专利名称：空气分离方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明属于空气分离的范畴，它是应用低温精馏的原理分离空气，用以制取氧、氮、氩气体。
空气分离是通过空分装置完成的，美国专利US4662918和欧洲专利EP0183446均公开了一种采用单级精馏塔的空分流程制取高纯氮气。前者采用把一部分已获得的纯氮气再增压予冷后，进入压力塔内所设置的换热器中加热塔釜中的液体空气和回流液，使液体空气的含氧量达50～80%，这样在塔顶可获得更多的高纯氮气，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;后者采用被压缩原料空气在主换热器予冷后分成二路，其中占60～90%的原料空气经透平膨胀机绝热膨胀后进入塔的底部，另一路较少的原料空气在高于塔的操作压力下通过塔釜内所设置的冷凝器中加热塔底的液体空气，使液体空气含氧达50%左右，这样在塔顶可获得约占空气总量的50～55%，含氮约99.98%的纯氮气和1～10%的纯液氮;同时还可获得约占空气总量的40%，含氧约50%的富氧气体。
美国专利US4560397公开了一种采用双级精馏塔的空分流程制取高纯氮产品，其主要特征在于精馏塔的压力塔顶部设有一只冷凝器，在低压塔底部设有一只冷凝蒸发器。当带压的原料空气进入压力塔底部时，在塔底可获得含氧为40%左右的富氧液空，其中一部分富氧液空经减压降温后进入压力塔顶部的冷凝器中作塔的冷源，以冷凝塔内上升气体;另一部分富氧液空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空，被冷凝的液氮仍回入压力塔顶部作回流液，在塔中精馏后，低压塔底部可获得纯氮产品，而高纯氧气是在低压塔下部数起的1～5块塔板上部引出，低压塔冷凝蒸发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中，与从压力塔底部来的液体空气汇合后作压力塔的冷源，所蒸发的气体作为膨胀气源经绝热膨胀后出塔。在压力塔顶部可获得一部分压力纯氮气产品。
上述发明的不足之处是由于压力塔底的富氧液空中含氧量不高，因此纯氮的提取率也不高，其二，上述的发明工艺流程复杂，其三，由于压力塔的工作压力高，因此能耗较高。
鉴于上述发明的技术不足，本发明任务提出一种改进的空气分离流程及设备，它在极低的能耗条件下通过一只单级精馏设备流程制取99.99～99.9999%的高纯氮产品，同时还能制取含氧约60～95%的富氧产品;或者通过一只压力塔和一只低压塔的双级精馏设备流程制取含氧为99.99～99.999%的纯氧产品，同时还能制取99.99～99.9999%的高纯氮产品，以及提出在精馏塔的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。
本发明通过下列方法来解决的。一种低温精馏的空气分离方法被压缩的原料空气冷却排水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后，形成净化原料空气，并通过换热器冷却后，经减压伐减压降温至饱和蒸汽温度后，进入精馏塔进入精馏分离，其特征在于饱和的净化原料空气进入压力塔中部;在压力塔底部设置一只蒸发器加热塔底的液体空气，并控制液体空气温度在工作压力下液空的含氧量在60～100%时所对应的温度值;在压力塔引入净化原料空气入口处与底部蒸发器之间设置一塔板段;在压力塔顶部设置一只冷凝器，同时在压力塔内设置若干辅助冷凝器组以冷凝塔内上升气体;对于单级精馏塔空分流程而言在精馏塔内所设置的若干辅助冷凝器组，当压力塔顶部被冷凝器冷凝的一部分纯液氮引出塔后，在一只过冷器中被来自塔顶冷凝器所蒸发的低温氮气过冷后，再经一只减压伐减压降温后进入塔顶冷凝器低压侧作塔的冷源，冷凝器低压侧的压力不得低于0.120MPa压力，再由冷凝器中引出一部分低温液氮进入自上往数起的第一只辅助冷凝器中，冷凝塔内温度较高的上升蒸汽;塔顶冷凝器中被蒸发的低温氮气引出塔后，经过冷器换热后与来自第一只辅助冷凝器中所蒸发的低温氮蒸汽汇合后，再进入第二只辅助冷凝器中再次冷凝塔内温度较高的上升蒸汽，若塔内设有更多的辅助冷凝器可把上一只辅助冷凝器中被复热的低温氮气再次通入下一只辅助冷凝器中;在塔顶冷凝器与第一只辅助冷凝器之间，各辅助冷凝器之间均设有一定数量的塔板或填料物。必须确保冷凝器二侧有一定的压力差，以产生足够的冷凝温差，保证塔内各段有足够的回流液。
从主换热器中部引出一部分净化原料空气进入一只膨胀机中作绝热膨胀，产生维持空分装置所必须的冷量，膨胀气体在热交换器中冷却液化后进入压力塔中部相应部位。
从分子筛吸附器后的净化原料空气通道上，或者从主换热器中引出一部分净化原料空气进入压力塔底部所设置的蒸发器中作液体空气的热源，净化原料空气在蒸发器中被冷却后，经一只换热器冷却，再经一只减压伐减压降温后进入压力塔中部。或者引入经主换热器被复热后的一部分被分离气体进入塔底的蒸发器中作液体空气的热源，冷却后的被分离气体则进入主换热器中再次复热至常温后作产品气，富氧气体可在塔的下部的塔板上引出。
对于提氩的空分流程而言，在压力塔的净化原料空气入口处下部所设置的塔板段中氩富集区抽出一部分氩馏份气体进入粗氩塔中作原料气进行精馏分离，粗氩塔顶部设置一只冷凝器，引出部分由压力塔顶部所冷凝液氮进入粗氩冷凝器中作粗氩塔的冷源，冷凝粗氩塔内上升气体，废气同在粗氩冷凝中排出，塔釜中的液氧仍回入压力塔中，粗氩气则在粗氩塔顶部引出。
精馏塔由一只压力塔，一只低压塔的空分设备流程，它是以单级精馏塔为基础的，低压塔则由上冷凝器、塔体和下冷凝器所组成的，压力塔底部的富氧液体经过冷减压后进入低压塔中部再次精馏，由压力塔顶部冷凝的压力液氮减压降温后进入低压塔上冷凝器中作低压塔的冷源。在压力塔中引出一部纯氮气或不纯氮气进入低压塔下冷凝器氮侧作为液氧的热源，纯氮气或不纯氮气被冷凝后仍回入压力塔相应部位作塔的回流液。由于不纯氮气的温度较高，因此可进一步降低压力塔的工作压力。由于进入低压塔顶部冷凝器的液氮不再与低压塔中的富氧液空相接触，因此在低压塔可获得极高纯度的氧气产品。
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主换热器后的低温空气液化后送入精馏塔内作回流液;2.引出精馏塔下部的低温富氧气体液化后作低温液体产品。
本发明的任务是通过下列空气分离设备流程来解决的。
一种低温精馏的空气分离设备，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份、二氧化碳、乙炔及其部分碳氢化合物形成净化原料空气。
