专利名称：用于通过低温蒸馏分离空气的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于通过低温蒸馏分离空气的方法和装铬。具体地涉及一种用于分离空气的方法，其中液态产品被从低温蒸馏塔抽取出，储存在储罐中，被加压然后蒸发以形成气态产品。
背景技术：
为了改进设备可靠性，经常需要安装数个并行运行的泵，以便对从低温蒸馏塔抽取的液体加压。例如，可以存在两个并行操作的泵，各个泵的尺寸设计成对总气态氧流量的50%至100%之间的流量加压。或者，可以存在三个并行操作的泵，各个泵的尺寸设计成用于总气态氧流量的33%至50%之间的流量。这些构型的优点在于，在泵之一故障的情况下，由于维持操作的泵的流量增加，被泵送的液体的总流量可在非常短的时间内回到100%的值，由此确保在压力方面的生产稳定性。对于某些被供给以气态氧的下游设备而言这是关键的参数，因为如果压降过大的话设备可能会跳闸。在实践中，由于以下事实使得上述构型难以实现泵供应商难以制造能够处理这么高操作范围的泵。泵必须在空气分离单元停机、所有泵运行期间工作，而且在空气分离单元全速操作、一个泵停止运转期间工作。在正常构型中，这种情形可以通过使泵排出的液体再循环来处理，但是在生产泵位于储罐下游的情况下，使被泵送的液体再循环至储罐会通过闪蒸导致氧分子的临界损失，直接影响空气分离单元的回收率。
发明内容
本发明的一个目的是利用单个泵或并行的数个泵操作空气分离单元，同时确保设备负载的灵活性。所述方法比现有技术的方法更加有效且更加稳定。根据本发明的一个方面，提供了一种用于通过低温蒸馏分离空气的方法，在该方法中a)经压缩和净化的空气在热交换器中冷却，然后被传送至塔系统的塔中蒸馏，b)从所述塔系统的塔抽取液体并传送至储罐，c)从所述储罐取出储存的液体并使用至少一个泵加压，d)来自至少一个泵的加压液体的第一流被传送至所述热交换器并且蒸发以形成气态产品，e)来自所述至少一个泵的加压液体的第二流或源于所述第二流的流体被传送至所述塔系统的塔。根据其它可选的特征-塔系统包括高压塔和低压塔，来自所述至少一个泵的加压液体的所述第二流或源于所述第二流的所述流体被传送至低压塔。-所述加压液体的第二流膨胀以形成气态部分和液态部分，气态部分被传送至所述塔系统的塔，液态部分优选被传送至所述储罐。-使用至少一个泵、优选至少两个泵对储存的液体加压，如果所需气态产品的量低于给定的阈值，则将来自所述至少一个泵的加压液体的所述第二流或源于所述第二流的流体传送至塔。-源于所述第二流的所述流体通过在相分离器中使所述第二流分离得到，并且来自所述相分离器的气体被传送至塔系统。根据本发明的另一方面，提供了一种用于通过低温蒸馏分离空气的装铬，其包括热交换器、包含至少一个低温蒸馏塔的塔系统、用于为塔系统供应来自热交换器的经冷却的空气的管道、储罐、用于从塔系统提取液体并将其传送至储罐的管道、至少一个泵、用于将来自所述泵或各个泵的出口的泵送液体传送至热交换器的至少一个管道、连接于所述泵的出口或至少一个泵的至少一个出口并连接于塔系统的塔的至少一个管道，所述管道在不经过储罐的情况下直接通到所述塔。所述塔系统可包括高压塔和低压塔，所述泵的出口或至少一个泵的至少一个出口连接于低压塔。所述装铬可包括相分离器，连接于所述泵的出口或至少一个泵的至少一个出口的所述至少一个管道经由所述相分离器连接到塔系统的塔。相分离器可连接于储罐。至少一个管道可将至少一个泵的出口联接至储罐的顶部。
下面参照附图更详细地描述本发明，该附图示出根据本发明的空气分离单元。
具体实施例方式空气分离单元I包括热交换器3、由高压塔7和低压塔9组成的双塔，在塔7的顶部和塔9的底部之间经由再沸器11提供热联接。空气流2和5在热交换器3中冷却并在双塔中分离。为了清楚起见，未示出两个塔之间的管道。污氮29被从低压塔9取出并在交换器3中升温。液态氧17被从低压塔9的底部取出并传送至储罐15。液态氧被从平底类型或真空护套类型的储罐15抽取出并分别经由管道19A、19B和19C传送至泵P41A、P41B和P41C。各个泵的尺寸设计成用于总流量的33%至50%。泵P41A、P41B 和 P41C 的出 口经由管道 23A、23B、23C 和 21A、21B、21C 连接到阀 \、
