CN1130753A - 空气分离方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于低温精馏空气分离的领域，应用低温精馏的原理分离空气以制取氧、氮、氩气的方法及设备。它是一种超低压流程，在极低的能耗条件下，通过单级精馏设备制取含氧为2％～3ppm的纯氮产品，还能制取含氧为60～99.5％富氧产品，或者通过一只压力塔和一只低压塔的精馏设备制取含氧量99.99～99.999％高纯氧产品，同时还能制取含氧为2％～3ppm的纯氮产品。提出在压力塔制取粗氩的方法及设备，对氧、氮、氩均有极高的提取率。

Description

空气分离方法及设备

本发明涉及一种空气分离的方法及设备，具体地说是采用低温精馏的原理分离空气，制取氧、氮、氩等气体的方法和设备。

空气分离是采用精馏塔来完成的，美国专利US4662918公开了一种采用单级精馏塔来制取高纯氮的方法及设备。该流程把一部分已获得的纯氮气增压预冷后，再进入精馏塔的压力塔内所设置的换热器中，加热釜中的液体空气和回流液，使液体空气的含氧量达50～80％，这样的塔顶可获得更多的高纯氮气，但是由于氮气的再次压缩，因此设备繁多，工艺流程复杂，致使能耗增加；德国专利DE3610973A1公开了一种带着增压机膨胀的单级精馏塔流程制取99.9999％的高纯氮气。这种空气分离方法把压缩到6bar压力的原料空气经分子筛吸附器后分成二路，其中40％的净化原料空气进入主换热器，被冷却到约100K温度后，进入精馏塔底部所设置的蒸发器通道内加热塔釜内的液体空气出蒸发器后，再减压到4bar压力后进入精馏塔中部：另一路约占60％的原料空气在膨胀机的增压机中增压7bar压力后，再进入主换热器中被返流气体冷却到120K温度后时入膨胀机中作绝热膨胀，膨胀至4bar压力后进入精馏塔内，精馏塔底部获得含氧较高的液体空气引出塔后，再经过冷器过冷进入精馏塔顶部所设置的冷凝蒸发器内作塔的冷源，在精馏塔顶部可获得99.9999％的高纯氮气。该发明的不足之处的由于富氧中含氧量不高，因此纯氮的提取率也不高：其二，不能生产含氧在60～90％的低纯度氧。其三，纯氮产品中氩含量较高。

美国专利US4560397中公开了一种采用双级精馏塔制取高纯氧的流程，其主要特征是在精馏塔的压力塔顶部和低压塔底部均设置一只冷凝器，当原料空气进入压力塔底部时，在塔底可获得含量氧为40％左右的的富氧液体空气，其中一部分富氧液体空气减压降温后进入压力塔顶部的冷凝器中作冷源，以冷凝压力塔之上升气体，另一部分富氧液体空气则减压降温后进入低压塔顶部作回流液，在低压塔底部的冷凝器中通入来自压力塔顶部的气氮作热源，加热从低压塔中回流下来的富氧液体空气，被冷凝的液氮仍加在入压力塔顶部作回流液，在塔中精馏后，在低压塔底部可获得纯氧产品，低压塔冷凝器中的部分液氧经一只液体泵加压后进入压力塔顶部的冷凝器，与从压力塔底来的液体空气汇合作压力塔的冷源，压力塔顶部冷凝器所蒸发的气体作为膨胀气源经绝热膨胀后出塔，在压力塔顶部获得一部分压力纯氮气产品：由此可知该发明的不足之处，其一，由于膨胀气体和低压塔顶部所排出的废气均是含氧约24％的富氧气体，因此高纯氧的提取率不高：其二，压力塔工作压力较高：其三，在压力塔上不能提取粗氩。其四，由于氩的存在影响了氧的纯度，在高纯氧气中含氩量高达10ppm。总之，该发明的气体分离效果差，纯产品量少，相应能耗也较高。

鉴于上述公知的技术不足，本发明的任务是提出一种改进的空气分离方法及设备，它在极低的能耗条件下，通过单级精馏设备制取含氧为2％～3ppm氮产品，还能制取含氧为60～99.5％的氧产品或者通过一只压力塔、一只低压塔的精馏设备制取全部含氧为99.99～99.999％的高纯氧产品，同时还能制取含氧为2％～3ppm纯氮产品，以及提出在压力塔制取粗氩的方法及设备，对氧、氮、氩均有特别高的提取率。

本发明的任务是用下列方法来解决的：一种低温精馏的空气分离方法，其特征在于在压力塔底部设置蒸发器，在压力塔顶部设置冷凝器和在压力塔内设置有辅助冷凝器组，被压缩的原料空气冷却后进入分子筛吸附器中除去水份，二氧化碳，乙炔及其他部分碳氢化合物形成净化原料空气，通过主换热器冷却后的一部分原料空气进入压力塔底部的蒸发器中作加热气源加热液体空气，原料空气被冷却后出蒸发器，再在过冷器中被部分液化后，进入压力塔中部进行精馏分离；另一部分压缩原料空气在主换热器前或进入主换热器后引出，进入膨胀机作绝热膨胀，膨胀后的原料空气在主换热器冷却后再进入压力塔釜的蒸发器另一通道中作加热气源，被冷却后的原料空气出蒸发器后进入过冷器中被再次冷却，然后进入压力塔中部进行精馏分离，在原料空气入口处与蒸发器之间设有塔板段或填料物。在压力塔顶部设置的冷凝器和在压力塔内设置辅助冷凝器组冷凝器塔内上升气体，由压力塔顶冷凝器被冷凝的纯液氮引出塔后，经换热器过冷减压后，进入冷凝器低压侧和辅助冷凝器通道内作塔的冷源，当塔内所设置的辅助冷凝器组通入来自塔顶冷凝器中一定数量的低温液氮和通入来自塔顶冷凝器所蒸发的氮气时，上升气体中的氧根据塔内的精馏平衡原理逐一在辅助冷凝器中被冷凝，形成足够的回流液，并与设置在塔内的塔板或填料物上与上升气体进行精馏，这样上升气体中的氧逐渐被冷凝，最后在塔顶的冷凝器中获得高纯液氮和气氮。在塔釜可获得富氧或纯氧液体。在冷凝器二侧可由极小的压力差来获得足够的冷凝温差。应该指出在塔内所设置的辅助冷凝器越多，冷凝效果越好，限于篇幅本发明仅示出二只辅助冷凝器。

本发明的所涉及的空气分离设备流程分为空气膨胀流程和分离气体膨胀流程，空气膨胀流程是来自分子筛吸附器出口的原料空气进入主换热器冷却一定温度后，引出部分原料空气进入膨胀机作绝热膨胀，或从分子筛吸附器出口引出这部分原料空气进入膨胀机作绝热膨胀的，膨胀气体在主换热器中被冷却后与原料空气一起进入压力塔蒸发器中作加热气体，然后再经过冷却器中被进一步冷却后进入压力塔中部。而分离气体膨胀流程，则在塔内精馏分离后的带压气体，在换热器组复热至常温或一定温度后进入膨胀机作绝热膨胀的，直接或在主换热器被冷却后进入压力塔蒸发器中作加热气体，然后在主换器复热后出装置，或者在主换热器中部引出部分分离气体，进入压力塔蒸发器作热源。

设有增压机膨胀的空气分离设备流程，则从分子筛吸附器引出的常温原料空气或被分离的带压气体复热至常温后，进入增压机中增压后进入膨胀机中作绝热膨胀，或者进入主换热器中冷却至一定温度后，再进入膨胀机中作绝热膨胀。膨胀气体直接或在主换热器被冷却后进入压力塔底部蒸发器中作加热气体，加热塔底的液体空气，蒸发器内冷却的膨胀空气再经过冷器冷却或液化后进入压力塔中部；而被分离的膨胀气体在蒸发器内冷却后，则进入主换热器复热后出装置。