b.净化原料空气的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，进入压力塔底部的蒸发器内加热底部的液体空气，另一部分则经主换热器被返流气体冷却后，经一只减压伐减压降温后进入压力塔中部。
c.从主换热器中部或从主换热器前的空气通道上引出一部分净化原料空气进入膨胀机作绝热膨胀，膨胀气体则经一只换热器被冷却液化后进入压力塔中部适当部位。
d.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的带压原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只换热器被返流气体冷却液化后，经一只减压伐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，由压力塔底部的伐门排出少量富氧液体。
e.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，再经一只减压伐减压降温后进入冷凝器内作塔的冷源;由冷凝器引出的一部分纯液氮经一只伐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，其蒸发气体或汽液混合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，由旁通伐调节进入换热器的氮气量，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。
f.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后作产品气。
g.从压力塔顶部的压力纯氮气经换热器组复热后引出装置作压力纯氮产品，在压力塔顶部的冷凝器内或获得纯液氮产品。
h.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伐门调节后，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，或者经主换热器复热后引出一部分压力纯氮气进入分子筛吸附器中作再生气体。
一种低温精馏的空气分离设备，精馏塔为一只压力塔和一只粗氩塔的空分流程，其特征为a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器中除去水份、二氧化碳、乙炔及其部分碳氢化合物形成净化原料空气。
b.净化原料空气的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，进入压力塔底部的蒸发器内加热底部的液体空气，另一部分则经主换热器被返流气体冷却后，经一只减压伐减压降温后进入压力塔中部。
c.从主换热器中部或从主换热器前的空气通道上引出一部分净化原料空气进入膨胀机作绝热膨胀，膨胀气体则经一只换热器冷却液化后进入压力塔中部适当部位。
d.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的带压原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只换热器被返流气体冷却液化后，经一只减压伐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，由压力塔底部的伐门排出少量富氧液体。
e.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，再经一只减压伐减压降温后进入冷凝器内作塔的冷源;由冷凝器引出的一部分纯液氮经一只伐门控制后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体或汽液混合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，由旁通伐调节进入换热器的氮气量，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。
f.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。
g.从压力塔顶部的压力纯氮气与来自粗氩塔顶部冷凝器所蒸发的气氮汇合后，再经换热器组复热后引出装置作压力纯氮产品，在压力塔顶部的冷凝器内可获得纯液氮产品。
h.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伐门调节后，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，或者由经主换热器复热后引出一部分压力纯氮气进入分子筛吸附器中作再生气体。
i.粗氩塔顶部设置一只冷凝器，引入压力塔顶部的冷凝液氮进入冷凝器中作粗氩塔的冷源;由压力塔净化原料空气入口处下部所设置的塔板段中部氩富集区引出一部分氩馏份气体，进入粗氩塔下部作原料气，在粗氩塔内精馏后，在粗氩塔冷凝器中出少量废气，粗氩塔底部的液体回入压力塔内，粗氩气则在粗氩塔顶部引出。
一种低温精馏的空气分离设备，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份、二氧化碳、乙炔及其部分碳氢化合物形成净化原料空气。
b.净化原料空气经主换热器被返流气体冷却后，经一只减压伐减压降温后进入压力塔中部。
c.从主换热器中部或从主换热器前的空气通道上引出一部分净化原料空气进入膨胀机作绝热膨胀，膨胀气体则经换热器过冷后进入压力塔中部适当部位。
d.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的气体是1)从塔顶冷凝器和从辅助冷凝器引出的低压氮气经主换热器复热后引出的;2)或从塔顶引出的压力氮气经主换热器复热后引出的;3)或从塔底引出的富氧液体空气经主换热器复热后引出的，这些气体在塔底蒸发器中冷却后再经主换热器复热至一定温度或常温后作产品气。
e.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，再经一只减压伐减压降温后进入冷凝器内作塔的冷源;由冷凝器引出的一部分纯液氮经一只伐门调节后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体或汽液混合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，由旁通伐调节进入换热器的氮气量，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。
