使第二附属液态空气流阀膨胀。
主空气压缩机可设置成压缩进给空气流，而且预纯化单元可被连接至主空气压缩机，从而在已经被压缩之后通过进给空气流形成了压缩和纯化空气流。成组热交换器装置具有定位在预纯化单元与较高压力塔之间的较低压力热交换器，使得压缩和纯化空气流的第一部分被冷却至适用于其精馏的温度，并且被引入到较高压力塔中。增压压缩机定位在预纯化单元与较高压力热交换器之间，使得压缩和纯化空气的第二部分的至少一部份在增压压缩机中进一步被压缩以形成增压空气流。增压压缩机可被构造成压缩该压缩和纯化空气流的第二部分的一部份从而产生增压空气流，并且被构造成排出由来自于增压压缩机的中间级的压缩和纯化空气流的第二部分的另一部份组成的压缩和纯化空气流的第三部分。另一个增压压缩机被定位在中间级与较低压力热交换器之间，使得压缩和纯化空气流的第三部分进一步被压缩并且被引入到较低压力热交换器中。较低压力热交换器被构造成部分冷却该压缩和纯化空气流的第三部分，而涡轮膨胀机被连接至较低压力热交换器，以使压缩和纯化空气流的第三部分膨胀并因此产生排出流。涡轮膨胀机与较高压力塔流动连通，使得排出流与压缩和纯化空气流的第一部分一起在较高压力塔内被精馏。
冷凝器重沸器被连接至较高压力塔，使得富氮液体流的另外一部分作为回流被引入到较高压力塔中。过冷单元被连接至较高压力塔，使得具有低于富氮液体流的氮纯度的含氮回流流从较高压力塔被排出，并且在过冷单元中被过冷。过冷单元被连接至较低压力塔，使得含氮回流流作为回流被引入到较低压力塔中。第三膨胀阀被定位在过冷器与较低压力塔之间，使得含氮回流流在第三膨胀阀内被膨胀。过冷器还被连接至较低压力塔，使得由较低压力塔的塔顶产物组成的较低压力氮蒸气流通过间接热交换使含氮回流流和粗液氧流过冷。较高压力热交换器被连接至低压塔，而较低压力热交换器被连接至过冷器，使得由较低压力氮蒸气流组成的第一附属较低压力氮蒸气流和第二附属较低压力氮蒸气流分别被引入到较高压力热交换器和较低压力热交换器中以便平衡温度。
较高压力热交换器可与冷凝器重沸器流动连通，使得液氮流和富氮液体流具有相同的压力。
附图说明
尽管说明书以明确指出了申请人视为其发明的主题的权利要求结束，然而相信当连同附图时将会更好地理解本发明，在附图中：
图1 是被设计成实施依照本发明方法的设备的示意性工艺流程图；
图2是图示出氮与氧的比例对增压空气流进行压缩的优化压力(optimal pressure)产生影响的图表；
图3是图示出依照本发明所构造和运转的空气分离装备的热交换器中复合加热曲线和复合冷却曲线的图表；
图4是图示出在氮与氧的比例为零时运转的空气分离装备的热交换器中复合加热曲线和复合冷却曲线的图表；以及
图5是图示出在氮与氧的比例低于本发明中指定比例时运转的空气分离装备的热交换器中复合加热曲线和复合冷却曲线的图表。
具体实施方式
参看图1，图示出了低温精馏装备1，该低温精馏装备1设计成使压缩和纯化空气分离，并因此产生作为超临界流体的氧产物。低温精馏装备1设置有成组热交换器装置2和空气分离单元3。出于将要讨论的原因，空气分离单元3优选地设置有氩塔62以产生氩产物。成组热交换器装置2具有在低于其较高压力热交换器28的平均压力下运转的较低压力热交换器22。氧产物作为氧产物流132从较高压力热交换器28中被排出。此外，氮产物流134也从较高压力热交换器28中被排出。然而，可以理解，本发明同等应用于仅使用非成组热交换器装置且其中未使用氩塔的低温精馏装备。出于如较早前描述的较低资金成本的原因，成组装置是优选的，但是由于一些可获得的制冷不能被回收，相对于所有流都处于间接热交换关系的完全集成装置(fully integrated arrangement)，将导致较小的能量损失。在这点上，本发明以其更宽泛的方面(in its broader aspect)应用于使用较高压力塔和较低压力塔的任何低温精馏装备，并且其设计成产生作为超临界流体的氧产物。
在低温精馏装备1中，进给空气流10在压缩机12中被压缩，从而产生了压缩空气流14。压缩的热量通过后冷却机16从压缩空气流14中被去除。可以理解，压缩机12可构成去除冷凝物的多级中间冷却整体式齿轮压缩机，并因而后冷却机16可以是压缩机12的一部分。在任何情况下，后冷却机16以及提到的其他后冷却机将让诸如预纯化器和热交换器等下游单元运转的性能得到改善。然而，有可能的是，本发明的实施例可构造成没有此类后冷却机。
然后，压缩空气流14被引入到预纯化单元18中，以便从空气中去除较高沸点杂质，诸如水蒸汽、二氧化碳和碳氢化合物等，并因此产生了压缩和纯化空气流20。如本领域中已熟知的那样，此类单元18可并入在循环中运转的吸附床(absorbent bed)，该循环为温度和压力变动吸附的组合，或仅为温度变动吸附循环，或仅为压力变动吸附循环。
成组热交换器装置2具有较低压力热交换器22，较低压力热交换器22被定位在预纯化单元18与空气分离单元3的较高压力塔58之间，使得压缩和纯化空气流20的第一部分24被冷却至适用于其精馏的温度，并且被引入到较高压力塔58中。增压压缩机26被定位在成组热交换器装置2的预纯化单元18与较高压力热交换器28之间，使得压缩和纯化空气的第二部分30的一部份在增压压缩机26中进一步被压缩以形成增压空气流32。增压压缩机26是多级整体式齿轮压缩机。在通过后冷却机34去除压缩的热量之后，增压空气流32被引入到较高压力热交换器28中。增压压缩机26被构造成以本领域中已熟知的方式来产生本发明所需的增压空气流32的流量率和压力。在这点上，增压压缩机26必须适当地确定尺寸以便具有输送所需的压力和流量的能力，并且将并入适合的控制器用于控制其压力输出和流量，而这样的装置如入口导流叶片和下游控制器。