对于提氩的空气流程而言，粗氩塔顶部设置，冷凝器引入压力塔顶部的冷凝液氮作塔的冷源，并由压力塔净化原料空气入口处下部所设置的塔板段氩富集区引出一部分氩馏份液体进入粗氩塔下部作原料气，在塔内精馏后，粗氩塔顶冷凝器中排出少量废气，粗氩塔底部的液体仍回入压力塔内，粗氩气则在粗氩塔的顶部引出。

本发明中压缩空气的压力是极低的，压缩空气的压力主要取决于膨胀机的膨胀效率所获得的冷量必须满足本装置的热量平衡。

一种低温精馏的空气分离设备，精馏塔为一只压力塔，一只低压塔的空气分离设备流程，它是以单级精馏塔为基础的，低压塔则由上冷凝器，塔体，下冷凝器所组成的。低压塔顶前设置冷凝器，由压力塔顶部所引出的纯液氮经过冷器过冷，再经减压阀减压降温后进入冷凝器低压侧作冷源，低压塔底部设有冷凝器，引出压力塔顶部的压力不纯氮气进入其冷凝器氮侧作热源，加热上部液氧，被冷凝的液氮或不纯液氮相应回入压力塔顶部或中部。由于进入低压塔顶纯液氮不再与液空接触，因此在塔底可获得极高纯度的氧产品，同样，由于不纯氮气温度较高，因此可进一步降低压力塔的压力。

对于具有低温气体制冷机的流程而言，它有二种类型的流程：1.通过低温气体制冷机把出过冷器后的低温空气液化后送入精馏塔内作回流液；2.引出精馏塔下部的富氧气体液化后作低温液体产品。

本发明的任务的用下列空气分离设备流程来解决的。

精馏塔为一只压力塔的空气分离设备流程，其特征为：

a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器中除去水分、二氧化碳、乙炔及其他碳氢化合物形成净化空气。

b.净化原料空气分为二部分，其中的一部分在进入主换热器中被返流气体冷却后进入压力塔底部的蒸发器内作加热气体；另一部分则在进入主换器前或进入主换器后的空气通道引出，进入膨胀机作绝热膨胀，膨胀气体直接或进入主换热器被冷却后进入压力塔底部的蒸发器内加热气体。对于采用增压膨胀的空分流程而言，在进入主换热器前引出的压力空气进入膨胀机的增压机中被增压冷却后，再进入膨胀机作绝热膨胀的。

c.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的膨胀空气和压力原料空气，被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只过冷器被返流气体冷却或液化，被冷却的压力原料空气经减压降温后和膨胀空气一起进入压力塔中部，在净化原料空气入口处与底部蒸发器之间设置一塔板段或填料物。

d.压力塔顶部设置一只冷凝器和在压力塔内设有辅助冷凝器组，由压力塔顶部被冷凝的纯液氮经一只过冷器过冷后，再经一只减压阀减压降温后进入冷凝器低压侧作塔的冷源；由冷凝器低压侧引出的一部分纯液氮经一只阀门调节后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体出塔后与塔顶冷凝器所蒸发气体汇合后进入塔内第二只辅助冷凝器内作塔的冷源，由旁通阀调节进入过冷器的冷量，在塔顶冷凝器与第一辅助冷凝器之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入塔口之间均设有塔板段或填料物。

e.从压力塔底却塔板上引出的富氧或纯氧气体在换热器组复热后引出装置作出产品气，在塔底可获得液氧产品。

f.从塔内第二辅助冷凝器引出的低温气氮与由塔顶冷凝器引出的低温氮气经一只阀门调节后，汇合进入换热器组复热后出装置作产品气。其中一部分氮气进入分子筛吸附器中作再生气体。

精馏塔为一只压力塔的空分流程，其特征为：

a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器中除去水分、二氧化碳、乙炔及其部分碳氢化合物形成净化原料空气。

b.净化原料空气分为二部分，其中一部分在主换热器中冷却后进入压力塔底部的蒸发器内加热塔釜中的液体空气，另一部分在进入主换热器前或进入主换器后的空气通道引出，进入膨胀机作绝热膨胀，膨胀气体直接或进入主换热器冷却后再进入过冷器中被冷却或液化后进压力塔中部。对于采用增压膨胀的空分流程而言，在进入主换热器前引出的压力空气进入膨胀机的增压机中被增压冷却后，再进入膨胀机用绝热膨胀的。

c.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的压力原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只过冷器被返流气体冷却或液体后，经一只减压阀减压降温后进入压力塔中部，在净化原料空气入口处与底部蒸发器之间设置有塔板段或填料物，由压力塔底部的阀门排出少量液体。

d.压力塔顶部设置一只冷凝器和在压力塔内设有辅助冷凝器组，由压力塔顶部被冷凝的纯液氮经一只过冷器过冷后，再经一只减压阀减压降温后进入冷凝器低压侧作塔的冷源；由冷凝器低压侧引出的一部分纯液氮经一只阀门调节后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体出塔后与塔顶冷凝器所蒸发气体汇合后进入塔内第二只辅助冷凝器内作塔的冷源，由旁通阀调节进入过冷器的冷量，在塔顶冷凝器与第一辅助冷凝器之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入塔口之间均设有塔板段或填料物。

e.从压力塔底部的塔板上引出的富氧或纯氧气体在换热器组复热后引出装置后产品气。在塔底可获得液氧产品。

f.从塔内第二辅助冷凝器引出的低温气氮与由塔顶冷凝器引出的低温氮气经一只阀门调节后，汇合进入换热器组复热后出装置作产品气，其中一部分氮气进入分子筛吸附器内作再生气体。

精馏塔为一只压力塔的空分流程，其特征为：

a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器除去水份、二氧化碳、乙炔及其部分碳氢化合物形成的净化原料空气。

b.净化原料空气分为二部分，其中一部分在主换热器冷却后，进入压力塔底部的蒸发器内加热塔釜中的液体空气，另一部分则在进入主换热器前或进入主换热器后的空气通道引出，进入膨胀机作绝热膨胀，膨胀气体直接或进入主换热器冷却后再进入过冷器中被冷却后进压力塔中部。对于采用增压膨胀的空分流程而言，在进入主换热器前引出的压力空气进入膨胀机的增压机中被增压冷却后，再进入膨胀机用绝热膨胀的。

c.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的被分离的气体是(1)从塔顶部冷凝器和从辅助冷凝器引出的低压氮气经主换热器复热至一定温度后引出的，(2)或从塔底引出的富氧或纯氧气体经主换热器复热至一定温度或常温后引出的。被液体空气冷却后的分离气体，再经主换热器复热后出装置。在净化原料空气入口处与底部蒸发器之间设置一塔板段或填料物。压力塔底部排出少量液体。

d.压力塔顶部设置一只冷凝器和在压力塔内设有辅助冷凝器组，由压力塔顶部被冷凝的纯液氮经一只过冷器过冷后，再经一只减压阀减压降温后进入冷凝器低压侧作塔的冷源；由冷凝器低压侧引出的一部分纯液氮经一只阀门调节后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体出塔后与塔顶冷凝器所蒸发气体汇合后进入塔内第二只辅助冷凝器内作塔的冷源，由旁通阀调节进入过冷器的冷量，在塔顶冷凝器与第一辅助冷凝器之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入塔口之间均设有塔板段或填料物。

e.从压力塔底部塔板上引出的富氧气体在换热器组复热后引出装置作产品气。

f.从塔内的第二辅助冷凝器引出的低温气氮与从塔顶冷凝器引出的低温氮气经一只阀门调节后，汇合进入换热器组复热后出装置作产品气。其中一部分进入分子筛吸附器中作再生气体。