f.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。
g.从压力塔顶部的压力纯氮气经换热器组复热后引出装置作压力纯氮产品，在压力塔顶部的冷凝器内可获得纯液氮产品。
h.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伐门调节后，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或者由经主换热器复热后引出一部分压力纯氮气进入分子筛吸附器中作再生气体。
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.净化原料空气的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，进入压力塔底部的蒸发器内加热底部的液体空气，另一部分则经主换热器被返流气体冷却后进入一只低温气体制冷机中被液化后进入压力部中部作回流液，或经一只伐门直接进入压力塔中部。
c.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的净化原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只换热器被返流气体冷却液化后，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过冷后，再经一只减压伐减压降温后进入冷凝器内作塔的冷源，由冷凝器引出的一部分纯液氮经一只伐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，其蒸发气体或汽液混合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，由旁通伐调节进入换热器的氮气量。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后作产品气。
f.从第二辅助冷凝器引出的低温气氮和调节伐来的低温气氮汇合后，再进入换热器组复热后引出装置作纯氮产品，其中一部分纯氮气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氮产品，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.净化原料空气的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，进入压力塔底部的蒸发器内加热底部的液体空气，另一部分则经主换热器被返流气体冷却后经一只减压伐减压降温后进入压力塔中部。
c.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的压力原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只换热器中被返流气体冷却液化后，经一只减压伐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，再经一只减压伐减压降温后进入冷凝器内作塔的冷源，由冷凝器引出的一部分纯液氮经一只伐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，其蒸发气体或汽液混合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，由旁通伐调节进入换热器的氮气量，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.从第二辅助冷凝器引出的低温气氮和调节作来的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，其中一部分纯氮气进入分子筛吸附器中作再生气体。
f.从压力塔底部或塔板上引出的富氧气体进入一只低温气体制冷机中被液化后再进入一只液槽中作产品气或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热器中复热后作产品气。
g.从压力塔顶部的液槽中可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。
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份、二氧化碳、乙炔及其部分碳氢化合物形成净化原料空气。
b.净化原料空气的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，进入压力塔底部的蒸发器内加热底部的液体空气，另一部分则经主换热器被返流气体冷却后，经一只减压伐减压降温后进入压力塔中部。
c.从主换热器中部或从主换热器前的空气通道上引出一部分净化原料空气进入膨胀机作绝热膨胀，膨胀气体则经一只换热器冷却液化后进入压力塔中适当部位。
d.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的带压原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只换热器被返流气体冷却液化后，经一只减压伐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。
e.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，再经一只减压伐减压降温后进入冷凝器内作塔的冷源;由冷凝器引出的一部分纯液氮经一只伐门控制后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体或汽液混合体出塔后与压力塔顶部冷凝器、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，由旁通伐调节进入换热器的氮气量;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。
f.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，再经一只减压伐减压降温后进入低压塔中部进行再次精馏。
g.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，再经减压伐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相应回入压力塔顶部或中部。