应当注意的是，主空气压缩机12和增压压缩机26示出为单个单元。然而，如本领域中已知的那样，两个或更多压缩机可并联地安装以形成主空气压缩机12或增压压缩机26。 两个压缩机可以是同等的尺寸或不等的尺寸。例如，容量可分成70/30或60/40，从而更好地匹配客户的需求。通常，压缩和纯化空气流20的第二部分30将具有压缩和纯化空气流20的流量的范围在大约25%与大约40%之间的流量。
较高压力热交换器28和较低压力热交换器22两者优选地由煤粉铝(brazed aluminum)结构组成，并且由侧条(side bar)分开的分隔板(parting sheet)层组成，以产生用于待被加热和冷却的流的流动通道。每一个流动通道均设置有如本领域中已熟知的翅片，以增加在所述热交换器内用于热传递的表面面积。较高压力热交换器28如此命名是由于相比于较低压力热交换器22其具有较高最大可允许工作压力的事实。较高压力热交换器28被构造成完全冷却该增压空气流32以产生液态空气流36，并且较低压力热交换器22被构造成完全冷却该压缩和纯化空气流20的第一部分24以产生主进给空气流38。在这点上，如本文中和权利要求中使用的术语“完全冷却”意味着冷却至较低压力热交换器22或较高压力热交换器28的冷端处的温度。
可以使用其他类型的热交换器，例如，较高压力热交换器28可以是铜或不锈钢螺旋卷绕式(spiral wound)结构、不锈钢印刷电路式(printed circuit)结构，或不锈钢板翅式(plate-fin)结构。此外，如上文指出的，本发明可应用于其中热交换器或一组并联的热交换器中的每一个都用于增压空气流32的液化以及压缩和纯化空气流20的第一部分24的冷却两者的非成组装置。此外，尽管较高压力热交换器28和较低压力热交换器22中的每一个均图示为单个单元，但实际上每一个均可由并联联结在一起的若干独立的热交换器块或热交换器芯组成。
构成了压缩和纯化空气流20的第二部分30的另一部份的压缩和纯化空气流20的第三部分40，在增压压缩机26内部分被压缩，然后从增压压缩机26的中间级中被去除。然后，压缩和纯化空气流20的第三部分40被引入到另一个增压压缩机42中，在后冷却机44内被冷却以去除压缩的热量，在较低压力热交换器22内部分被冷却，然后被引入到涡轮膨胀机46中以产生排出流48。如本文中和权利要求中使用的术语“部分被冷却”意味着被冷却至较低压力热交换器22的热端(warm end)与冷端温度之间的温度。排出流48与压缩和纯化空气流20的第一部分24一起作为组合流50被引入到较高压力塔58中。能量从涡轮膨胀机中被回收并且应用于增压压缩机42。这样的目的在于生成低温空气分离装备的一部分制冷需求(refrigeration requirement)。如本领域中已知的那样，由于较低压力热交换器22和较高压力热交换器28中的热端损失、热泄漏(heat in-leak)损失，并且为了让装备产生液体而施加(impart)此类制冷。构造出如下的本发明的实施例是可能的：其中压缩和纯化空气流20的第三部分40在较高压力热交换器28内部分被冷却。然而，这将不是优选的，因为更多能量(power)将必须供给至增压压缩机26。
如将讨论的那样，通过增压空气流32的液化所产生的液态空气流36可被引入到液体膨胀机52中以生成用于装备的其他制冷需求。液态空气流36在其膨胀之后可被分成第一附属液态空气流54和第二附属液态空气流56。第一附属液态空气流54被引入到较高压力塔58中，而第二附属液态空气流56以下文将讨论的方式被引入到较低压力塔60中。
空气分离单元3设置有较高压力塔58、较低压力塔60和氩塔62。所有这些塔都包含质量传递接触元件，诸如塔盘或填料等，例如，规整填料或塔盘和填料的组合。源于被引入到较高压力塔58中的组合流50的上升气相变得始终富有氮，以产生富氮蒸气塔顶产物，富氮蒸气塔顶产物作为富氮蒸气流64被提取(withdraw)并且在位于较低压力塔60的储槽中的冷凝器重沸器66内被冷凝，以产生富氮液体流68。富氧液态塔底产物70与富氮蒸气流64的冷凝相关联而部分被气化。富氮液体流68的一部分72作为回流回到较高压力蒸馏塔58，并因此产生了通过与上升气相相接触而变得始终富有氧的下降液相，且因此产生了较高压力塔58的粗液氧塔底产物74。
由粗液氧塔底产物74组成的粗液氧流75在较低压力塔60中进一步被精炼。出于这些目的，粗液氧流75在过冷单元76内被过冷，然后被分开。在膨胀阀80内膨胀之后，粗液氧流75的一部分78被引入到较低压力塔60中。然后，粗液氧流75的一部分82在膨胀阀84中被阀膨胀并且被引入到氩冷凝器102中，在氩冷凝器102中其部分气化成气相和液相。分别由液相和气相组成的液相流86和气相流88被引入到较低压力塔60中。较低压力塔60在如下的水平下以从较高压力塔58中去除的含氮回流流90进行回流：此类流具有低于富氮液体流68的一部分72的氮含量。含氮液体流90在过冷单元76中被过冷，在膨胀阀92中被膨胀，然后被引入到较低压力塔60中。