Vb和V。。这些阀是再循环阀，需要这些阀来起动泵以便避免在气蚀区工作。在操作中如果给定泵的流量变得过小时也使用这些阀。在此情况下，在泵的出口处测量的压力将变得比平时高，并且高于某一值，由于各个阀上的压力指示器，将打开再循环阀。管道23A、23B、23C还连接到管道25和管道27。管道25经由阀VD连接到低压塔9，阀VD是一公共再循环阀。管道27是产品管道，其向热交换器3提供泵送的液态氧以便蒸发以形成压力下的气态产品。上述方案的优点在于，如果设备在任意负载下(在空气分离单元的操作范围内)运行，这三个泵可并行操作，确保在不影响氧回收的情况下快速接管任何负载下的生产，由此确保该技术方案在效率和生产稳定性方面的竞争力。利用该构型，各泵将输送当这三个泵并行运行时能够输送的最小流量(该流量由泵供应商规定)，但是仅将需要的流量传送至主热交换器用于蒸发。这可以通过经由管道25和阀VD将多余流量再循环至冷箱中的低压塔来实现，而不会损失氧分子。能够以不同方式将再循环流量传送至冷箱:-液态氧管道可直接连接至塔，如图1所示；-液态氧管道可首先连接至相分离器，在相分离器中液体和气体分离，液体被传送至储罐15，气体被传送至塔7或9。更有益的是将液态氧传送回低压塔9，因为液态氧组分是底部液体的组分。因此，在想要使用并行的数个泵用于设备低负载的情况下，该再循环管线将被连续使用。下面是与传统情况相比较在氧处于88bar的典型情形中这种构型带来的效率方面的益处的评价，其中使用三个泵对液态氧加压用以快速响应:
权利要求
1.一种用于通过低温蒸馏分离空气的方法，其中: a)经压缩和净化的空气在热交换器(3)中冷却，然后被传送至塔系统(7，9)的塔(7)中蒸馏， b)从所述塔系统的塔(9)抽取液体并传送至储罐(15)， c)从所述储罐取出储存的液体并使用至少一个泵(P41-A，P41-B,P41-C)加压， d)来自至少一个泵的加压液体的第一流(27)被传送至所述热交换器并且蒸发以形成气态产品，以及 e)来自所述至少一个泵的加压液体的第二流(25)或源于所述第二流的流体被传送至所述塔系统的塔(9)。
2.根据权利要求1的方法，其中，所述塔系统包括高压塔(7)和低压塔(9)，来自所述至少一个泵的加压液体的所述第二流(25)或源于所述第二流的所述流体被传送至所述低压+ +R ο
3.根据权利要求1或2的方法，其中，所述加压液体的第二流膨胀以形成气态部分和液态部分，气态部分被传送至所述塔系统的塔，液态部分优选被传送至所述储罐。
4.根据前述权利要求中任一项的方法，其中，使用至少一个泵(P41-A，P41-B,P41-C)、优选至少两个泵对储存的液体加压，如果所需气态产品的量低于给定的阈值，则将来自所述至少一个泵的加压液体的所述第二流或源于所述第二流的流体传送至所述塔。
5.根据前述权利要 求中任一项的方法，其中，源于所述第二流的所述流体通过在相分离器中使所述第二流分离得到，并且来自所述相分离器的气体被传送至所述塔系统。
6.一种用于通过低温蒸馏分离空气的装置，包括热交换器(3)、包含至少一个低温蒸馏塔(7，9)的塔系统、用于为所述塔系统供应来自所述热交换器的经冷却的空气的管道、储罐(15)、用于从所述塔系统提取液体并将其传送至所述储罐的管道(17)、至少一个泵(P41-A，P41-B, P41-C)、用于将来自所述泵或各个泵的出口的泵送液体传送至所述热交换器的至少一个管道(27)、连接于所述泵的出口或至少一个泵的至少一个出口并连接于所述塔系统的塔的至少一个管道，所述管道在不经过所述储罐的情况下直接通到所述塔。
7.根据权利要求6的装置，其中，所述塔系统包括高压塔(7)和低压塔(9)，所述泵的出口或至少一个泵(P41-A，P41-B，P41-C)的至少一个出口连接于所述低压塔(9)。
8.根据权利要求6或7的装置，包括相分离器，连接于所述泵的出口或至少一个泵(P41-A，P41-B，P41-C)的至少一个出口的所述至少一个管道经由所述相分离器连接到所述塔系统的所述塔。
9.根据权利要求8的装置，其中，所述相分离器连接于所述储罐(15)。
10.根据权利要求6至9中任一项的装置，包括将至少一个泵(P41-A，P41-B，P41-C)的出口联接至所述储罐(15)的顶部的至少一个管道(21A，21B，21C)。
全文摘要
一种用于通过低温蒸馏分离空气的装置，包括热交换器(3)、包含至少一个低温蒸馏塔(7，9)的塔系统、用于为所述塔系统供应来自所述热交换器的经冷却的空气的管道、储罐(15)、用于从所述塔系统提取液体并将其传送至所述储罐的管道(17)、至少一个泵(P41-A，P41-B，P41-C)、用于将来自所述泵或各个泵的出口的泵送液体传送至所述热交换器的至少一个管道(27)、连接于所述泵的出口或至少一个泵的至少一个出口并连接于所述塔系统的塔的至少一个管道，所述管道在不经过所述储罐的情况下直接通到所述塔。
文档编号F25J3/04GK103080678SQ201080068949
公开日2013年5月1日 申请日期2010年9月9日 优先权日2010年9月9日
发明者A·布里格利亚, P·麦利诺, F·居亚尔, 曹建伟 申请人:乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司