精馏塔为一只压力塔分离气体膨胀的空气分离设备流程，其特征为：

a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器中除去水份、二氧化碳、乙炔及其他部分碳氢化物形成净化原料空气。

b.净化原料空气进入主换热器被返流气体冷却后，进入压力塔底部的蒸发器内加热塔釜中的液体空气，再在过冷器中冷却或液化后进入压力塔中部。

c.压力塔顶部设置一只冷凝器和在压力塔内设有辅助冷凝器组，由压力塔顶部被冷凝的纯液氮经一只过冷器过冷后，再经一只减压阀减压降温后进入冷凝器低压侧作塔的冷源；由冷凝器低压侧引出的一部分纯液氮经一只阀门调节后进入塔内从上往下数起第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体出塔后与塔顶冷凝器所蒸发气体汇合后进入塔内第二只辅助冷凝器内作塔的冷源，由旁通阀调节进入过冷器的冷量，在塔顶冷凝器与第一辅助冷凝器之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入塔口之间均设有塔板段或填料物。

d.从压力塔底部引出的富氧或纯氧气体在换热器组复热后引出装置作产品气。

e.从压力塔顶部的冷凝器内蒸发的低压氮气进入液氮过冷器换热后，再进入压力塔内所设置的辅助冷凝器组换热后引出塔体，再经换热器组复热后引出装置，一部分作低压氮气产品，另一部分作分子筛吸附器的再生气体。在压力塔顶冷凝器与第一辅助冷凝器之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入塔口之间均设有塔板段或填料物。

f.进入膨胀机的膨胀气体来源是(1)是从压力塔顶部冷凝器所蒸发的纯氮气；(2)或者是从压力塔底部引出的压力富氧气。它们在主换热器复热至一定温度或复热至常温后进入膨胀机作绝热膨胀。对于采用增压膨胀的空分流程而言，在主换热器复热后的被分离压力气体则进入膨胀机的增压机中增压后，再进入膨胀机中作绝热膨胀的，或再进入主换热器内冷却至一定温度后再进入膨胀机作绝热膨胀的，膨胀气体直接或在主换热器中被冷却后再进入压力塔底部的蒸发器作加热气源，出蒸发器后再经主换热器复热出装置作产品气。

精馏塔为一只压力塔分离气体膨胀的空分流程，其特征为：

a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器除去水份、二氧化碳、乙炔及其部分碳氢化合物形成的净化原料空气。

b.净化原料空气在主换热器中被返流气体冷却后进入压力塔中部。

c.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的被分离的气体是由二部分组成，第一部分是从塔顶部冷却器和从辅助冷凝器引出的压力氮气，在换热器组复热至一定温度或常温后进入膨胀机中作绝热膨胀的，另一部分的被分离气体是(1)从塔顶部冷凝器和从辅助冷凝器引出的低压氮气经主换热器复热至一定温度后引出的：(2)或从塔底引出的富氧或纯氧气体经主换热器复热至一定温度或常温后引出的。被液体空气冷却后的分离气体，再经主换热器复热后出装置。在净化原料空气入口处与底部蒸发器之间设置一塔板段或填料物。对于采用增压膨胀的空流程而言，在主换热器复热后的压力气体则进入膨胀机的增压机中增压后，再进入膨胀机中作绝热膨胀的，或再进入主换热器内冷却至一定温度后再进入膨胀机作绝热膨胀的，膨胀气体直接或在主换热器被冷却后再进入压力塔底部的蒸发器作加热气源，出蒸发器后再经主换热器复热出装置作产品气。

d.压力塔顶部设置一只冷凝器和在压力塔内设有辅助冷凝器组，由压力塔顶部被冷凝的纯液氮经一只过冷器过冷后，再经一只减压阀减压降温后进入冷凝器低压侧作塔的冷源；由冷凝器低压侧引出的一部分纯液氮经一只阀门调节后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体出塔后与塔顶冷凝器所蒸发气体汇合后进入塔内第二只辅助冷凝器内作塔的冷源，由旁通阀调节进入过冷器的冷量，在塔顶冷凝器与第一辅助冷凝器之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入塔口之间均设有塔板段或填料物

e.从压力塔底部塔板上引出的富氧气体在主换热器复热后引出装置作产品气。

f.从塔内的第二辅助冷凝器引出的低温气氮与从塔顶冷凝器引出的低温氮气经一只阀门调节后，汇合进入换热器组复热后出装置作产品气。其中一部分进入分子筛吸附器中作再生气体。

精馏塔为一只压力塔，并带有低温气体制冷机的空气分离设备流程，其特征为：

a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器中除去水份、二氧化碳、乙炔及其他部分碳氢化合物形成净化原料空气。

b.净化原料空气进入主换热器后被返流气体冷却后，进入压力塔底部的蒸发器内加热液体空气。

c.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的净化原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只过冷器被返流气体冷却或液化后分成二部分，其中一部分经减压降温后进入压力塔中部：另一部分则进入一只低温气体制冷机中被液化后进入压力塔中部作回流液。在净化原料空气入口处与底部蒸发器之间设有一塔板段或填料物。

d.压力塔顶部设置一只冷凝器和在压力塔内设有辅助冷凝器组，由压力塔顶部被冷凝的纯液氮经一只过冷器后，再经一只减压阀减压降温后进入冷凝器低压侧作塔的冷源：由冷凝器低压侧引出的一部分纯液氮经一只阀门调节后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体出塔后与塔顶冷凝器所蒸发气体汇合后进入塔内第二只辅助冷凝器内作塔的冷源，由旁通阀调节进入过冷器的冷量。在塔顶冷凝器与第一辅助冷凝器之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入塔口之间均设有塔板段或填料物。

e.从压力塔底部或塔板上引出的富氧气体在主换热器复热后引出装置作产品气。

f.从第二辅助冷凝器引出的低温气氮和调节阀来低温气氮汇合后，再进入换热器组复热后引出装置作纯氮产品。其中一部分进入分子筛吸附器中作再生气体。

g.从压力塔顶部可获得一部分纯液产品，从压力塔底部可获得富液空产品。

精馏塔是一只压力塔，并带有低温气体制冷机的空气分离设备流程，其特征为：

a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器中除去水份、二氧化碳、乙炔及其他部分碳氢化合物形成净化原料空气。

b.净化原料空气进入主换热器后被返流气体冷却后再进入压力塔底部的蒸发器内加热液体空气。

c.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的压力原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只过冷器中被返流气体冷却液化后，经一只减压阀减压降温后进入压力塔中部，在净化原料空气入口处与底部蒸发器之间设置一塔板段或填料物。

d.压力塔顶部设置一只冷凝器和压力塔内设有辅助冷凝器组，由压力塔顶部被冷凝的纯液氮经一只过冷器过冷后，再经一只减压阀减压降温后进入冷凝器低压侧作塔的冷源，由冷凝器低压侧引出的一部分纯液氮经一只阀门调节后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内作塔的冷源，其蒸发气体出塔后与塔顶冷凝器所蒸发气体汇合进入塔内第二只辅助冷凝器内和塔的冷源，由旁通阀调节进入过冷器的冷量，在塔顶冷凝器与第一辅助冷凝器之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入塔口之间设有塔板段或填料物。

e.从第二辅助冷凝器引出的低温气氮和调节阀来低温气氮汇合后，再进入换热器组复热后引出装置作纯氮产品。

f.从压力塔底部的塔板上引出的富氧或纯氧气体进入一只低温气体制冷机中被液化后进入一只液槽中作产品气，由塔底引出的富氧气体与从液槽来的少量液体混合后，进入主换器中复热后作产品气。引出其中的一部分氮气进入分子筛吸附器中作再生气体。