氩塔60的优点在于由于氩与下沉(downcoming)液相分离将使氧的回收得到改善。含氩蒸气流94从较低压力塔60中被去除且被引入到氩塔62中并且被精馏，从而产生富氩塔顶产物和含氧液态塔底产物96。由含氧液态塔底产物96组成的含氧液体流98回到较低压力塔60。富氩蒸气塔顶产物作为富氩蒸气流100被去除并且在氩冷凝器102中被冷凝，从而产生用于氩塔62的回流。本文中所图示的氩冷凝器具有壳体104和壳体104内的热交换器106。在已经被过冷并且被膨胀之后，粗液氧流75的一部分82被引入到壳体104中，在壳体104中粗液氧流75的一部分82针对冷凝穿过热交换器106的富氩蒸气流100中含有的富氩蒸气而被部分气化成液相和气相。由这些液相和气相组成的液相流86和气相流88被再引入到较低压力塔60中。产生的富氩液体流108被传送到分相器(phase separator)110中以产生作为气相流112被排出的气相，以及作为液体回流流114从分相器110被排出的液相，液体回流流114被再引入到氩塔62中。这样的目的在于在运转偏差(operational excursion)的情况下防止在流100中的氮的累积。如本领域中已知的那样，由于温度差的减小，太多的氮可能导致冷凝器106停止运转。氩产物流116可作为液体或蒸气从氩塔中被去除。
在所图示的实施例中，热交换器106设置有一组通道用来过冷第二附属液态空气流56。产生的过冷第二附属液态空气流118在膨胀阀120中被阀膨胀至较低压力塔60的压力，并且被引入到较低压力塔62中。这里的优点在于氧的回收将与氩的回收一起得到改善。
由富氧液态塔底产物70组成的富氧液体流122可被分成第一富氧液体流124和第二富氧液体流126。第一富氧液体流124在泵128中被泵送至超临界压力从而产生了泵送液氧流130。第二富氧液体流126是可选的，并且可以作为产物。备选地和/或另外，泵送液氧的一部分可以作为产物。此后，泵送液氧流130在较高压力热交换器28内被加热至超临界温度，从而使得氧产物流132作为超临界流体被排出。
如上文提到的那样，为了减小空气流的增压所需的压力，由富氮液体流68的一部分形成的液氮流133在较高压力热交换器28内被气化，从而在压力下产生氮产物流134。 尽管此类流图示为具有与富氮液体流68相同的压力，但如果需要较高压力的氮时，则液氮流133可被泵送至低于此类流中所含氮的超临界压力的压力。然而，重要的是，氮处于使得其实际上在加热期间气化的压力下。还应注意的是，由富氮液体流68的另一部分组成的另一股液氮流136可在过冷单元76内被过冷，并且作为可选的液氮产物流138。然而，液氮流133应构成未作为回流流72回到较高压力塔58的富氮液体流68的一部分的至少90%。此外，液氮流133和泵送液氧流130的流量率应当是在大约0.3与大约0.90之间的比例。在这点上，在较高压力热交换器28内加热的泵送液氧流或泵送液氧流的一部分，应当构成富氧液体流122的流量率的至少90%。在0.90的比例以上，氧产量将下落至除此之外在没有气化氮的产量时产生的氧产量的大约94%。如将讨论的那样，下限为对能够使增压空气流32的增压降低不会产生有意义的影响的极限。应当指出的是，此类氮流量率可借助于具有用于流动通路的适当地确定尺寸的装置(诸如管路和热交换器等)的阀进行控制。当泵送氮时，泵的流量和压头特征控制氮的流量率。此外，液氮流133可被泵送得够长，使得其不会被泵送超过大约34绝对巴的超临界压力。
参照图2可最佳地阐述0.3的下限。如图2中所示出的那样，80绝对巴的泵送液氧流随着在变化的比例下的液氮流的气化而被加热至超临界温度。在所有情况下，出于计算的目的假定了低液态产物率。因为很明显，低于0.30存在拐点，其中曲线不再为线性。同样，在低于大约0.30的氮与氧的比例下，存在逐渐减小的使液氮气化的效果。
图3图示了热交换器内的复合加热曲线和复合冷却曲线，诸如处于大约0.85的比例下的较高压力热交换器28，而泵送氧在80绝对巴的压力下被加热至超临界温度。增压空气流的优化压力是68绝对巴。在图4中，比例减小至0.0。因为很明显，优化空气压力是110绝对巴。如图5中所示出的那样，使用了0.2的氮与氧的比例。优化空气压力是92绝对巴。应当指出的是，在图4和图5中，尽管该压力比图3中的更高，但是用以压缩空气和形成增压空气流所需的能量小于图3中的能量，因为存在与使液氮气化相关联的损失并且需要更多的增压空气流量。然而，在从高压塔或低压塔提取作为蒸气的氮并且氮未在热交换器28内被泵送和气化时为了输送相同比率的加压氮，必须代之以在外部压缩氮。当这种情形时，消除了与较高增压空气流量相关联的大部分能量损失。能量损失必须针对热交换器的成本和可用性以及用于附加的氮压缩机的成本(如果需要的话)而保持平衡，除此之外该热交换器将需要经受住诸如增压空气流32等增压空气流的高压。因此，在所有其他都相等的情况下，使用液氮将允许增压空气流32的较低压力。
参看图3，例如，液氮流在恒定的温度下气化，造成了冷端附近的冷复合曲线的平区段。泵送液氧的压力等于或超过氧的临界压力(大约51绝对巴)。因此，不同于液氮流，泵送氧流不会在其加温时沸腾。然而，存在超临界氧“假沸腾”的区域，在该区域中其热容量显著较高。对于图3中的冷复合曲线，这在氧的临界温度(155K)附近开始的较平区域中可观察到。通过图3、图4和图5，液氮流的流量对冷复合温度分布图(profile)具有较大影响。例如，在图3中，泵送氧流在大约0.45的负荷(duty)下开始“假沸腾”。在图4中，在液氮流的流量为零的情况下，泵送氧流在大约0.30的负荷下开始“假沸腾”。在增压空气流的优化压力下(由图3至图5中的热复合曲线表示)，在氧的临界温度附近存在最低温度差趋近(temperature difference approach)。作为优选，该趋近温度差为大约1.0K，但可低至0.5K或高达5.0K。取决于氧压力，该最低温度差存在于150K与180K之间的范围内。其他最低温度差也可同时存在于热交换器内，例如，热端附近。