專利名稱：低溫蒸餾生產氧和氮的改進方法
技術領域：
本發明涉及低溫蒸餾生產氧和氮的改進方法及其與燃氣輪機的聯合生產線。
空氣成分低溫分離的常規方法包括兩座蒸餾塔，高壓塔上端與低壓塔下端換熱連接。壓縮冷空氣在高壓塔中分成富氮和富氧液后送入低壓塔而制成氧產品和氮產品。在氧壓很低，如約1-2巴時該法很有效。
USP4224045說明了應用來自動力透平的空氣作為常規兩塔工藝制氧設備的空氣進料。由于動力透平的優選空氣壓力相當高，如10-18巴絕對壓力，所以常規/典型雙塔工藝必須使高壓塔和低壓塔在高壓下操作，制成的氧和氮壓力達2-7巴絕對壓力。在氮產品和氧產品再壓縮至高壓后與附帶工藝，如煤氣化和鋼鐵生產或發電過程中的直接還原工藝聯合時，總效率相當高。
不幸的是，該法主要缺點在于，高壓操作雙塔工藝時氧收率相當差。例如，16巴的空氣壓力可達到約90%氧收率，氧純度95%并且絕對氧壓約5巴。而對于98%的氧含量，同樣空壓和氧壓下收率降為約80%。6巴絕對空壓下操作的常規空氣設備一般達到99%以上的收率，純度約99.5%。低收率使能耗加大，設備尺寸也相應增大。
USP3731495說明了用氮氣驟冷動力透平進行空分的雙塔設備及其工藝。在該法中，空氣經低溫精餾工藝進行分離，應用了150-400psia塔和45-140psia塔，其中采用所得中溫氣體混合物作功膨脹之前來自上述后一塔的富氮氣驟冷熱燃燒氣。但由于該法應用雙塔，所以仍有USP4224045所存在的缺點。
USP4947649說明了用氮循環流進行的單塔工藝，其中高壓空氣在塔底冷凝后直接送入塔中。氮氣產品壓縮后一部分循環回到該工藝中而進行蒸餾塔再沸和回流，其中改變循環流速即可調節產品收率，但與USP4224045相比，總動力消耗改進率很小，僅為1%。
因此目前迫切需要改進高空壓下氧和氮生產工藝和設備的低溫蒸餾方法和裝置以及可有效地與燃氣輪機并用的這種方法和裝置。
而本發明目的正是提出在高進料空氣壓力下生產相當高壓氧和氮產品的改進低溫蒸餾方法和裝置。
本發明另一目的是提出能耗低并且設備尺寸小的低溫蒸餾生產氧和氮產品的改進方法和裝置。
本發明再一目的是提出進料空氣全部或一部分來自動力透平的氧和氮改進生產方法。
上述和其它目的可通過低溫蒸餾生產氧和氮的方法而達到，該法包括a)將至少含氧和氮的凈化，干燥和壓縮進料流的至少一部分冷卻后送入高壓塔并將其分成塔頂的富氮液流和塔底的富氧流，其中高壓塔塔頂餾出物與低壓塔和中間塔的塔底餾出物換熱，
b)將富氧流送入中間塔而制成頂部液體餾分A和底部液體餾分B，中間塔塔頂餾出物在低壓塔底部再沸器以上的位置與低壓塔換熱，其中中間塔壓力低于高壓塔但高于低壓塔，c)將液體餾分A和B送入低壓塔作進料，d)將a)中的富氮液體送入低壓塔作回流物料和e)在低壓塔底回收富氧產品并在低壓塔頂回收低壓富氮產品。


圖1示出了本發明將三塔重疊設置的方案。
圖2示出了本發明另一應用側塔的方案。
圖3示出了本發明的空分設備與動力透平的聯合生產線。
圖4示出了中間塔冷凝器與低壓塔分開的另一方案。
圖5示出了本發明三塔方法和常規雙塔方法的麥凱布-蒂爾(McCabe-Thiele)圖。
本發明提出能耗明顯降低并且設備尺寸縮小的低溫蒸餾生產氧和氮的改進方法。
根據本發明已發現，應用不同于常規雙塔法的三塔方法可在高壓進料空氣和要求相對高壓產品的情況下出人意料地提高氧收率并節省能源。更具體地講，本發明方法中高壓塔制成的富氧液體在最終于低壓塔中進行蒸餾之前在中間塔中進行處理。
本發明很有效，因為進料空氣全部或一部分來自動力透平。為恢復平衡，來自低溫分離裝置的富氮產品可再壓縮并在附屬工藝中加熱以用于附屬工藝或注入動力透平循環。例如，壓縮氮產品可在膨脹回收能源之前于燃燒室上游與空氣進料混合送入動力透平。而且，壓縮氮產品可注入動力透平的燃燒室，還可在膨脹回收能源之前與燃燒室中的熱氣混合。