9.从压力塔顶部的液槽中引出一部分液氮产品，从压力塔釜底部可排出少量富氧液体。

精馏塔为一只压力塔，一只低压塔的空气分离设备流程，其特征为：

a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器中除去水份、二氧化碳、乙炔及其他部分碳氢化合物形成净化原料空气。

b.净化原料空气其中一部分在进入主换热器前或在进入主换热器后的空气通道引出，进入膨胀机作绝热膨胀，膨胀气体直接或在主换热器中被冷却后进入压塔底部的蒸发器内加热塔釜中的液体空气；另一部分则经主换热器被返流气体冷却后同时进入压力塔底部的蒸发器内作加热气体，再经一只减压阀减压降温后进入压力塔中部。对于采用增压膨胀的空分流程而言，在进入主换热器前引出的压力气体进入膨胀机的增压机中被增压后，再进入膨胀机作绝热膨胀的。

c.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的膨胀空气和压力原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只过冷器被返流气体冷却或液化后，压力原料空气经一只减压阀减压降温后与膨胀空气一起进入压力塔中部，在净化原料空气入口处与底部蒸发器之间设置有塔板段或填料物。

d.压力塔顶部设置一只冷凝器和在压力塔内设有辅助冷凝器组，由压力塔顶部被冷凝的纯液氮经一只过冷器后，再经一只减压阀减压降温后进入冷凝器低压侧作塔的冷源，由冷凝器低压侧引出的一部分纯液氮经一只阀门调节后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体出塔后与压力塔顶冷凝器、低压塔顶部冷凝器所蒸发气氮汇合后进入塔内第二只辅助冷凝器内作塔的冷源，由旁通阀调节进入过冷器的冷量；在压力塔顶部冷凝器与第一辅助冷凝器之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入口之间均设有塔板段或填料物。

e.从压力塔底部引出的富氧液体空气进入一只吸附器中除去残留的乙炔等碳氢化合物后，再经一只过冷器被出塔的返流气体过冷后，再经一只减压阀减压降温后进入低压塔中部进行再次精馏。

f.低压塔顶部设置一只冷凝器，由压力塔顶部所引出的纯液氮经过冷器过冷，再经减压阀减压降温后进入冷凝器低压侧作冷源。低压塔底部设有一只冷凝器，引入压力塔顶部的压力纯氮气或引入压力塔内的不纯氮气进入其冷凝器氮侧作热源加热上部液氧，被冷凝的液氮或不纯氮气相应回入压力顶部或中部。

g.从低压塔顶部冷凝器和压力塔顶部冷疑器所蒸发的低压氮气经一只换热器复热后，其中一部分氮气经一只阀门调节后与第二辅助冷凝器来的氮气混合后进入换热器组复热至常温后作产品气。其中一部分进入分子筛吸附器中作再生气体。

h.在低压塔底部冷凝器中获得高纯液氧产品，在低压塔底冷凝器上部的数块塔板上引出高纯氧气经换热器组复热至常温作产品气，在低压塔顶部排出少量废气，经换热器组复热后出装置；在低压塔顶部冷凝器低压侧和压力塔顶部冷凝器中可获得纯液氮产品。

精馏塔为一只压力塔，一只低压塔被分离气体膨胀的空气分离设备流程，其特征为：

a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器中除去水份、二氧化碳、乙炔及其他部分碳氢化合物形成净化原料空气。

b.净化原料空气在进入主换器被返流气体冷却后，再进入压力塔底部的蒸发器内作加热气体。

c.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的膨胀空气和压力原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只过冷器被返流气体冷却或液化后，压力原料空气经一只减压阀减压降温后与膨胀空气一起进入压力塔中部，在净化原料空气入口处与底部蒸发器之间设置有塔板段或填料物。

d.压力塔顶部设置一只冷凝器和在压力塔内设有辅助冷凝器组，由压力塔顶部被冷凝的纯液氮经一只过冷器后冷后，再经一只减压阀降温后进入冷凝器低压侧作塔的冷源，由冷凝器低压侧引出一部分纯液氮经一只阀门控制后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体出塔后与压力塔顶部冷凝器，低压塔顶部冷凝器内作塔的冷源，由旁通阀门调节进入过冷器的冷量；在压力塔顶部冷凝器与第一辅助冷凝器之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入塔口之间均设有塔板段或填料物。

e.从压力塔底部所引出的富氧液体空气进入一只吸附器中除去残留的乙炔等碳氢合化物后，再经一只过冷器被出塔的返流气体过冷后，再经一只减压阀减压降温后进入低压塔中部进行再次精馏。

f.低压塔顶部设置一只冷凝器，由压力塔顶部所引出的纯液氮经过冷器过冷，再经减压阀减压降温后进入冷凝器低压侧作冷源。低压塔底部设有一只冷凝器，引出压力塔顶部的压力纯氮气或引入压力塔内的不纯氮气进入其冷凝器氮侧作热源加热上部液氮，被冷凝的液氮或不纯气相应回入压力塔顶部或中部。

g.从压力塔顶部冷凝器所蒸发的压力氮气和压力塔顶部所引出的压力氮气经换热器组复热后出装置作产品气，在复热至一定温度或至常温后分别进入膨胀机中作绝热膨胀，膨胀气体直接或在主换热器被冷却后进入压力塔底部蒸发器中作加热气源，出蒸发后进入主换热器复热至常温作产品气。

h.在低压塔底部冷凝器中获得高纯液氧产品：在低压塔底部冷凝器上部的数块塔板上引出高纯氧气经换热器组复热至常温后作产品气：在低压塔顶部冷凝器气氮侧和压力塔顶部冷凝器中可获得纯液氮产品。

压力塔带有一只粗氩塔的空气分离设备流程，其特征为：

a.粗氩塔顶部设置一只冷凝器，引入压力塔顶部的冷凝液氮经过冷减压降温后进入冷凝器作塔的冷源。

b.压力塔净化原料空气入口处下部所设置的塔板段中部氩馏分富集区引出一部分氩馏份气体进入粗氩塔下部作原料气。

c.原料气在粗氩塔内精馏后，在塔底所获得的回流液仍回入压力塔相应部位。

d.液氮在进入粗氩塔顶部的冷凝器中被蒸发，蒸发氮气仍回入出压力塔顶部冷凝器所蒸发的低压氮气管道中。

e.原料气在粗氩塔内精馏后，在塔顶冷凝器中排出少量废气，粗氩气则在粗氩塔内顶部引出。

下面结合流程图，描述各种空气分离设备流程。

图1精馏塔是一只压力塔的空气分离设备流程。

图2精馏塔是一只压力塔，压力原料空气作加热气源的空气分离设备流程。

图3精馏塔是一只压力塔，被分离气作热源的空气分离设备流程。

图4精馏塔是一只压力塔，被分离气体膨胀后作热源的空气分离设备流程。

图5精馏塔是一只压力塔，被分离气体膨胀后作热源的空气分离设备流程。

图6精馏塔是一只压力塔，并带有低温气体制冷机的空气分离设备流程。

图7精馏塔是一只压力塔，并带有低温气体制冷机的空气分离设备流程。

图8精馏塔是一只压力塔，一只低压塔的空气分离设备流程。

图9精馏塔是一只压力塔，一只低压塔分离气体膨胀的空气分离设备流程。

图10空气被增压膨胀的空气分离设备流程。

图11分离气体增压膨胀的空气分离设备流程。

图12压力塔带有一只粗氩塔的空气分离设备流程。

图1是精馏塔为一只压力塔的空气分离设备流程。原料空气由管道1进入压缩机2压缩冷却排水后，由管道3进入分子筛吸附器4除去水份、二氧化碳、乙炔及其他碳氢化合物，经管道5、主换热器6被返流气体冷却后，经管道7进入压力塔10底部蒸发器9中作加热气体，被富氧液空冷却后的压力原料空气由管道12引出，进入过冷器13被冷却液化后，经管道14，减压阀15减压降温后，经管道16进入压低的压力塔10中部。在进入主换热器6前的空气管道5上或在主换热器6中的空气通道上由管道20(21)引出部分原料空气进入膨胀机25内作绝热膨胀，膨胀气体由管道26进入主换热器6的通道27中被冷却后再由管道28通入塔底蒸发器9的通道30内作热源加热塔釜内的液体空气或由主换热器6内的空气通道21引出部分源料空气进入膨胀机25绝热膨胀后由管道29进入蒸发器9的通道30内作加热气体。被冷却后的膨胀空气出蒸发器9后由管道31进入过冷器13被返流气体冷却后，经管道32，16进入压力塔10中部进入精馏。精馏塔10顶部设有冷凝器11和塔内所设置的辅助冷凝器组58和72冷凝塔内上升气体，在塔内产生足够的回流液，在塔顶所冷凝的纯液氮则被引出经管道47，液氮过冷器40被返流气体过冷后，经管道48，减压阀53减压降温后，由管道54进入冷凝器11低压侧作塔的冷源，并通过管道55，阀门56和管道57引出一部分纯液氮进入塔内顶部的辅助冷凝器组58内同时作塔的冷源，并由管道59引出，冷凝器11所蒸发的低压氮气由管道68经过冷器40换热后，与来自辅助冷凝器组58来的低温气体混合后进入塔内辅助冷凝器组72内再次与塔内上升蒸汽进行热交换，冷凝塔内上升蒸汽，产生足够的回流液。设置在管道71与管道73之间的阀门70起调节塔体与过冷器13冷量的作用，被复热的纯气氮，再在过冷器13，主换热器6复热至常温后，由管道61引出作低压氮气产品。由管道62引出一部分氮气进入分子筛吸附器4作再生气体，再由管道63放空。