h.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汽经一只换热器换热后的其中一部分经一只伐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，或者引出一部分换热器组复热至常温后的压力氮气进入分子筛吸附器中作再气体。
i.从压力塔顶部所引出的压力氮气，经换热器组复热后引出装置作压力高纯氮产品气，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氮侧和压力塔顶部冷凝器中可获得纯液氮产品。
一种低温精馏的空气分离设备，精馏塔为一只压力塔，一只低压塔和一只粗氩塔的空分流程，其特征为a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器中除去水份、二氧化碳、乙炔及其部分碳氢化合物形成净化原料空气。
b.净化原料空气的其中一部分在进入主换热器前或在进入主换热器的空气通道引出，进入压力塔底部的蒸发器内加热底部的液体空气，另一部分则经主换热器被返流气体冷却后，经一只减压伐减压降温后进入压力塔中部。
c.从主换热器中部或从主换热器前的空气通道上引出一部分净化原料空气进入膨胀机作绝热膨胀，膨胀气体则经换热器被冷却后再进入压力塔中适当部位。
d.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的带压原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只换热器被返流气体冷却液化后，经一只减压伐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。
e.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，再经一只减压伐减压降温后进入冷凝器内作塔的冷源，由冷凝器引出一部分纯液氮经一只伐门控制后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体或汽液混合体出塔后与压力塔顶部冷凝器，低压塔顶部冷凝器和粗氩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，由旁通伐门调节进入换热器的氮气量;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。
f.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，再经一只减压伐减压降温后进入低压塔中部进行再次精馏。
g.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，再经减压伐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丁应回入压力塔顶部或中部。
h.从低压塔顶部冷凝器、压力塔顶部冷凝器所蒸发的低压氮气经一只换热器换热后的其中一部分经一只伐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，或者引出一部分从换热器组复热至常温后的压力氮气进入分子筛吸附器中作再生气体。
i.从压力塔顶部所引出的压力氮气与粗氩塔顶冷凝器所蒸发的气氮汇合后经换热器缓复热后引出装置作压力高纯氮产品气，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或获得纯液氮产品。
j.粗氩塔顶部设置一只冷凝器引入压力塔顶部冷凝液氮经过冷器过冷后进入粗氩塔冷凝器内作塔的冷源，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，引出一部分氩馏份气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相应部位，粗氩气则在粗氩塔顶部引出。
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、一只粗氩塔的空气分离设备流程。
图3，精馏塔是一只压力塔的空气分离设备流程。
图4，精馏塔是一只压力塔，并带有一只低温气体制冷机的空气分离设备流程。
图5，精馏塔是一只压力塔，并带有一只低温气体制冷机的空气分离流程。
图6，精馏塔是一只压力塔，一只低压塔的空气分离设备流程。
图7，精馏塔是一只压力塔，一只低压塔，一只粗氩塔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再改进流程。
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、乙炔及其他部分碳氢化合物，经管道5进入主换热器6冷却至接近饱和温度后经管道7减压伐8减压降温后经管道9进入精馏塔10中部。在主换热器6中部或从主换热器前的空气通道上引出一部分原料空气经管道12进入膨胀机13作绝热膨胀，膨胀气体则经管道14进入换热器18被返流的低温气体冷却后再由管道14a进入压力塔10中部，在主换热器6中的空气通道上引出一部分原料空气经管道15进入压力塔10底部所设置的蒸发器16中作热源，或这部分气体由出分子筛吸附器4后的空气管道上引出经管道15a进入蒸发器16中加热塔釜内液体空气，控制液体空气温度低于工作压力下液体空气含氧近100%时所对应的温度值，被冷却的原料空气出蒸发器16后由管道17进入换热器18中被返流气体冷却液化后，经管道19减压伐20减压降温后，再由管道21进入精馏塔10中部进行精馏，在塔釜上部或塔板上引出含氧约60～95%的富氧气体，经管道44进入主换热器6复热后由管道45引出装置作产品气。为了防止塔釜中富氧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50、伐门51排放部分液体，精馏塔10底部所设置蒸发器16与原料空气入口管9之间设置一段塔板段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所冷凝，在塔内产生足够的回流液与上升蒸汽进行精馏。在压力塔顶冷凝器11所冷凝的一部分纯液氮被引出塔后经管道22，液氮过冷器23过冷后，经管道24，减压伐25减压降温后由管道26进入冷凝器11低压侧作塔的冷源，由冷凝器11引出一部分液氮经管道27、伐门28及管道29进入从上往下数起第一只辅助冷凝器30内与塔内上升蒸汽进行热交换，部分上升蒸气被冷凝，其蒸发气体或汽液混合体由管道39引出塔后与由管道32来的低温氮气混合后再进入塔内第二辅助冷凝器33中再次冷凝塔内上升蒸汽，在塔顶冷凝器11与第一辅助冷凝器30之间，第一和第二辅助冷凝器之间及第二辅助冷凝器33与液化原料空气入口管道21之间均设置塔板段和填料物。由辅助冷凝器33的低温氮气由管道34进入换热器18和主换热器6复热至常温后，由管道36引出作产品气，其中一部分氮气则由管道37进入分子筛吸附器4作再生气体后再由管道38放空。压力高纯氮气则由管道41引出塔后经换热器18和主换热器6复热至常温后，由管道43引出作高纯氮气产品，也可以引一部分压力纯氮气由管道55进入分子筛4中作再生气体。