该优化设计条件最大限度地减小了用于给定总热交换器表面面积的总能量消耗(power consumption)。另外，热复合曲线和冷复合曲线之间的面积几乎被最大限度地减小。由于在热复合流和冷复合流之间的热传递大部分是热动力可逆的，故在此条件下最大限度地减小了能量消耗。为了达到该条件，增压空气流的压力被优化。因此，对于液氮流的较高比率，增压空气流的优化压力是较低的，从而影响了热复合曲线的形状。对于图3，增压空气流的优化压力为68绝对巴，对于图4其为110绝对巴，对于图5其为92绝对巴。增压空气流的较低压力导致与超临界增压空气流的“假冷凝”相关的热复合曲线中的更多拐折。这让在150K至180K的趋近温度差减小至液氮流的较高比率下的优化值。在将增压空气流的压力进一步降低至优化条件(optimum)以下时，在150K至180K下保持正温度差变得不可能发生，因为对于成组热交换器来说在热复合曲线中存在太多拐折。因此，当增压空气流的压力略微降低至其优化值以下时，所需的热传递对于成组热交换器来说变得不可实行。对于非成组热交换器来说，进一步降低增压空气流的压力是有可能的，但其需要的流量随后增大使得能量消耗增加。
由较低压力塔60的富氮蒸气塔顶产物组成的氮蒸气流140优选地被分成第一氮蒸气流142和第二氮蒸气流144。第一氮蒸气流142被引入到过冷单元76中用于此类单元所需的过冷负荷，然后在较低压力热交换器22内完全被加温。第二氮蒸气流144被引入到较高压力热交换器28中，完全被加温，并且作为废氮流146被排出。第一氮流142和第二氮流144的流量率应以已知的方式被选出以优选地平衡较高压力热交换器28和较低压力热交换器22的温度分布图。这是以避免热交换器28和22中的紧密的温度趋近(tight temperature approach)并且为最大限度地减小所需的热传递表面为目标而完成的。在已经完全被加温之后，第一氮流142可被分成再生流148，再生流148用于使预纯化单元18内的吸附剂再生，而其余的作为废氮流150被排出。应当注意的是，较高压力热交换器内的第二氮流144将不会对上文阐明的氮与氧的比例产生影响。
如所图示的，如果在较高压力下期望如此，则产生的氮产物流132可通过压缩机152部分被压缩从而产生高压氮流154。因此，氮产物流132的其余部分可作为较低压力氮流156。
下表为依据本发明的空气分离装备1的运转的模拟实例。
表
Figure 863304DEST_PATH_IMAGE002
注意：
1.   在较低压力热交换器22内完全被加热之后的流142
2.   在增压压缩机42之后并且在进入较低压力热交换器22之前的流40
3.   在较低压力热交换器22内部分被冷却之后的流40
4.   在后冷却机34之后并且在进入较高压力热交换器28之前的流32
5.   在过冷单元76内被过冷之后的流90。
尽管已经参考优选实施例描述了本发明，但是如本领域技术人员将认识到的，在不脱离如所附权利要求所阐明的本发明精神和范围的情况下，可以做出许多的改变、添加和省略。

Claims (17)

1. 一种分离空气的方法，所述方法包括：
在低温精馏过程内分离所述空气，所述低温精馏过程包含在具有较高压力塔和较低压力塔的空气分离单元中使压缩、纯化和冷却空气精馏，通过与热交换器内的至少一股增压空气流进行间接热交换而加热至少一部分的泵送液氧流并且气化液氮流，泵送由所述较低压力塔中产生的富氧液态塔底产物组成的富氧流的至少一部分以产生所述泵送液氧流，以及由针对部分气化富氧液态塔底产物、通过使所述较高压力塔的富氮蒸气塔顶产物冷凝而形成的未用作为回流的富氮液体流的一部分来产生所述液氮流；
所述泵送液氧流的至少一部分具有超临界压力并且被加热至超临界温度，从而产生了作为超临界流体的氧产物且构成了所述富氧流的至少大约90%，所述液氮流的至少一部分具有亚临界压力并且构成了所述富氮液体流的一部分的至少大约90%；以及
所述液氮流和至少一部分的所述泵送液氧具有在大约0.3与大约0.90之间的比例的流量率；以及
所述增压空气流具有增压和流量率，所述增压低于如果在所述热交换器内不存在与所述液氮流间接热交换时按所述流量率除此之外需要的增压。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述热交换器是成组热交换器装置的较高压力热交换器。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中：
含氩蒸气流从所述较低压力塔中被去除，并且在氩塔中被精馏以产生富氩蒸气塔顶产物和含氧液态塔底产物；
所述富氩蒸气塔顶产物被冷凝以产生被引入到所述氩塔中的氩回流流；
富氩产物流从所述氩塔中被去除；以及
由所述含氧液态塔底产物组成的含氧液体流被引入到所述较低压力塔中。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中：
由在所述较高压力塔中产生的粗液氧塔底产物组成的粗液氧流被过冷；
在已经被过冷之后，所述粗液氧流的至少一部分被阀膨胀并且被引入到连接至所述氩塔的氩冷凝器中以冷凝富氩蒸气流，从而部分气化所述粗液氧流并且形成气相和液相；
由所述气相和所述液相组成的气相流和液相流被引入到所述较低压力塔中；
由所述增压空气流的液化形成的液态空气流被膨胀并且被分成第一附属液态空气流和第二附属液态空气流；
所述第一附属液态空气流被引入到所述较高压力塔中；
所述第二附属液态空气流被引入到所述氩冷凝器中并因此被过冷；以及
在已经被过冷之后，所述第二附属液态空气流被膨胀并且被引入到所述较低压力塔中。
5. 根据权利要求2或权利要求4所述的方法，其中：