在塔釜上部的塔板上引出含氧约60～99.5％富氧或纯氧气体，经管道65进入过冷器13和主换热器6复热后，由管道67引出装置作产品气。为了防止塔釜中富液体中乙炔等碳氢化合物的积聚而发生爆炸，在塔底由管道78，阀门79排出一部分液体空气，精馏塔10内所设置蒸发器9与原料空气入口管16之间设置一段塔板或填料物10a。精馏塔10内上升气体被塔顶冷凝器11和塔内所设置的辅助冷凝器组58和72所冷凝，在压力塔顶冷凝与第一辅助冷凝之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入塔之间均设有塔板段或填料物。

图2是精馏塔为一只压力塔，由压力原料空气作热源的空气分离设备流程，与图1相比其区别是作绝热膨胀的膨胀空气由管道28进入过冷器13被返流气体冷却后，由管道32，管道16进入压力塔中部，其他全部相同。

图3是精馏塔为一只压力塔的被分离气体作热源的空气分离设备流程，与图2相比，其区别是分离后的气体(氮气、氧气)在换热器组复热至一定温度或常温后则进入塔釜蒸器9的通道30内作热源。

图4是精馏塔为一只压力塔被分离气体膨胀作热源的空气分离设备流程，与图2相比其区别是：被分离后的低温压力气体：氮气和氧气分别复热至常温或至一定温度后，经管道74进入膨胀机25绝热膨胀后由管道26通入塔釜蒸发器9的通道30内与压力源料空气一起作加热气源，然后分离气体由管31进入主换热器6中复热至常温。膨胀气体是(1)由管道74(74a)引出的纯氮气；(2)或是由管道75(75a)引出的产品氧气或富氧气体。

图5是精馏塔为一只压力塔的被分离气体膨胀后作热源的空气分离设备流程，与图4相比，其区别是被分离后的气体分别复热至常温或复热至一定温度后的一部分气体，进入塔釜蒸发器9作热源。而另一部分被复热后的分离气体则进入膨胀机25作绝热膨胀的，然后再进入塔釜蒸发器9的通道30内作加热气体，出塔釜蒸发器9后的分离氮气再进入主换热器6复热后作产品气。

图6是精馏塔为一只压力塔，并带有低温气体制冷机的空气分离设备流程，与图1相比，取消了膨胀机系统，在液空过冷器13后的空气通道上增加了低温气体制冷机20，用于液化原料空气，进入塔的下部作回流液，这样可在压力塔顶部经管道47和液槽50获得高纯液氮产品，同时在塔釜经管道78、阀门79、在液槽80可获得富氧液体产品。

图7是精馏塔为一只压力塔，并带有低温气体制冷机的空气分离设备流程，与图6相比，设置的低温气体制冷机25是用于液化来自压力塔底部引出的低温富氧气体。这样在液槽68可获取富氧液体，同时该流程可获得更多高纯氮产品。

图8是精馏塔为一只压力塔，一只低压塔的空气分离设备流程。

原料空气由管道1进入压缩机2压缩冷却排水后，由管道3进入分子筛吸附器4除去水份、二氧化碳、乙炔及其他部分碳氢化合物，经管道5进入主换热器6冷却后，经管道7进入压力塔10塔釜内所设置的蒸发器9中作热源，在蒸发器9中被液体空气冷却后的压力原料空气由管道12引出，进入过冷器13被冷却液化后，经管道14，减压阀15减压降温后经管道16进入压力塔中部。由主换热器6中的空气通道上引出一部分原料空气由管道20进入膨胀机25中作绝热膨胀，膨胀气体经管道26进入主换热器中部的通道27内冷却后由管道28引出再进入压力塔10底部的蒸发器9的通道30内加热塔釜内的液体空气，或由主换热器6内的空气通道21引出部分原料空气进入膨胀机25绝热膨胀后由管道29进入蒸发器9的通道30内作加热气体，膨胀空气被冷却后出塔后经管道31进入过冷器13中被返流气体冷却液化后，经管道32进入压力塔10中部。

在压力塔10底部蒸发器9与原料空气入口管16之间设置一塔板段或填料物10a，在塔釜获得含氧70～99.5％的富氧或纯氧液体由管道33引出，经吸附器34除去残留乙炔后由管道35进入过冷器13被返流气体过冷后，经管道36，过冷器40过冷后再经管道41、减压阀42减压后由管道43进入低压塔44中部。压力塔10内上升气体被塔顶冷凝器11和设置在压力塔10内的辅助冷凝组58和72，以及低压塔44底部的冷凝器46所冷凝。由冷凝器11所冷凝的纯冷凝氮经管道47，液氮过冷器40被返流氮气过冷后进入管道48后，分成二部分，其中一部分经减压阀53减压后，由管道54进入压力塔10顶部的冷凝器11作压力塔的冷源，由冷凝器11引出一部分纯液氮由管道55、阀门56、管道57进入辅助冷凝器58内作塔的冷源，冷凝上升蒸汽产生一定的回流液，再由管道59引出，进入管道68内。另一部分纯液氮则经减压阀49减压到不低于120kpa压力经管道50作低压塔44顶部冷凝器51的冷源，必须保证冷凝器51二侧有一定的压力差来获得所需的冷凝温差。压力塔10顶部由管道45与低压塔44底部的冷凝器46氮侧相通，则进入的压力氮气作冷凝器46的热源加热低压侧的液氧，与此同时冷凝器46内气氮被冷凝后由底部管道52汇合流入液氮管47内作压力塔的回流液，或者由压力塔中部适当部位由管道100引出的不纯氮气进入低压塔底部的冷凝器46内作热源，被冷凝的液体由管道101仍回入压力塔相应部位。低压纯氮气分别由低压塔44上冷凝器51所蒸发的气氮经管道66和压力塔10顶部冷凝器11所蒸发的气氮由管道67引出，进入管道66后在过冷器40复热，再经管道63，71进入压力塔10中部所设置的辅助冷凝器72中作塔的冷源，然后由管道73引出，经过冷器13、主换热器6复热至常温，由管道51引出作产品气。其中一部分纯氮气经管道62进入分子筛吸附器4作再生气后，由管道63放空。设置在管道68与管道73中间的阀门70起调节冷量的平衡作用。低压塔44顶部引出少量废气经管道78，先后经过冷器40和13，主换热器6复热至常温后放空。高纯度氧气则在冷凝蒸发器46上部引出，含氧为99.99～99.999％的高纯氧则由低压塔44下部数起的数块精馏塔板44a上面引出，经管道72，过冷器13，主换热器6复热至常温出装置，由管道75引出产品氧气。高纯液氧则由管道82、阀门83引出。在压力塔顶冷凝器与第一辅助冷凝器之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入塔口之间均设有塔板段或填料物。

图9是精馏塔为一只压力塔，一只低压塔的分离气体膨胀设备流程，与图8相比，不同之处是由压力塔10顶部冷凝器11引出的压力氮气或由压力塔10顶部引出的压力氮气经复热后，进入膨胀机25作绝热膨胀，膨胀后的气体则进入主换热器6的通道27内冷却后再进入压力塔底部的蒸发器30作热源，出蒸发器后再在主换热器口复热后作产品气体。

