专利名称：新型高纯氧制取装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高纯氧制取装置，尤其适用于高氮装置或不带氩系统 的空分装置制取高纯氧。
背景技术：
随着新兴微电子和光电产业的飞速发展，芯片工艺的改进，需要大量高纯 氮气和小部分高纯氧，而采用常规方法进行高纯氧制取， 一般可从带氩空分系 统中提取，但对于小型客户来说，专门购买这样的设备，不仅成本高，而且装 置复杂，可靠性也降低，能耗也较高。若选择不带氩系统的空分设备制取氧，
则需在压力精馏塔外再设置一个脱除液空中co2、烃等重组分的塔，然后再进入
高纯氧塔精馏获得高纯氧，其缺点是需要在常规设备中增加一个去重组分塔， 增大了设备的投入，非常不经济。虽可以通过购买高纯液氧满足工艺要求，但
纯氧为强氧化助燃剂，超过300km的高纯氧的运输成本和风险较高。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种工艺简单、成本低、纯度满足要 求的高纯氧制取装置。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种高纯氧制取装置，依次包括
净化空气输送管道、换热器、压力精馏塔、氧塔，其特征在于还包括液空蒸 发器，氧塔下部设置氧蒸发器；所述压力精馏塔中部设置的液空抽取管道与液
空蒸发器连接，液空蒸发器的封头处与氧塔上部的原料管路连接，液空蒸发器 的蒸发端与氧蒸发器的热源输入管路连接，氧蒸发器的冷凝端与所述原料管路
连接；氧塔底部连接有高纯液氧引出管道。
所述压力精馏塔上部的氮气出口与换热器、氮气排出管道依次管路连接，
所述氮气出口还与液空蒸发器、压力精馏塔上部的回流口依次管路连接。 所述氮气出口与液空蒸发器、压力精馏塔上部的回流口依次管路连接。 所述液空蒸发器通过管路分别与压力精馏塔、高纯氧蒸发器连接。 所述氧塔顶部气体出口与换热器、气体排出管道依次管路连接。 所述液空蒸发器为板式液空蒸发器。
所述压力精馏塔为双塔，氧塔顶部部的低压气体出口与双塔的上塔管路连 接，上塔的的低压气体出口与换热器、低压气体排出管道依次管路连接。
本实用新型通过从压力精馏塔中部抽出被洗涤后含氧量较高而含重组分少 的洁净液空，送去高纯氧塔内精馏而获得高纯度的液氧，不需要增加较昂贵的 设备就能满足用户制取高纯氧的要求。而从压力精馏塔内出来洁净液空，除少部分直接去高纯氧塔，其他大部分在液空蒸发器内与氮气换热后被蒸发，然后 引入高纯氧塔底部的氧蒸发器内，冷凝后去高纯氧塔精馏，从而实现降低高纯 氧塔冷箱高度的目的，减少高纯氧塔和冷箱的投资成本和降低能耗。
图示为本实用新型的制氧装置。 图中标记
ET401透平膨胀机 Cl压力精馏塔
El 换热器 C2氧塔
E2 板式液空蒸发器K2氧蒸发器 Kl 冷凝蒸发器
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明。 实施例1
如图所示，采用本实用新型的制氧装置制取高纯氧的步骤如下
a) 经净化处理的空气通过净化空气输送管道进入换热器El冷却；
b) 冷却后的空气送入压力精馏塔Cl底部，在压力精馏塔内从下而上在塔板
或填料上与自上而下的液体进行传热传质；经过精馏洗涤，压力精馏塔内液空
所含的重组分如C02、 CH4、烃等很容易被洗下，越往上塔板中液空的重组分越少。 底部的液空被换热器过冷后进入压力精馏塔顶部冷凝蒸发器Kl 。
c) 通过液空抽取管道将压力精馏塔C1中部的重组分含量较少且含氧量较高 的液空作为制氧原料，经节流后送入板式液空蒸发器E2;从压力精馏塔上部引 出的压力氮气， 一部分进入板式液空蒸发器E2与所述的液空换热，然后回流到 压力精馏塔内。