图2是精馏塔为一只低压塔，一只粗氩塔的空气分离设备流程。与图1相比，其变动部分增加了粗氩系统流程，其流程介绍如下粗氩塔72顶部设有一只冷凝器73，从精馏塔10的原料空气入口管道9下方所设置的塔板段10a中氩富集区引出一股氩馏份气体，经管道71进入粗氩塔72下部，上升气体在塔内精馏后，气体中的氧被冷凝，其回流液仍由管道74回入精馏塔10内。从精馏塔10顶部冷凝的一部分纯液氮引出塔经过冷后由管道75进入粗氩塔冷凝器73内作塔的冷源，在粗氩塔顶部冷凝器73内由管道78排出少量废气，粗氩则从粗氩塔73顶部由管道77引出，再按照传统的方法进一步除去粗氩中的微量氧、氮即获得纯氩，此已超出本发明所涉及的范围。粗氩冷凝器73中被蒸发的气氮由管道76进入管道41内。
图3是精馏塔为一只压力塔的空气分离设备流程。与图1相比，其变动部分是进入压力塔底部蒸发器16内的加热气体，可由下述管道引入。1)由被复热至常温的低压氮气;2)或由被热至常温的压力氮气;3)或由被复热至常温的富氧气。这些气体出蒸发器16后进入主换热器6复热至常温后作产品气。
图4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，在主换热器后的空气通道上增加了低温气体制冷机8，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56和液槽57可获得高纯液氮产品，同时在塔釜经管道52、伐门53、管道54，在液槽55可获得富氧液体产品。
图5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4相比，设置的低温气体制冷机61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63可获取富氧液体，同时在塔顶的液槽57可获得高纯液氮产品。
图6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，冷却至接近饱和温度后经管道7，减压伐8减压降温后经管道7、减压伐8减压降温后经管道9进入压力塔10中部。在主换热器6中的空气通道上引出一部分原料空气经管道12进入膨胀机13作绝热膨胀，膨胀气体则由管道14再经换热器18被冷却后进入压力塔10中部，在主换热器6中的空气通道上引出一部分原料空气经管道15进入压力塔10底部的所设置的蒸发器16中作热源，或这部分气体由出分子筛吸附器4后的空气管道上引出，经管道15a进入蒸发器16中加热塔釜内液体空气，控制液体空气温度低于工作压力下液体空气含氧近100%时所对应的温度值，被冷却的原料空气出蒸发器16后经管道17进入过冷器18被返流气体冷却液化后，经管道19、减压伐20、管道21进入压力塔中部。在塔釜获得含氧70～95%的富氧液体由管道22引出，经吸附器23除去残留乙炔后由管道24进入过冷器18被返流气体过冷后，经管道25、过冷器26过冷后再经管道27减压伐28减压后由管道29进入低压塔30中部。压力塔10内上升气体被设置在压力塔内的辅助冷凝器47和40冷却后产生回流液，同时在塔内所设置的塔板或填料物10b精馏后上升蒸汽中的氧逐渐被冷凝，最后塔内上升气体不再含有氧获高纯氮气，被塔顶冷凝器11所冷凝作塔的回流液，由管道33引出一部分纯液氮经过冷器26被返流氮气过冷后进入管道34后分成二部分，其中一部分经减压伐35减压至不低于0.12MPa压力后由管道36进入压力塔10顶部的冷凝器11内作压力塔的冷源，由冷凝器11引出一部分纯液氮由管道37、伐门38、管道39进入由上往下数起的第一只辅助冷凝器40内作塔的冷源，冷凝上升蒸汽产生一定的回流液，并由管道62引出，进入管道46内。另一部分纯液氮则经减压伐41减压到不低于0.12MPa压力后经管道42进入低压塔30顶部冷凝器43内作低压塔30的冷源，必须保证冷凝器43和冷凝器11二侧有一定的压力差来获得塔内所需的冷凝温差。压力塔10顶部由管道31与低压塔30底部的冷凝器32氮侧相通，则进入的压力氮气作冷凝器32的热源加热低压塔底部的液氧，与此同时冷凝器32内气氮被冷凝后由底部管道44汇合流入液氮管33内。低压纯氮气分别由低压塔30上冷凝器43所蒸发的气氮经管道45和压力塔10顶部冷凝器11所蒸发的气氮由管道54引出，进入管道45后在过冷器26复热后，进入管道46内与第一辅助冷凝蒸发器40来的液氮蒸汽相汇合进入第二辅助冷凝器47中作塔的冷源，辅助冷凝器47可分成若干只，本图仅画出二只。在其中间均设置塔板段或填料物10b，起到精馏的作用，被换热的气氮由管道48引出，经过冷器18、主换热器6复热至常温，由管道50引出作产品气，其中一部分低压纯氮气经管道51进入分子筛吸附器4中作再生气体，再由管道52放空。设置在管道46与管道48中间的伐门53起调节冷量的作用。低压塔30顶部引出少量废气经管道58，先后再经换热器26和18，主换热器6复热至常温后放空。含氮在99.99～99.9999%的纯氮气由管道67引出，在过冷器18、主换热器6复热至常温，由管道69获得压力氮气产品出装置可引出其中一部分纯氮气由管道51a进入分子筛吸附器4中作再生气体，以降低冷凝器11和冷凝器43低压侧的压力。高纯度氧气则在冷凝蒸发器32上部引出，经管道55过冷器18、主换热器6复热至常温出装置，由管道69引出作产品氧气。高纯液氧则由管道63、伐门64引出。在压力塔顶冷凝器11与辅助冷凝器40之间，辅助冷凝器40与47之间及辅助冷凝器47与原料空气入塔处之间均设有塔板段和填料物10b。
图7是精馏塔为一只压力塔，一只低压塔，一只精氩塔的空气分离设备流程与图4相比，不同之处增加了粗氩系统的流路和设备，其流路与图2所述完全相同，其余均与图4相同。
图8是精馏塔为一只压力塔，一只低压塔(一只粗氩塔)的空气分离设备再改进流程。
从图6、图7可知，为了进一步降低压力塔10的压力，从压力塔10中部由管道100引出一部分不纯氮气进入低压塔下部冷凝器32氮侧作为液氧的热源，不纯氮气被冷凝后由管道101仍回入压力塔10相应部位作压力塔10的回流液，由于不纯氮气的温度较高，使冷凝器11获得较大的温差，因此可进一步降低了压力塔10的压力。
权利要求