图10是空气被增压膨胀的空气分离设备流程。

本流程与图9流程相比，其区别是从出分子筛吸附器的一部分原料空气经管道5a进入增压机22a中被压后由管道23进入膨胀机25作绝热膨胀，或由管道24a进入主换热器6冷却到一定温度后由管道24b进入膨胀机25中作绝热膨胀，膨胀气体再由管道26进入主换热器6的通道27内冷却后由管道28再进入压力塔底部的蒸发器30中作加热气体。本图仅涉及空气被增压的流路。本流程适用于图1、图2、图3、图8流程。

图11是分离气体被增压膨胀的空气流程。

本流程与图4的流程相比其区别是来自精馏塔带压的分离气体，压力氮气和压力富氧气体分别经管道21或者管道23进入增压机22中被增压后，由管道24进入主换热器6冷却至一定温度后由管道24a或管道24b进入膨胀机25中作绝热膨胀，膨胀气体则由管道26进入主换热器6冷却后再在压力塔釜蒸发器9中作加热气体。此图仅涉及被分离气体被增压的流路。

本流程适用于图4，图5、图9的流程。

图12是压力塔带有一只粗氩塔的空气分离设备流程。

与图1相比其变动部分是增加粗氩系统流程，介绍如下：

粗氩塔的流路中粗氩塔90顶部设有一只冷凝器91，从精馏塔的10的原料空气入口管道9下部所设置的塔板段的10a中氩富集区引出一股氩馏份气体。经管道92进入粗氩塔90下部上升气体中的氧被粗氩冷凝器91冷凝后，其回流液仍回管道93回入压力塔10内，从减压阀95减压后所引的一部分纯液氮，经管道96进入粗氩塔冷凝器91内作塔的冷源，被蒸发的气体由管道97回入管道68内，粗氩塔90顶部冷凝91内由管道98排出少量废气，粗氩则从粗氩塔90顶部由管道99引出，再按照传统方法进一步除去粗氩中的微量氧、氮即获得纯氩，此超出本发明所涉及的范围。本图仅涉及设置粗氩塔后与压力塔有关流路。

本图适用于除图6、图7外的空气分离设备流程。

Claims (15)

1、一种低温精馏的空气分离方法，被压缩的原料空气冷却后进入分子筛吸附器中除去水份、二氧化碳、乙炔及其他部分碳氢化合物形成净化原料空气，并通过换热器组冷却至液化温度，然后进入精溜塔进行精馏分离，其特征在于在压力塔底部设置蒸发器，并通入加热气体作塔的热源，这部分加热气体是净化原料空气或是分离后的气体；在压力塔顶部设置冷凝器和在压力塔内设有辅助冷凝器组以冷凝塔内上升蒸汽，被冷却的净化原料空气引入精馏塔的压力塔中部，在压力塔引入原料空气入口处与蒸发器之间设置有塔板段或填料物。

2、根据权利要求1所述的空气分离方法，其特征在于通入压力塔底部蒸发器的原料空气设冷却后再经过冷器冷却液化后进入压力塔中部，若通入压力塔底部蒸发器是分离后的气体，则被冷却后经主换热器复热后出装置，由压力塔顶部冷凝器所冷凝的液氮减压降温后通入压力塔顶部的冷凝器内，以及由冷凝器低压侧引出的部分液氮通入压力塔内所设置的辅助冷凝器组通道内共同作塔的冷源。

3、根据权利要求1、2所述的空气分离方法，其特征在于压力塔净化原料空气入口处下部所设置的塔板段的氩馏份富集区引出部分氩馏份气体，通入粗氩塔底部作原料气，粗氩塔顶部设置的冷凝器内通入压力塔顶部的冷凝液氮作冷源，冷凝粗氩塔内上升气体，粗氩气则在粗氩塔顶引出，冷凝液体仍回入压力塔内相应部位。

4、根据权利要求1、2所述的空气分离方法，其特征在于低压塔顶部设置冷凝器，由压力塔顶部所引出的部分纯液氮经过冷后，再经减压阀减压降温后进入冷凝器氮侧作冷源，低压塔底部设有冷凝器，引入压力塔顶部的压力纯氮气或引入压力塔中部压力不纯氮气进入其冷凝器氮侧作热源，加热上部液氧，被冷凝的液氮或不纯液氮相应回入压力塔顶部或中部作回流液。

5.精馏塔为一只压力塔的空气分离设备流程，其特征为：

a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器中除去水分、二氧化碳、乙炔及其他碳氢化合物形成净化空气。

b.净化原料空气分为二部分，其中的一部分在进入主换热器中被返流气体冷却后进入压力塔底部的蒸发器内作加热气体：另一部分则在进入主换器前或进入主换器后的空气通道引出，进入膨胀机作绝热膨胀，膨胀气体直接或进入主换热器被冷却后进入压力塔底部的蒸发器内加热气体。对于采用增压膨胀的空分流程而言，在进入主换热器前引出的压力空气进入膨胀机的增压机中被增压冷却后再进入膨胀机作绝热膨胀的。

c.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的膨胀空气和压力原料空气，被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只过冷器被返流气体冷却或液化，被冷却的压力原料空气经减成压降温后和膨胀空气一起进入压力塔中部，在净化原料空气入口处与底部蒸发器之间设置一塔板段或填料物。

d.压力塔顶部设置一只冷凝器和在压力塔内设有辅助冷凝器组，由压力塔顶部被冷凝的纯液氮经一只过冷器过冷后，再经一只减压阀减压降温后进入冷凝器低压侧作塔的冷源；由冷凝器低压侧引出的一部分纯液氮经一只阀门调节后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体出塔后与塔顶冷凝器所蒸发气体汇合后进入塔内第二只辅助冷凝器内作塔的冷源，由旁通阀调节进入过冷器的冷量，在塔顶冷凝器与第一辅助冷凝器之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入塔口之间均设有塔板段或填料物。

e.从压力塔底部塔板上引出的富氧或纯氧气体在换热器组复热后引出装置作出产品气，在塔底可获得液氧产品。

f.从塔内第二辅助冷凝器引出的低温气氮与由塔顶冷凝器引出的低温氮气经一只阀门调节后，汇合进入换热器组复热后出装置作产品气。其中一部分氮气进入分子筛吸附器中作再生气体。

6.精馏塔为一只压力塔的空分流程，其特征为：

a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器中除去水分、二氧化碳、乙炔及其部分碳氢化合物形成净化原料空气。

b.净化原料空气分为二部分，其中一部分在主换热器中冷却后进入压力塔底部的蒸发器内加热塔釜中的液体空气，另一部分在进入主换热器前或进入主换器后的空气通道引出，进入膨胀机作绝热膨胀，膨胀气体直接或进入主换热器冷却后再进入过冷器中被冷却或液化后进压力塔中部。对于采用增压膨胀的空分流程而言，在进入主换热器前引出的压力空气进入膨胀机的增压机中被增压冷却后，再进入膨胀机用绝热膨胀的。

c.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的压力原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只过冷器被返流气体冷却或液体后，经一只减压阀减压降温后进入压力塔中部，在净化原料空气入口处与底部蒸发器之间设置有塔板段或填料物，由压力塔底部的阀门排出少量液体。

d.压力塔顶部设置一只冷凝器和在压力塔内设有辅助冷凝器组，由压力塔顶部被冷凝的纯液氮经一只过冷器过冷后，再经一只减压阀减压降温后进入冷凝器低压侧作塔的冷源；由冷凝器低压侧引出的一部分纯液氮经一只阀门调节后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体出塔后与塔顶冷凝器所蒸发气体汇合后进入塔内第二只辅助冷凝器内作塔的冷源，由旁通阀调节进入过冷器的冷量，在塔顶冷凝器与第一辅助冷凝器之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入塔口之间均设有塔板段或填料物。

e.从压力塔底部的塔板上引出的富氧或纯氧气体在换热器组复热后引出装置后产品气。在塔底可获得液氧产品。

f.从塔内第二辅助冷凝器引出的低温气氮与由塔顶冷凝器引出的低温氮气经一只阀门调节后，汇合进入换热器组复热后出装置作产品气，其中一部分氮气进入分子筛吸附器内作再生气体。