已發現加入中間塔可使應用相對高壓進料空氣并要求相對高壓產品的方法中驚人地提高氧收率，而且優異的氧收率又可使能耗和設備尺寸大為縮小。
更詳細地講，本發明所用中間塔底端餾出物與高壓塔頂部餾出物換熱，上端餾出物與低壓塔底塔板以上的中間位置餾出物換熱。這種中間塔將高壓塔底部制成的富氧液體分成兩種液體餾分后作為進料送入低壓塔。低壓塔下端餾出物也與高壓塔頂部餾出物換熱，因此其壓力與相同空壓下操作的典型雙塔工藝中的低壓塔基本上相同。
此外，高壓塔頂部制成的富氮液體作為回流物料送入低壓塔。已發現，經中間塔中進一步蒸餾后，后續在低壓塔中的蒸餾就更為有效。雙塔方法與本發明三塔方法的麥凱布-蒂爾圖線比較表明了本發明的優越性，即三塔操作線更接近于平衡線，表明該方法更有效，可參見圖5。
本發明方法詳述如下。
進料物流按常規辦法凈化，干燥和壓縮以除去二氧化碳和水。
本文所用“進料物流”指至今含氧和氮的任何氣體混合物，例如可用大氣以及含氧和氮的廢氣混合物，其中當然還可存在其它氣體，如氬。
凈化、干燥和壓縮進料物流冷卻后送入高壓塔，在其中分成頂部的富氮氣流和底部的富氧液流。高壓塔頂部的富氮蒸氣在低壓塔和中間塔底部冷凝形成富氮液流。該液體的一部分作為高壓塔的回流物料，而另一部分作為回流物料送入低壓塔。當然，有些液體可作為產品收集起來。高壓塔頂的一部分富氮氣可作為中壓氮產品回收。高壓塔塔頂餾出物與低壓塔塔底餾出物和中間塔塔底餾出物換熱。
富氧液流然后必要時冷卻后送入中間塔而制成頂部液體餾分A和底部液體餾分B。中間塔塔頂餾出物在低壓塔的底部再沸器以上的位置與低壓塔餾出物換熱。中壓塔的壓力低于高壓塔的壓力但高于低壓塔的壓力。
之后將液體餾分A和B的全部或一部分送入低壓塔中作為進料，如果需要在送入低壓塔之前液體餾分A和B之前可冷卻。
最后可在低壓塔底回收富氧產品物流，并在低壓塔頂回收低壓富氮物流。
至于工藝致冷過程，可采用任何常規致冷方案，如空氣膨脹或氮氣膨脹。
進料物流在步驟a)中壓縮后的空氣壓力一般約8-20巴絕對壓力，優選約10-18巴絕對壓力，中間塔壓力一般約3-15巴絕對壓力，優選約5-13巴絕對壓力，而低壓塔壓力一般約1-8巴絕對壓力，優選2-7巴絕對壓力。
通常，在向高壓塔輸入清潔和干壓縮空氣時，維持高壓塔壓力與步驟a)中相同。空氣進料維持接近露點。
富氧流產品在回收后可以再壓縮以供進一步使用。
另外，按照本發明，最好所有或至少部分空氣進料流由動力透平機提供。但本發明的許多其它實施方案也是較好。
例如，較好的是再壓縮至少部分步驟f)的低壓富氮流以進一步用于有關過程或在用于動力回收的膨脹前將再壓縮的富氮流與進到燃燒室的動力透平機上游的空氣進料混合。
此外，將再壓縮的富氮流注射到動力透平機的燃燒室中或將其與在用于動力回收的動力透平機的燃燒室中現存的熱氣體混合也是有利的。
進一步講，按照本發明，再壓縮的富氮流在用于動力回收的動力透平機膨脹前，將其在附屬過程中加熱也是較好的。
已經發現按照本發明較好的是為給低壓塔制備額外的進料也可在中間塔處理至少部分富氧液流。
此外，按照本發明的另一個方面，提供一種制備氮和氧的低溫蒸餾方法，它包括a)冷卻至少一部分凈化，干燥并壓縮并至少含氮和氧的進料流并將其加到高壓塔中，在塔頂將其分離成富氮流，其中高壓塔塔頂餾出物與低壓塔塔底餾出物及中間塔塔底餾出物交換熱量;
b)加富氧流到中間塔以生產塔頂液餾分A和塔底液餾分B，在中間塔塔頂冷凝器中蒸發所述液餾分B以冷凝中間塔塔頂餾出流，然后將蒸發后的液餾分B部分和液餾分B的其余部分加到低壓塔中;
c)將液餾分A作為進料加到低壓塔;和d)在低壓塔底部回收富氧產品流并在低壓塔頂部回收富氮流。