通过在主空气压缩机中压缩进给空气流且在其压缩之后在预纯化单元中纯化所述空气，所述空气被压缩并且被纯化从而形成了压缩和纯化空气流；
所述压缩和纯化空气流的第一部分在所述成组热交换器装置的较低压力热交换器中被冷却至适用于其精馏的温度，并且被引入到所述较高压力塔中；以及
所述压缩和纯化空气流的第二部分的至少一部份在增压压缩机中被压缩以形成所述增压空气流。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中：
所述压缩和纯化空气流的第三部分进一步被压缩，在所述较低压力热交换器中部分被冷却，并且在涡轮膨胀机中被膨胀以产生排出流；以及
所述排出流与所述压缩和纯化空气流的第一部分一起在所述较高压力塔内被精馏。
7. 根据权利要求5所述的方法，其中：
所述压缩和纯化空气流的第二部分的一部份在所述增压压缩机中被压缩，从而形成所述增压空气流；以及
所述压缩和纯化空气流的第三部分由在所述增压压缩机的中间级中部分被压缩之后的所述压缩和纯化空气流的第二部分的另一部份组成，并且在另一个增压压缩机中进一步被压缩。
8. 根据权利要求5所述的方法，其中：
所述富氮液体流的另外一部分作为回流被引入到所述较高压力塔中；
具有低于所述富氮液体流的氮纯度的含氮回流流被过冷、被膨胀并且作为回流被引入到所述较低压力塔中；
由所述较低压力塔的塔顶产物组成的较低压力氮蒸气流使所述含氮回流流和所述粗液氧流在过冷器中通过间接热交换过冷；以及
所述较低压力氮蒸气流被分成分别被引入到所述较高压力热交换器和所述较低压力热交换器中的第一附属较低压力氮蒸气流和第二附属较低压力氮蒸气流，以平衡冷端温度。
9. 根据权利要求5所述的方法，其中所述液氮流和所述富氮液体流具有相同的压力。
10. 一种用于分离空气的设备，所述设备包括：
低温空气分离装备，其包含：空气分离单元，其具有较高压力塔和较低压力塔以精馏所述空气；热交换器，其被构造成从增压空气流至具有超临界压力的泵送液氧流的至少一部分和液氮流间接地交换热量，从而将所述泵送液氧流加热至超临界温度且形成作为超临界流体的氧产物，并且气化所述液氮流且形成作为蒸气的氮产物；以及泵，其被定位在所述热交换器与所述较低压力塔之间，使得由所述较低压力塔中产生的富氧液态塔底产物组成的富氧流的至少一部分被加压至所述超临界压力，并且所述泵送液氧流的至少一部分构成所述富氧流的至少大约90%；
所述热交换器与冷凝器重沸器流动连通，所述冷凝器重沸器与所述较高压力塔和所述较低压力塔能操作地相关联，使得所述液氮流由针对部分气化所述冷凝器重沸器内的所述富氧液态塔底产物、通过使所述较高压力塔的富氮蒸气塔顶产物冷凝所产生的未用作为回流的富氮液体流的一部分的至少大约90%组成，并且具有亚临界压力；
所述空气分离装备被构造成使得所述液氮流和所述泵送液氧流的至少一部分具有在大约0.3与大约0.90之间的比例的流量率；以及
所述增压空气流通过增压压缩机而产生，所述增压压缩机被构造成使得所述增压空气流具有流量率和增压，所述增压低于如果在所述热交换器内不存在与所述液氮流间接热交换时按所述流量率除此之外需要的增压。
11. 根据权利要求10所述的设备，其中所述热交换器是成组热交换器装置的较高压力热交换器。
12. 根据权利要求11所述的设备，其中：
氩塔被连接至所述较低压力塔，使得含氩蒸气流从所述较低压力塔中被去除，并且在所述氩塔中被精馏以产生富氩蒸气塔顶产物和含氧液态塔底产物，且由所述含氧液态塔底产物组成的含氧液体流被引入到所述较低压力塔中；
氩冷凝器被连接至所述氩塔，使得所述富氩蒸气塔顶产物被冷凝以产生被引入到所述氩塔中的氩回流流；以及
所述氩塔具有出口以从所述氩塔排出富氩产物流。
13. 根据权利要求12所述的设备，其中：
过冷单元被连接至所述较高压力塔，使得由所述较高压力塔中产生的粗液氧塔底产物组成的粗液氧流被过冷；
所述氩冷凝器被连接至所述过冷单元，并且第一膨胀阀被定位在所述氩冷凝器与所述过冷单元之间，使得在已经被过冷之后所述粗液氧流的至少一部分在所述第一膨胀阀中被阀膨胀并且被引入到所述氩冷凝器中以冷凝富氩蒸气流，并因此部分气化所述粗液氧流的至少一部分并且形成气相和液相；
所述氩冷凝器被连接至所述较低压力塔，使得分别由所述气相和所述液相组成的气相流和液相流被引入到所述较低压力塔中；
液体膨胀机被连接至所述较高压力热交换器，使得通过所述增压空气流的液化而产生的液态空气流被膨胀；
所述液体膨胀机被连接至所述较高压力塔和所述氩冷凝器，使得由所述液态空气流的一部分组成的第一附属液态空气流被引入到所述较高压力塔中，而由所述液态空气流的另一部分组成的第二附属液态空气流被引入到所述氩冷凝器中；
所述氩冷凝器被构造成使所述第二附属液态空气流过冷，并且被连接至所述较低压力塔，使得在已经被过冷之后所述第二附属液态空气流被引入到所述较低压力塔中；以及
第二膨胀阀被定位在所述氩冷凝器与所述较低压力塔之间，以使所述第二附属液态空气流阀膨胀。
14. 根据权利要求13所述的设备，其中：
主空气压缩机压缩进给空气流，并且预纯化单元被连接至所述主空气压缩机，从而在已经被压缩之后通过所述进给空气流形成了压缩和纯化空气流；
所述成组热交换器装置具有定位在所述预纯化单元与所述较高压力塔之间的较低压力热交换器，使得所述压缩和纯化空气流的第一部分被冷却至适用于其精馏的温度，并且被引入到所述较高压力塔中；以及
增压压缩机被定位在所述预纯化单元与所述较高压力热交换器之间，使得所述压缩和纯化空气的第二部分的至少一部份在所述增压压缩机中进一步被压缩以形成所述增压空气流。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中：