7.精塔为一只压力塔的空分流程，其特征为：

a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器除去水份、二氧化碳、乙炔及其部分碳氢化合物形成的净化原料空气。

b.净化原料空气分为二部分，其中一部分在主换热器冷却后，进入压力塔底部的蒸发器内加热塔釜中的液体空气，另一部分则在进入主换热器前或进入主换热器后的空气通道引出，进入膨胀机作绝热膨胀，膨胀气体直接或进入主换热器冷却后再进入过冷器中被冷却后进压力塔中部。对于采用增压膨胀的空分流程而言，在进入主换热器前引出的压力空气进入膨胀机的增压机中被增压冷却后，再进入膨胀机用绝热膨胀的。

c.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的被分离的气体是(1)从塔顶部冷凝器和从辅助冷凝器引出的低压氮气经主换热器复热至一定温度后引出的；(2)或从塔底引出的富氧或纯氧气体经主换热器复热至一定温度或常温后引出的。被液体空气冷却后的分离气体，再经主换热器复热后出装置。在净化原料空气入口处与底部蒸发器之间设置一塔板段或填料物。压力塔底部排出少量液体。

d.压力塔顶部设置一只冷凝器和在压力塔内设有辅助冷凝器组，由压力塔顶部被冷凝的纯液氮经一只过冷器过冷后，再经一只减压阀减压降温后进入冷凝器低压侧作塔的冷源；由冷凝器低压侧引出的一部分纯液氮经一只阀门调节后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体出塔后与塔顶冷凝器所蒸发气体汇合后进入塔内第二只辅助冷凝器内作塔的冷源，由旁通阀调节进入过冷器的冷量，在塔顶冷凝器与第一辅助冷凝器之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入塔口之间均设有塔板段或填料物。

e.从压力塔底部塔板上引出的富氧气体在换热器组复热后引出装置作产品气。

f.从塔内的第二辅助冷凝器引出的低温气氮与从塔顶冷凝器引出的低温氮气经一只阀门调节后，汇合进入换热器组复热后出装置作产品气。其中一部分进入分子筛吸附器中作再生气体。

8.精馏塔为一只压力塔分离气体膨胀的空气分离设备流程，其特征为：

a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器中除去水份、二氧化碳、乙炔及其他部分碳氢化物形成净化原料空气。

b.净化原料空气进入主换热器被返流气体冷却后，进入压力塔底部的蒸发器内加热塔釜中的液体空气，再在过冷器中冷却或液化后进入压力塔中部。

c.压力塔顶部设置一只冷凝器和在压力塔内设有辅助冷凝器组，由压力塔顶部被冷凝的纯液氮经一只过冷器过冷后，再经一只减压阀减压降温后进入冷凝器低压侧作塔的冷源；由冷凝器低压侧引出的一部分纯液氮经一只阀门调节后进入塔内从上往下数起第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体出塔后与塔顶冷凝器所蒸发气体汇合后进入塔内第二只辅助冷凝器内作塔的冷源，由旁通阀调节进入过冷器的冷量，在塔顶冷凝器与第一辅助冷凝器之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入塔口之间均设有塔板段或填料物。

d.从压力塔底部引出的富氧或纯氧气体在换热器组复热后引出装置作产品气。

e.从压力塔顶部的冷凝器内蒸发的低压氮气进入液氮过冷器换热后，再进入压力塔内所设置的辅助冷凝器组换热后引出塔体，再经换热器组复热后引出装置；一部分作低压氮气产品，另一部分作分子筛吸附器的再生气体。在压力塔顶冷凝器与第一辅助冷凝器之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入塔口之间均设有塔板段或填料物。

f.进入膨胀机的膨胀气体来源是(1)是从压力塔顶部冷凝器所蒸发的纯氮气；(2)或者是从压力塔底部引出的压力富氧气。它们在主换热器复热至一定温度或复热至常温后进入膨胀机作绝热膨胀。对于采用增压膨脓的空分流程而言，在主换热器复热后的被分离压力气体则进入膨胀机的增压机中增压后，再进入膨胀机中作绝热膨胀的，或再进入主换热器内冷却至一定温度后再进入膨胀机作绝热膨胀的，膨胀气体直接或在主换热器中被冷却后再进入压力塔底部的蒸发器作加热气源，出蒸发器后再经主换热器复热出装置作产品气

9.精馏塔为一只压力塔分离气体膨胀的空分流程，其特征为：

a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器除去水份、二氧化碳、乙炔及其部分碳氢化合物形成的净化原料空气。

b.净化原料空气在主换热器中被返流气体冷却后进入压力塔中部。

c.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的被分离的气体是由二部分组成，第一部分是从塔顶部冷却器和从辅助冷凝器引出的压力氮气，在换热器组复热至一定温度或常温后进入膨胀机中作绝热膨胀的，另一部分的被分离气体是(1)从塔顶部冷凝器和从辅助冷凝器引出的低压氮气经主换热器复热至一定温度后引出的：(2)或从塔底引出的富氧或纯氧气体经主换热器复热至一定温度或常温后引出的。被液体空气冷却后的分离气体，再经主换热器复热后出装置。在净化原料空气入口处与底部蒸发器之间设置一塔板段或填料物。对于采用增压膨胀的空流程而言，在主换热器复热后的压力气体则进入膨胀机的增压机中增压后，再进入膨胀机中作绝热膨胀的，或再进入主换热器内冷却至一定温度后再进入膨胀机作绝热膨胀的，膨胀气体直接或在主换热器被冷却后再进入压力塔底部的蒸发器作加热气源，出蒸发器后再经主换热器复热出装置作产品气。

d.压力塔顶部设置一只冷凝器和在压力塔内设有辅助冷凝器组，由压力塔顶部被冷凝的纯液氮经一只过冷器过冷后，再经一只减压阀减压降温后进入冷凝器低压侧作塔的冷源：由冷凝器低压侧引出的一部分纯液氮经一只阀门调节后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体出塔后与塔顶冷凝器所蒸发气体汇合后进入塔内第二只辅助冷凝器内作塔的冷源，由旁通阀调节进入过冷器的冷量，在塔顶冷凝器与第一辅助冷凝器之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入塔口之间均设有塔板段或填料物。

e.从压力塔底部塔板上引出的富氧气体在主换热器复热后引出装置作产品气。

f.从塔内的第二辅助冷凝器引出的低温气氮与从塔顶冷凝器引出的低温氮气经一只阀门调节后，汇合进入换热器组复热后出装置作产品气。其中一部分进入分子筛吸附器中作再生气体。

10.精馏塔为一只压力塔，并带有低温气体制冷机的空气分离设备流程，其特征为：

a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器中除去水份、二氧化碳、乙炔及其他部分碳氢化合物形成净化原料空气。

b.净化原料空气进入主换热器后被返流气体冷却后，进入压力塔底部的蒸发器内加热液体空气。

c.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的净化原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只过冷器被返流气体冷却或液化后分成二部分，其中一部分经减压降温后进入压力塔中部；另一部分则进入一只低温气体制冷机中被液化后进入压力塔中部作回流液。在净化原料空气入口处与底部蒸发器之间设有一塔板段或填料物。

d.压力塔顶部设置一只冷凝器和在压力塔内设有辅助冷凝器组，由压力塔顶部被冷凝的纯液氮经一只过冷器后，再经一只减压阀减压降温后进入冷凝器低压侧作塔的冷源；由冷凝器低压侧引出的一部分纯液氮经一只阀门调节后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体出塔后与塔顶冷凝器所蒸发气体汇合后进入塔内第二只辅助冷凝器内作塔的冷源，由旁通阀调节进入过冷器的冷量。在塔顶冷凝器与第一辅助冷凝器之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入塔口之间均设有塔板段或填料物。

e.从压力塔底部或塔板上引出的富氧气体在主换热器复热后引出装置作产品气。

f.从第二辅助冷凝器引出的低温气氮和调节阀来低温气氮汇合后，再进入换热器组复热后引出装置作纯氮产品。其中一部分进入分子筛吸附器中作再生气体。

g.从压力塔顶部可获得一部分纯液产品，从压力塔底部可获得富液空产品。

11.精馏塔是一只压力塔，并带有低温气体制冷机的空气分离设备流程，其特征为：

a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器中除去水份、二氧化碳、乙炔及其他部分碳氢化合物形成净化原料空气，

