本发明所提供的技术是在冷箱设备内让空气与液氮进行交替换热并使得液化空气精馏的一种应用，区别于现有技术中用透平膨胀压缩机对空气输送冷量。
背景技术：
温度、压力是空气液化的两个关键条件。当空气的液化温度达到-196℃，有时为了能在稍微温和一点的温度下液化而会提高空气的压力。现有技术中为了达到这两个条件，会使用压缩机以及透平膨胀机，两者在使用过程中均需要大量的电能以及循环水资源。针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出了一种液氮液化空气并精馏分类工艺，区别于用透平膨胀压缩机对空气输送冷量，而是用液氮将空气液化，并在冷箱中精馏分离出纯净的氧气、氮气和氩气，而液氮自身做为冷媒被气化，再次压缩后，去吸收冷量循环使用。
技术实现要素：
本发明所解决的技术问题是提供一种液氮液化空气并精馏分类工艺，具体为：
原料气经空气过滤器被空压机吸入，送入空冷塔预冷后,进入分子筛纯化系统进行净化,清除CO2和水份，再送入空分冷箱，进入空分冷箱的空气分二股；
一股进入主热交换器中的低温气体进行换热，被冷却至饱和状态送入精馏塔下塔底部；
另一股进入空气液化器和循环液氮进行换热，被冷却至液化，送入下 精馏塔上部，空气在此进行初步精馏，在下塔的顶部获得纯度为99.999％以上的液氮和气氮.在下塔的底部获得氧纯度为35％左右的液态富氧。
上述的液氮液化空气并精馏分类工艺，其中，液氮经过冷器后,其中纯度为99.999％的液氮作为产品放出，装入LN2贮槽；其余的一部份送去精氩塔作为生产精氩产品的冷源,其他全部送入精馏塔上塔作为生产下游产品的馏份；
一部分气氮作为精氩塔的热源，自身被液化后作为馏份送入上塔；
液态富氧作为生产下游氧、氩产品的原料，它经过冷器后分成二股，一股直接送入精馏塔上塔，另一股送入粗氩塔冷凝器，作为生产粗氩的冷源与粗氩塔中的粗氩换热，所形成的汽相和液相一并送入上塔。
上述的液氮液化空气并精馏分类工艺，其中，精馏塔上塔精馏结果是产品液氧在上塔底部形成，纯度为99.7％的液氧产品经过冷后放出，装入LO2贮槽；
气相氩馏份从精馏塔上塔抽出，经粗氩塔精馏，粗氩在粗氩塔顶部抽出并送至精氩塔，液相贫氩馏份从粗氩塔底部流出，送回精馏塔上塔；
粗氩在精氩塔内精馏，纯度为99.999％以上的精氩产品在精氩塔底部形成并放出，进入LAr贮槽。
本发明相对于现有技术具有如下有益效果：本发明提供的液氮液化空气并精馏分类工艺，利用液氮本身的温度能达到空气的液化温度，将原工艺流程中的压缩机和透平膨胀机均取消，使用液氮这个冷媒与空气进行逆流换热，将换热后的液化空气直接输送至精馏塔，进行空气分离步骤。与同规模装置相比，可节约用电40％-50％，节约循环水用量50％-70％左右，其经济效益与社会效益可观。
另外，氮气本身也是空气分离的产物之一，因此即使在循环过程中产生了一定的损耗也能通过自身的系统来补充，不需要外购液氮。减少生产过程中的外购成本。
附图说明
图1为本发明提供的液氮液化空气并精馏分类工艺的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本发明提供的液氮液化空气并精馏分类工艺的示意图，其中图中分别为：
换热器1、下塔2、Ar塔3、空气4、空压机5、空冷塔6、液化后液氮7、纯液氮8、低温饱和空气9、低温饱和氧气回流管线10、液氧闪蒸罐11、液态富氧12、液氧输出管线13、液氧贮罐14、分子筛纯化撬15、常温洁净空气16、粗Ar17、低温氮气18、Ar塔19、上塔20、低温氮气21、常温氮气22、氮气增压机23。
空气的液化通常分两步来进行。第一步，空气将被压缩到一定压力，由压缩机来实现；第二步，将压缩后的空气液化，这部分使用透平膨胀机来提供冷量，经两步处理后的空气被送入冷箱，在精馏塔中进行分离。在这个过程中，进行压缩空气的压缩机和提供冷量的透平膨胀机都需要大量的电能以及大量的循环水，具体需求和实际产量成正比。
本发明提供的液氮液化空气并精馏分类工艺不同于上述的现有技术，其具体方案为：原料气(空气)经空气过滤器被空压机吸入，压缩到0.6MPa左右,送入空冷塔予冷后,进入分子筛纯化系统进行净化,清除CO2和水份，再送入空分冷箱。进入空分冷箱的空气分二股。
其中，一股进入主热交换器中的低温气体(污氮、纯氮和循环气)进行 换热，被冷却至饱和状态送入精馏塔下塔底部。另一股进入空气液化器和循环液氮换热，被冷却至液化，送入下精馏塔上部。空气在此进行初步精馏，在下塔的顶部获得纯度为99.999％以上的液氮和气氮。在下塔的底部获取得氧纯度为35％左右的液态富氧。循环液氮在使用过程中的消耗量，能用空分产物液氮来补充，不需要外购。
液氮经过冷器后,其中纯度为99.999％的液氮作为产品放出，装入LN2贮槽。其余，一部份送去精氩塔作为生产精氩产品的冷源,其他全部送入精馏塔上塔作为生产下游产品(氧、氩)的馏份.一部分气氮作为精氩塔的热源，自身被液化后作为馏份送入上塔。
液态富氧是生产下游产品(氧、氩)的原料，它经过冷器后分成二股，一股直接送入精馏塔上塔。另一股去粗氩塔冷凝器作为生产粗氩的冷源，与粗氩塔中的粗氩换热，所形成的汽相和液相一并送入上塔。
精馏塔上塔精馏结果是：产品液氧在上塔底部形成，纯度为99.7％的液氧产品经过冷后放出装入LO2贮槽。
气相氩馏份(制氩原料)从精馏塔上塔抽出，经粗氩塔精馏，粗氩在粗氩塔顶部抽出并送至精氩塔。液相贫氩馏份从粗氩塔底部流出，送回精馏塔上塔。
粗氩在精氩塔内精馏，纯度为99.999％以上的精氩产品在精氩塔底部形成并放出，进入LAr贮槽。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。