本發明將參照一個說明性而非限制性例子作進一步闡述。
按照本發明所有的方法和裝置，塔板和/或結構化填料可用作各種塔中的液相和氣相間的傳質元件。
用于此處的術語“塔板”是指對向下流的液相和向上流的氣相間進行密切接觸及傳質的任何元件或設備。這些塔板是本領域技術人員熟知的。
用于此處的術語“塔板”也包括結構化填料之類的已知元件或像塔板在低溫空氣分離中起類似密切接觸作用的相當元件。結構化填料的例子公開在如美國專利2，047，444;4，186，156和4，296，050中，這些專利全文在此作為參考，且Ellis等人在Trans.Instn.Chem.Engrs.，41，1963中稱為Goodloe填料。這些結構化填料在垂直于主流動方向即直立方向的方向上作為促進液體和/或氣體混合的元件是公知的。此外塔板和填料的組合也能用作傳質元件。
本發明的低溫蒸餾方法能與美國專利4，224，045進行比較。
在下列例子中，在兩種方法中使用相同的空氣進料壓力約16巴(絕壓)并在兩種方法中使用相同的來自低溫試驗箱的產品壓力即約5巴(絕壓)。同時作下列假定1)將空氣從大氣壓壓縮到所要求的壓力，2)氧產品從低溫試驗箱出口壓力壓縮到35.5巴(絕壓)，3)將氮產品從低溫試驗箱出口壓力壓縮到與進料相同的壓力，和4)所有的壓縮機有同樣的效率。
表1美國專利本方法改進%4,224,045O2純度95%的收率(%) 91.2% 99.4% 9%O2純度98%的收率(%) 84% 93.4% 11.2%O2純度95%的壓縮動力 100 92 8%O2純度98%的壓縮動力 100 91 9%
從表1可看出，本方法對純度95%的氧的收率為99.4%而常規的兩塔方法的收率為91.2%，這表示改進率為9%。與常規兩塔法比較壓縮動力改進率為8%。
上述的收率和動力改進率9%和8%對低溫方法確實是很高的。因此，本方法代表了在低溫技術應用方面的根本性和驚人的突破。
注意此處的“收率”是指產品中氧與原料空氣中的氧之比。
為了進一步描述本發明的方法和設備，現參照圖1-5作進一步說明。
在圖1中，至少含氧和氮的原料流凈化、干燥和壓縮后經泵送至管線(10)。從此之后，至少部分該原料流進到換熱設備(11)中，然后經管線(12)到高壓塔(13)。原料流的其余部分經管線(14)或者直接到低壓塔或必要時經增壓壓縮機(15)和膨脹透平機(17)然后經管線(18)到低壓塔(19)。
在高壓塔中，原料流分成塔頂富氮液流和塔底富氧流，其中高壓塔的塔頂餾出物與低壓塔及中間塔(28)的塔底餾出物熱換。
然后，來自高壓塔塔底的富氧流經管線(20)，必要時經液體過冷器(27)到中間塔(28)，以提供塔頂液餾分A和塔底液餾分B，中間塔(28)塔頂餾出物與低壓塔熱換，其中中間塔的壓力低于高壓塔(13)但高于低壓塔(19)。
液相餾分A和B然后作為原料加到低壓塔(19)中，值得注意的是，來自中間塔(28)塔頂的液相餾分A到管線(22)，必要時經過液體過冷器(27)，加到低壓塔(19)。來自中間塔(28)的塔底的液相餾分B到管線(21)，必要時經液體過冷器(27)加到低壓塔(19)。
然后，在步驟a)中制備的富氮液相經管線(23)，必要時經液體過冷器(27)作為回流加到低壓塔(19)中。然后，低壓塔塔底的富氧流經管線(25)從塔中回收并在氣態氧產品回收之前進到換熱設備(11)中。
另外，低壓塔塔頂的富氮流經管線(24)回收，必要時經液體過冷器(27)，然后在氣態氮產品的最后回收之前經管線(30)必要時經過換熱設備(11)。
圖2示出了一個與圖1所示的基本相同的方法，然而側線塔(31)用來代替中間塔(28)。所示的較小的改動參照圖1本領域技術人員很容易理解。圖2中其余部分與圖1相同。