b.净化原料空气进入主换热器后被返流气体冷却后再进入压力塔底部的蒸发器内加热液体空气。

c.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的压力原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只过冷器中被返流气体冷却液化后，经一只减压阀减压降温后进入压力塔中部，在净化原料空气入口处与底部蒸发器之间设置一塔板段或填料物。

d.压力塔顶部设置一只冷凝器和压力塔内设有辅助冷凝器组，由压力塔顶部被冷凝的纯液氮经一只过冷器过冷后，再经一只减压阀减压降温后进入冷凝器低压侧作塔的冷源，由冷凝器低压侧引出的一部分纯液氮经一只阀门调节后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内作塔的冷源，其蒸发气体出塔后与塔顶冷凝器所蒸发气体汇合进入塔内第二只辅助冷凝器内和塔的冷源，由旁通阀调节进入过冷器的冷量，在塔顶冷凝器与第一辅助冷凝器之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入塔口之间设有塔板段或填料物。

e.从第二辅助冷凝器引出的低温气氮和调节阀来低温气氮汇合后，再进入换热器组复热后引出装置作纯氮产品。

f.从压力塔底部的塔板上引出的富氧或纯氧气体进入一只低温气体制冷机中被液化后进入一只液槽中作产品气，由塔底引出的富氧气体与从液槽来的少量液体混合后，进入主换器中复热后作产品气。引出其中的一部分氮气进入分子筛吸附器中作再生气体。

9.从压力塔顶部的液槽中引出一部分液氮产品，从压力塔釜底部可排出少量富氧液体。

12.精馏塔为一只压力塔，一只低压塔的空气分离设备流程，其特征为：

a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器中除去水份、二氧化碳、乙炔及其他部分碳氢化合物形成净化原料空气。

b.净化原料空气其中一部分在进入主换热器前或在进入主换热器后的空气通道引出，进入膨胀机作绝热膨胀，膨胀气体直接或在主换热器中被冷却后进入压塔底部的蒸发器内加热塔釜中的液体空气；另一部分则经主换热器被返流气体冷却后同时进入压力塔底部的蒸发器内作加热气体，再经一只减压阀减压降温后进入压力塔中部，对于采用增压膨胀的空分流程而言，在进入主换热器前引出的压力气体进入膨胀机的增压机中被增压后，再进入膨胀机作绝热膨胀的。

c.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的膨胀空气和压力原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只过冷器被返流气体冷却或液化后，压力原料空气经一只减压阀减成压降温后与膨胀空气一起进入压力塔中部，在净化原料空气入口处与底部蒸发器之间设置有塔板段或填料物。

d.压力塔顶部设置一只冷凝器和在压力塔内设有辅助冷凝器组，由压力塔顶部被冷凝的纯液氮经一只过冷器后，再经一只减压阀减压降温后进入冷凝器低压侧作塔的冷源，由冷凝器低压侧引出的一部分纯液氮经一只阀门调节后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体出塔后与压力塔顶冷凝器、低压塔顶部冷凝器所蒸发气氮汇合后进入塔内第二只辅助冷凝器内作塔的冷源，由旁通阀调节进入过冷器的冷量：在压力塔顶部冷凝器与第一辅助冷凝器之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入口之间均设有塔板段或填料物。

e.从压力塔底部引出的富氧液体空气进入一只吸附器中除去残留的乙炔等碳氢化合物后，再经一只过冷器被出塔的返流气体过冷后，再经一只减压阀减压降温后进入低压塔中部进行再次精馏。

f.低压塔顶部设置一只冷凝器，由压力塔顶部所引出的纯液氮经过冷器过冷，再经减压阀减压降温后进入冷凝器低压侧作冷源低压塔底部设有一只冷凝器，引入压力塔顶部的压力纯氮气或引入压力塔内的不纯氮气进入其冷凝器氮侧作热源加热上部液氧，被冷凝的液氮或不纯氮气相应回入压力顶部或中部。

g.从低压塔顶部冷凝器和压力塔顶部冷凝器所蒸发的低压氮气经一只换热器复热后，其中一部分氮气经一只阀门调节后与第二辅助冷凝器来的氮气混合后进入换热器组复热至常温后作产品气。其中一部分进入分子筛吸附器中作再生气体。

h.在低压塔底部冷凝器中获得高纯液氧产品，在低压塔底冷凝器上部的数块塔板上引出高纯氧气经换热器组复热至常温作产品气，在低压塔顶部排出少量废气，经换热器组复热后出装置：在低压塔顶部冷凝器低压侧和压力塔顶部冷凝器中可获得纯液氮产品。

13.精馏塔为一只压力塔，一只低压塔被分离气体膨胀的空气分离设备流程，其特征为：

a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器中除去水份、二氧化碳、乙炔及其他部分碳氢化合物形成净化原料空气。

b.净化原料空气在进入主换器被返流气体冷却后，再进入压力塔底部的蒸发器内作加热气体。

c.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的膨胀空气和压力原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只过冷器被返流气体冷却或液化后，压力原料空气经一只减压阀减压降温后与膨胀空气一起进入压力塔中部，在净化原料空气入口处与底部蒸发器之间设置有塔板段或填料物。

d.压力塔顶部设置一只冷凝器和在压力塔内设有辅助冷凝器组，由压力塔顶部被冷凝的纯液氮经一只过冷器后冷后，再经一只减压阀降温后进入冷凝器低压侧作塔的冷源，由冷凝器低压侧引出一部分纯液氮经一只阀门控制后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体出塔后与压力塔顶部冷凝器，低压塔顶部冷凝器内作塔的冷源，由旁通阀门调节进入过冷器的冷量；在压力塔顶部冷凝器与第一辅助冷凝器之间，辅助冷凝器之间及辅助冷凝器与原料空气入塔口之间均设有塔板段或填料物。

e.从压力塔底部所引出的富氧液体空气进入一只吸附器中除去残留的乙炔等碳氢合化物后，再经一只过冷器被出塔的返流气体过冷后，再经一只减压阀减压降温后进入低压塔中部进行再次精溜。

f.低压塔顶部设置一只冷凝器，由压力塔顶部所引出的纯液氮经过冷器过冷，再经减压阀减压降温后进入冷凝器低压侧作冷源。低压塔底部设有一只冷凝器，引出压力塔顶部的压力纯氮气或引入压力塔内的不纯氮气进入其冷凝器氮侧作热源加热上部液氮，被冷凝的液氮或不纯气相应回入压力塔顶部或中部。

g.从压力塔顶部冷凝器所蒸发的压力氮气和压力塔顶部所引出的压力氮气经换热器组复热后出装置作产品气，在复热至一定温度或至常温后分别进入膨胀机中作绝热膨胀，膨胀气体直接或在主换热器被冷却后进入压力塔底部蒸发器中作加热气源，出蒸发后进入主换热器复热至常温作产品气。

h.在低压塔底部冷凝器中获得高纯液氧产品：在低压塔底部冷凝器上部的数块塔板上引出高纯氧气经换热器组复热至常温后作产品气：在低压塔顶部冷凝器气氧侧和压力塔顶部冷凝器中可获得纯液氮产品。

14.压力塔带有一只粗氩塔的空气分离设备流程，其特征为：

a.粗氩塔顶部设置一只冷凝器，引入压力塔顶部的冷凝液氮经过冷减压降温后进入冷凝器作塔的冷源。

b.压力塔净化原料空气入口处下部所设置的塔板段中部氩馏分富集区引出一部分氩馏份气体进入粗氩塔下部作原料气。

c.原料气在粗氩塔内精馏后，在塔底所获得的回流液仍回入压力塔相应部位。

d.液氮在进入粗氩塔顶部的冷凝器中被蒸发，蒸发氮气仍回入出压力塔顶部冷凝器所蒸发的低压氮气管道中。

e.原料气在粗氩塔内精馏后，在塔顶冷凝器中排出少量废气，粗氩气则在粗氩塔内顶部引出。

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