d) 在板式液空蒸发器E2的封头处，抽取部分液空作为高纯氧的原料，封头 作为气液分离空间，有利于阀门调节控制，通过管道送入高纯氧塔C2精馏；其 余液空与上述的氮气在板式液空蒸发器换热后被蒸发，通过与液空蒸发器的蒸 发端连通的热源输入管路，送入高纯氧塔底部的氧蒸发器K2内作为蒸发热源， 热源冷凝后又作为高纯氧的原料，通过管路送入高纯氧塔精馏；在高纯氧塔内， 所述原料的轻组分被蒸发，逐步浓縮成高纯液氧；
e) 将高纯氧塔底部浓縮的高纯液氧引出；
f) 从高纯氧塔顶部引出的低压气体进入换热器内被复热至常温通过低压气 体排出管道排出；
g) 上述换热器和精馏塔的冷量由透平膨胀机ET401提供。 实施例2
4上述实施例制备高纯氧的压力精馏塔为单塔，也可以采用双塔流程空分副 产高纯氧，其与实施例1不同的是
上述步骤(b):底部的液空被换热器过冷后进入双塔的上塔；
上述步骤(f)从高纯氧塔顶部引出的低压气体进入双塔的上塔进行精馏， 精馏后的低压气体进入换热器内被复热至常温排出。
本实用新型采取了较为简洁的工艺和常规设备解决了高纯氧生产的难题， 实施简单、效果好、能耗低，具有经济效益最大化、增加投资最小化的特点， 意义非常重大，值得推广。
以典型光电行业1MPaG高氮装置副产高纯氧为例，采用本发明高纯液氧的 能耗可降低 50%,不增加冷箱高度，解决了高纯氮装置液氮产量过剩，急需高 纯液氧的矛盾。
需要说明的是虽然上述实施例已经详细描述了本实用新型的结构，但本 实用新型并不限于上述实施例，凡是本领域技术人员从上述实施例中不经过创 造性劳动就可以想到的替换结构和工艺流程，均属于本实用新型的保护范围。
权利要求1、一种新型高纯氧制取装置，依次包括净化空气输送管道、换热器、压力精馏塔、氧塔，其特征在于还包括液空蒸发器、氧蒸发器、液空抽取管道；所述氧蒸发器设置在氧塔下部；所述液空抽取管道连接精馏塔中部与液空蒸发器；液空蒸发器的封头处与氧塔上部的原料管路连接，液空蒸发器的蒸发端与氧蒸发器的热源输入管路连接，氧蒸发器的冷凝端与所述氧塔原料管路连接；氧塔底部连接有高纯液氧引出管道。
2、 如权利要求1所述的高纯氧制取装置，其特征在于，所述压力精馏塔的 氮气出口与液空蒸发器、压力精馏塔上部的回流口依次管路连接。
3、 如权利要求1所述的高纯氧制取装置，其特征在于，所述液空蒸发器通 过管路分别与压力精馏、高纯氧蒸发器连接。
4、 如权利要求1所述的高纯氧制取装置，其特征在于，所述氧塔顶部的低 压气体出口与换热器、气体排出管道依次管路连接。
5、 如权利要求l、 2、 3或4所述的高纯氧制取装置，其特征在于，所述液 空蒸发器为板式液空蒸发器。
6、 如权利要求l、 2、 3或4所述的高纯氧制取装置，其特征在于，所述压 力精馏塔为双塔，氧塔顶部部的低压气体出口与双塔的上塔通过管路连接，上 塔的的低压气体出口与换热器、低压气体排出管道依次管路连接。
专利摘要本实用新型的涉及一种高纯氧制取装置，依次包括净化空气输送管道、换热器、压力精馏塔、液空蒸发器、氧塔以及氧塔下部的氧蒸发器，精馏塔通过中部设置的液空抽取管道与液空蒸发器连接，液空蒸发器的封头处与氧塔上部的原料管路连接，液空蒸发器的蒸发端与氧蒸发器的热源输入管路连接，氧蒸发器的冷凝端与所述原料管路连接；氧塔底部连接有高纯液氧引出管道。采用本装置，无需额外增加冷箱高度，不需要增加较昂贵的设备就能满足用户制取高纯氧的要求。实施简单、效果好、能耗低，具有经济效益最大化、增加投资最小化的特点，意义非常重大。据估算典型高氮装置副产的高纯液氧能耗可降低50％，具有很强的竞争优势。
文档编号C01B13/02GK201367351SQ20092007960
公开日2009年12月23日 申请日期2009年3月17日 优先权日2009年3月17日
发明者李传明, 黄震宇 申请人:四川空分设备(集团)有限责任公司