所述增压压缩机被构造成压缩所述压缩和纯化空气流的第二部分的一部份，以产生所述增压空气流并且排出所述压缩和纯化空气流的第三部分，所述压缩和纯化空气流的第三部分由来自于所述增压压缩机的中间级的所述压缩和纯化空气流的第二部分的另一部份组成；
另一个增压压缩机被定位在所述中间级与所述较低压力热交换器之间，使得所述压缩和纯化空气流的第三部分进一步被压缩并且被引入到所述较低压力热交换器中；
所述较低压力热交换器被构造成部分冷却所述压缩和纯化空气流的第三部分；
涡轮膨胀机被连接至所述较低压力热交换器，以使所述压缩和纯化空气流的第三部分膨胀，并因此产生排出流；
所述涡轮膨胀机与所述较高压力塔流动连通，使得所述排出流与所述压缩和纯化空气流的第一部分一起在所述较高压力塔内被精馏。
16. 根据权利要求14所述的方法，其中：
所述冷凝器重沸器被连接至所述较高压力塔，使得所述富氮液体流的另外一部分作为回流被引入到所述较高压力塔中；
所述过冷单元被连接至所述较高压力塔，使得具有低于所述富氮液体流的氮纯度的含氮回流流从所述较高压力塔被排出，并且在所述过冷单元中被过冷；
所述过冷单元被连接至所述较低压力塔，使得所述含氮回流流作为回流被引入到所述较低压力塔中；
第三膨胀阀被定位在所述过冷器与所述较低压力塔之间，使得所述含氮回流流在所述第三膨胀阀内被膨胀；
所述过冷器还被连接至所述较低压力塔，使得由所述较低压力塔的塔顶产物组成的较低压力氮蒸气流通过间接热交换使所述含氮回流流和所述粗液氧流过冷；以及
所述较高压力热交换器和所述较低压力热交换器被连接至所述过冷器，使得由所述较低压力氮蒸气流组成的第一附属较低压力氮蒸气流和第二附属较低压力氮蒸气流分别被引入到所述较高压力热交换器和所述较低压力热交换器中以平衡温度。
17. 根据权利要求11或权利要求16所述的设备，其中所述较高压力热交换器与所述冷凝器重沸器流动连通，使得所述液氮流和所述富氮液体流具有相同的压力。
CN201180049163.3A 2010-08-12 2011-07-19 空气分离方法及设备 Pending CN103827612A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/855313 2010-08-12
US12/855,313 US20120036891A1 (en) 2010-08-12 2010-08-12 Air separation method and apparatus
PCT/US2011/044460 WO2012021263A2 (en) 2010-08-12 2011-07-19 Air separation method and apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103827612A true CN103827612A (zh) 2014-05-28

Family

ID=44583382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180049163.3A Pending CN103827612A (zh) 2010-08-12 2011-07-19 空气分离方法及设备

Country Status (5)

Country Link
US (2) US20120036891A1 (zh)
EP (1) EP2603755A2 (zh)
JP (1) JP2014510247A (zh)
CN (1) CN103827612A (zh)
WO (1) WO2012021263A2 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106016969A (zh) * 2015-03-13 2016-10-12 林德股份公司 通过低温空气分离产生氧的系统和方法
CN112969896A (zh) * 2018-10-26 2021-06-15 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 板翅式热交换器组件
CN115461584A (zh) * 2020-05-11 2022-12-09 普莱克斯技术有限公司 用于从中压低温空气分离单元回收氮、氩和氧的系统和方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8899075B2 (en) * 2010-11-18 2014-12-02 Praxair Technology, Inc. Air separation method and apparatus
EP2551619A1 (de) * 2011-07-26 2013-01-30 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Druckstickstoff und Drucksauerstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft
CN104776685A (zh) * 2014-03-19 2015-07-15 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 一种低氧液氮制备方法及其系统