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，并通过换热器冷却至接近饱和蒸汽温度，然后进入精馏塔进行精馏分离，其特征在于净化原料空气引入精馏塔的压力塔中部；在压力塔底部设置有蒸发器，从主换热器前的空气管道或在主换热器中的空气通道引出的一部分压力空气，或者从主换热器中复热至一定温度的被分离气体，进入蒸发器内作热源。用于加热塔底的液体空气，控制液体空气温度在工作压力下液体空气含量在40～100%时的对应的温度值，在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冷凝塔内上升空气；在压力塔引入原料空气入口处与蒸发器之间设置一段塔板段。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；通入来自冷凝器的低温液氮和从冷凝器所蒸发的低温氮气进入压力塔内设置的冷凝器通道内作塔的冷源。
2.根据权利要求1、所述的空气分离方法，其特征在于低压塔顶部设置一只冷凝器，由压力塔顶部所引出的一部分纯液氮经过冷后，再经一只减压伐减压降温后进入冷凝器氮侧作冷源，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。
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一部分氩馏份气体，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。
4.一种低温精馏的空气分离设备，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份、二氧化碳、乙炔及其部分碳氢化合物形成净化原料空气。b.净化原料空气的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，进入压力塔底部的蒸发器内加热底部的液体空气，另一部分则经主换热器被返流气体冷却后，经一只减压伐降温后进入压力塔中部。c.从主换热器中部或从主换热器前的空气通道上引出一部分净化原料空气进入膨胀机作绝热膨胀，膨胀气体则经一只换热器被冷却液化后进入压力塔中部适当部位。d.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的带压原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只换热器被返流气体冷却液化后，经一只减压伐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，由压力塔底部的压力排出少量富氧液体。e.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，再经一只减压伐减压降温后进入冷凝器内作塔的冷源，由冷凝器引出的一部分纯液氮经一只伐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，其蒸发气体或汽液混合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，由旁通伐调节进入换热器的氮气量，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。f.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后作产品气。g.从压力塔顶部的压力纯氮气经换热器组复热后引出装置作压力纯氮产品，在压力塔顶部的冷凝器内可获得纯液氮产品。h.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伐门调节后，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，或者经主换热器复热后引出一部分压力纯氮气进入分子筛吸附器中作再生气体。
5.一种低温精馏的空气分离设备，精馏塔为一只压力塔和一只粗氩塔的空分流程，其特征为a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器中除去水份、二氧化碳、乙炔及其部分碳氢化合物形成净化原料空气。b.净化原料空气的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，进入压力塔底部的蒸发器内加热底部的液体空气，另一部分则经主换热器被返流气体冷却后，经一只减压伐减压降温后进入压力塔中部。c.从主换热器中部或从主换热器前的空气通道上引出一部分净化原料空气进入膨胀机作绝热膨胀，膨胀气体则经一只换热器冷却液化后进入压力塔中部适当部位。d.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的带压原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只换热器被返流气体冷却液化后，经一只减压伐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，由压力塔底部的伐门排出少量富氧液体。e.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，再经一只减压伐减压降温后进入冷凝器内作塔的冷源;由冷凝器引出的一部分纯液氮经一只伐门控制后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体或汽液混合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，由旁通伐调节进入换热器的氮气量;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。f.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。g.从压力塔顶部的压力纯氮气与来自粗氩塔顶部冷凝器所蒸发的气氮汇合后，再经换热器组复热后引出装置作压力纯氮产品，在压力塔顶部的冷凝器内或获得纯液氮产品。h.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伐门调节后，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，或者由经主换热器复热后引出一部分压力纯氮气进入分子筛吸附器中作再生气体。i.粗氩塔顶部设置一只冷凝器，引入压力塔顶部的冷凝液氮过冷减压后进入冷凝器中作粗氩塔的冷源;由压力塔净化原料空气入口处下部所设置的塔板段中部氩富集区引出一部分氩馏份气体，进入粗氩塔下部作原料气，在粗氩塔内精馏后，在粗氩塔冷凝器中出少量废气，粗氩塔底部的液体回入压力塔内，粗氩气则在粗氩塔顶部引出。