JP7003236B2 (ja) 2017-09-29 2022-01-20 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー 高圧膨張プロセスによる天然ガス液化
CN108036584A (zh) * 2017-12-28 2018-05-15 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 通过低温精馏从空气中生产高纯氮、氧气和液氧的方法及设备
CN108120226A (zh) * 2017-12-28 2018-06-05 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 通过低温精馏从空气中生产高纯氮和氧气的方法及设备
WO2019127343A1 (zh) * 2017-12-29 2019-07-04 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 一种基于深冷精馏生产空气产品的方法及设备
US10663223B2 (en) 2018-04-25 2020-05-26 Praxair Technology, Inc. System and method for enhanced recovery of argon and oxygen from a nitrogen producing cryogenic air separation unit
US10816263B2 (en) 2018-04-25 2020-10-27 Praxair Technology, Inc. System and method for high recovery of nitrogen and argon from a moderate pressure cryogenic air separation unit
US10981103B2 (en) 2018-04-25 2021-04-20 Praxair Technology, Inc. System and method for enhanced recovery of liquid oxygen from a nitrogen and argon producing cryogenic air separation unit
US10663224B2 (en) * 2018-04-25 2020-05-26 Praxair Technology, Inc. System and method for enhanced recovery of argon and oxygen from a nitrogen producing cryogenic air separation unit
US10663222B2 (en) 2018-04-25 2020-05-26 Praxair Technology, Inc. System and method for enhanced recovery of argon and oxygen from a nitrogen producing cryogenic air separation unit
EP4150276A1 (en) 2020-05-15 2023-03-22 Praxair Technology, Inc. Integrated nitrogen liquefier for a nitrogen and argon producing cryogenic air separation unit
US11619442B2 (en) 2021-04-19 2023-04-04 Praxair Technology, Inc. Method for regenerating a pre-purification vessel

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52106369A (en) * 1976-03-05 1977-09-06 Hitachi Ltd Separation of high pressure nitrogen gas from air separation apparatus
CN101324395A (zh) * 2007-06-15 2008-12-17 普莱克斯技术有限公司 空气分离方法和装置
CN101479550A (zh) * 2006-03-10 2009-07-08 普莱克斯技术有限公司 低温空气分离系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5148680A (en) * 1990-06-27 1992-09-22 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Cryogenic air separation system with dual product side condenser
GB9405072D0 (en) * 1994-03-16 1994-04-27 Boc Group Plc Air separation
US5682765A (en) * 1996-12-12 1997-11-04 Praxair Technology, Inc. Cryogenic rectification system for producing argon and lower purity oxygen
JP3715497B2 (ja) * 2000-02-23 2005-11-09 株式会社神戸製鋼所 酸素の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52106369A (en) * 1976-03-05 1977-09-06 Hitachi Ltd Separation of high pressure nitrogen gas from air separation apparatus
CN101479550A (zh) * 2006-03-10 2009-07-08 普莱克斯技术有限公司 低温空气分离系统
CN101324395A (zh) * 2007-06-15 2008-12-17 普莱克斯技术有限公司 空气分离方法和装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106016969A (zh) * 2015-03-13 2016-10-12 林德股份公司 通过低温空气分离产生氧的系统和方法
CN106016969B (zh) * 2015-03-13 2020-01-17 林德股份公司 通过低温空气分离产生氧的系统和方法
CN112969896A (zh) * 2018-10-26 2021-06-15 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 板翅式热交换器组件
CN112969896B (zh) * 2018-10-26 2023-05-02 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 板翅式热交换器组件
CN115461584A (zh) * 2020-05-11 2022-12-09 普莱克斯技术有限公司 用于从中压低温空气分离单元回收氮、氩和氧的系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012021263A3 (en) 2014-07-31
EP2603755A2 (en) 2013-06-19
US20120036891A1 (en) 2012-02-16
WO2012021263A2 (en) 2012-02-16
JP2014510247A (ja) 2014-04-24
US20120036892A1 (en) 2012-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103827612A (zh) 空气分离方法及设备
US20160025408A1 (en) Air separation method and apparatus
US20200149808A1 (en) Air separation method and apparatus
JP5694363B2 (ja) 極低温蒸留による空気の分離のための方法およびユニット
CN102047057A (zh) 分离空气的方法和设备
US20090320520A1 (en) Nitrogen liquefier retrofit for an air separation plant
CA2058847C (en) Air separation
US20220146195A1 (en) Method for flexible recovery of argon from a cryogenic air separation unit
CN101535755B (zh) 低温空气分离系统
US20210372698A1 (en) Enhancements to a dual column nitrogen producing cryogenic air separation unit
US9726427B1 (en) Liquid nitrogen production
EP0949474A2 (en) Separation of air
CN104685310A (zh) 空气分离方法和设备
US7114352B2 (en) Cryogenic air separation system for producing elevated pressure nitrogen
CN1038514A (zh) 生产高压氧和高压氮的空气分离流程
US10359231B2 (en) Method for controlling production of high pressure gaseous oxygen in an air separation unit
US20210372697A1 (en) Enhancements to a dual column nitrogen producing cryogenic air separation unit
US20120125044A1 (en) Feed compression method and apparatus for air separation process
CN115485519A (zh) 用于产生氮和氩的低温空气分离单元的集成式氮液化器
US20210372696A1 (en) Enhancements to a dual column nitrogen producing cryogenic air separation unit
CN220541530U (zh) 利用中压空气生产多种液体产品的三膨胀空分装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140528