6.一种低温精馏的空气分离设备，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份、二氧化碳、乙炔及其部分碳氢化合物形成净化原料空气。b.净化原料空气经主换热器被返流气体冷却后，经一只减压伐减压降温后进入压力塔中部。c.从主换热器中部或从主换热器前的空气通道上引出一部分净化原料空气进入膨胀机作绝热膨胀，膨胀气体则经换热器过冷后进入压力塔中部适当部位。d.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的气体是1)从塔顶冷凝器和从辅助冷凝器引出的低压氮气经主换热器复热后引出的;2)或从塔顶引出的压力氮气经主换热器复热后引出的;3)或从塔底引出的富氧液体空气经主换热器复热后引出的，这些气体在塔底蒸发器中冷却后再经主换热器复热至一定温度或常温后作产品气。e.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，再经一只减压伐减压降温后进入冷凝器内作塔的冷源;由冷凝器引出的一部分纯液氮经一只伐门调节后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体或汽液混合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作塔的冷源，由旁通伐调节进入换热器的氮气量，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。f.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。g.从压力塔顶部的压力纯氮气经换热器组复热后引出装置作压力纯氮产品，在压力塔顶部的冷凝器内或获得纯液氮产品。h.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伐门调节后，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或者由经主换热器复热后引出一部分压力纯氮气进入分子筛吸附器中作再生气体。
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，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.净化原料空气的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，进入压力塔底部的蒸发器内加热底部的液体空气，另一部分则经主换热器被返流气体冷却后进入一只低温气体制冷机中被液化后进入压力部中部作回流液，或经一只伐门直接进入压力塔中部。c.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的净化原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只换热器被返流气体冷却液化后，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过冷后，再经一只减压伐减压降温后进入冷凝器内作塔的冷源，由冷凝器引出的一部分纯液氮经一只伐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，其蒸发气体或汽液混合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，由旁通伐调节进入换热器的氮气量。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后作产品气。f.从第二辅助冷凝器引出的低温气氮和调节伐来的低温气氮汇合后，再进入换热器组复热后引出装置作纯氮产品，其中一部分纯氮气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氮产品，从压力塔底部可获得富液空产品。
8.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.净化原料空气的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，进入压力塔底部的蒸发器内加热底部的液体空气，另一部分则经主换热器被返流气体冷却后经一只减压伐减压降温后进入压力塔中部。c.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的压力原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只换热器中被返流气体冷却液化后，经一只减压伐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，再经一只减压伐减压降温后进入冷凝器内作塔的冷源，由冷凝器引出的一部分纯液氮经一只伐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，其蒸发气体或汽液混合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，由旁通伐调节进入换热器的氮气量，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.从第二辅助冷凝器引出的低温气氮和调节伐来的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，其中一部分纯氮气进入分子筛吸附器中作再生气体。f.从压力塔底部或塔板上引出的富氧气体进入一只低温气体制冷机中被液化后再进入一只液槽中作产品气或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热器中复热后作产品气。g.从压力塔顶部的液槽中可引出一部分液氮产品，从压力塔底部可排出少量富氧液体。
9.一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份、二氧化碳、乙炔及其部分碳氢化合物形成净化原料空气。b.净化原料空气的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，进入压力塔底部的蒸发器内加热底部的液体空气，另一部分则经主换热器被返流气体冷却后，经一只减压伐减压降温后进入压力塔中部。c.从主换热器中部或从主换热器前的空气通道上引出一部分净化原料空气进入膨胀机作绝热膨胀，膨胀气体则经一只换热器冷却液化后进入压力塔中适当部位。d.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的带压原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只换热器被返流气体冷却液化后，经一只减压伐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。e.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，再经一只减压伐减压降温后进入冷凝器内作塔的冷源;由冷凝器引出的一部分纯液氮经一只伐门控制后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体或汽液混合体出塔后与压力塔顶部冷凝器，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，由旁通伐调节进入换热器的氮气量;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。f.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，再经一只减压伐减压降温后进入低压塔中部进行再次精馏。g.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，再经减压伐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相应回入压力塔顶部或中部。h.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换热后的其中一部分经一只伐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，或者引出一部分从换热器组复热至常温后的压力氮气进入分子筛吸附器中作再生气体。i.从压力塔顶部所引出的压力氮气，经换热器组复热后引出装置作压力高纯氮产品气，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;在低压塔顶部排出少量废气，经换热气组复热后出装置;在低压塔顶部冷凝器氮侧和压力塔顶部冷凝器中可获得纯液氮产品。
10.一种低温精馏的空气分离设备，精馏塔为一只压力塔，一只低压塔和一只粗氩塔的空分流程，其特征为a.被压缩的原料空气在分子筛吸附器中除去水份、二氧化碳、乙炔及其部分碳氢化合物形成净化原料空气。b.净化原料空气的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，进入压力塔底部的蒸发器内加热底部的液体空气，另一部分则经主换热器被返流气体冷却后，经一只减压伐减压降温后进入压力塔中部。c.从主换热器中部或从主换热器前的空气通道上引出一部分净化原料空气进入膨胀机作绝热膨胀，膨胀气体则经换热器被冷却后再进入压力塔中适当部位。d.压力塔底部设有一只蒸发器，进入蒸发器内作热源的带压原料空气被液体空气冷却后出蒸发器，再进入一只换热器被返流气体冷却液化后，经一只减压伐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。e.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，再经一只减压伐减压降温后进入冷凝器内作塔的冷源;由冷凝器引出一部分纯液氮经一只伐门控制后进入塔内从上往下数起的第一只辅助冷凝器内，其蒸发气体或汽液混合体出塔后与压力塔顶部冷凝器，低压塔顶部冷凝器和粗氩塔顶和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，由旁通伐门调节进入换热器的氮气量;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。f.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，再经一只减压伐减压降温后进入低压塔中部进行再次精馏。g.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，再经减压伐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氧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相应回入压力塔顶部或中部。h.从低压塔顶部冷凝器，压力塔顶部冷凝器所蒸发的低压氮气经一只换热器换热后的其中一部分经一只伐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，或者引出一部分从换热器组复热至常温后的压力氮气进入分子筛吸附器中作再生气体。i.从压力塔顶部所引出的压力氮气与粗氩塔顶冷凝器所蒸发的气氮汇合后，经换热器组复热后引出装置作压力高纯氮产品气，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氮侧和压力塔顶部冷凝器中可获得纯液氮产品。j.粗氩塔顶部设置一只冷凝器，引入压力塔顶部冷凝液氮经过冷器过冷后进入粗氩塔冷凝器内作塔的冷源，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气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相应部位，粗氩气则在粗氩塔顶部引出。
全文摘要
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、氩气体的方法及设备。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1000～3ppm的纯氮产品以及制取含氧为60～95％富氧产品，或者通过一只压力塔，一只低压塔的精馏设备，在制取含氧量99.99～99.999％高纯氧产品的同时，还能制取含氧为1000～3ppm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。
文档编号C01B13/02GK1094652SQ9311242
公开日1994年11月9日 申请日期1993年5月3日 优先权日1993年5月3日
发明者孙克锟 申请人:孙克锟