圖3示出了按照本發明空氣分離裝置與動力透平機的聯合生產線。可以看出，中等壓力的氮流可以由被加到中等壓縮級的工藝來制備以節省動力。
通常至少含氮和氧的進料流經輸出設備(1)進到壓縮機(10)然后其中部分經管線(11)和管線(26)加到燃燒室。其余的進料流，如常壓空氣經管線(12)和(13)進到冷卻和凈化設備(15)中。在該階段，進料流可借助也使用至少含氮和氧的進料流如常壓空氣的輔助壓縮設備(14)來補充。該輔助進料流也經過冷卻和凈化設備(15)。
然后，進料流經管線(16)加到進料流分離裝置中，其中制備氮流、中等壓力氮流(MPN2)和氣態氧流。氮流和中壓氮流分別經管線(21)和(22)排出并加到壓縮階段(23)和(24)，然后經管線(25)進入到燃燒室(27)。將燃料經管線(28)加到燃燒室(27)。然后，燃燒室的熱廢氣經管線(29)加到氣體透平機(31)中，然后部分熱廢氣用于驅動動力透平機(31)，其余部分經管線(32)排空。動力將在發動機(30)中產生。
另外，雖然在圖3中沒有畫出，管線(32)中的廢氣可用來產生用于產生動力的蒸汽。
更詳細地說，也可使用燃氣輪機，其中壓縮進料空氣或含氮和氧的壓縮混合物與燃料混合并燃燒。實質上，將由任何類型的“低溫試驗箱”分離獲得的壓縮氮注射到燃燒室以控制燃燒室中的壓力并最大限度減少氮氧化物(NOX)的生成。
熱的燃燒混合物也能用氮氣驟冷，然后所得混合物在用于動力回收的動力透平機中膨脹。來自氣體透平機的廢氣體通常送到蒸汽發生器中，將殘余的熱量通過產生蒸汽而回收。產生的蒸汽可用于本方法的其它部分或在蒸汽透平機中進一步膨脹以回收附加的動力。
這樣，本發明也提供制備用于產生動力的水蒸汽的裝置和方法。
制備用于產生動力的蒸汽的裝置包括a)位于燃燒室上游的進料流輸入設備，以輸入至少含氮和氧的壓縮進料流到燃燒室，b)帶有燃料輸入設備的燃燒室，c)由至少含氧和氮的進料流制備氧和氮的設備，該設備包括由下列設備組成的三層精餾塔帶有進料輸入設備的高壓塔，連接高壓塔頂端和低壓塔及中間塔兩者底端的熱換設備，用于由高壓塔加富氮液體到低壓塔及加富氧液體到中間塔的獨立管線，用于將中間塔產品作為原料加到低壓塔的獨立管線，用于從低壓塔中排出富氮氣體的獨立管線，用于從低壓塔中排出富氧流的獨立管線，其中中間塔塔頂在低壓塔再沸器上方位置與低壓塔換熱相連，該設備有至少一根用于加氮到燃燒室的獨立管線和氣體氧產品獨立管線，d)位于燃燒室下游并與其流體聯通的動力透平機，和e)由動力透平機驅動的發電設備。
如上所述，來自動力透平機的廢氣體通常送到蒸汽發生器中，在此回收殘余熱以產生蒸汽。
制備用于產生動力的蒸汽的本方法包括a)加至少含氮和氧進料流的第一部分和燃料到燃燒室中，b)加至少進料流其余部分到低溫設備中，其中進料流被冷卻、凈化和干燥，并從中分離氧和氮，c)將來自燃燒室的熱廢氣送到位于燃燒室下游并與其流體聯通的氣體透平機中，和d)將來自氣體透平機的廢氣送到蒸汽發生器中，回收殘余熱量以產生蒸汽。
值得注意的是，在上述方法中，由進料流分離氧和氮是使用本低溫方法。此外，在產生蒸汽過程中，進到該過程中的進料流如空氣的一部分是得自由燃氣輪機驅動的壓縮設備。
作為燃料，雖然任何燃料都可使用，但最好利用氣化設備如煤氣化器以制備H2、CO和CH4的燃料氣體混合物，例如可通過如低溫壓為約20-35巴的氧到煤氣化器中獲得。所得燃料加到燃燒室中。
低溫方法也可在壓力約8-20巴，例如約16巴下向燃燒室中供氮。應注意，在向燃燒室供氮氣時，質量平衡可通過減少由于低溫進料空氣的抽出而恢復。
在圖4中，畫出了另一套裝置，其中中間塔冷凝器與低壓器分開。圖4示出了一種與圖1基本相同的工藝，但中間塔的冷凝器(28)與低壓塔(19)分開。該冷凝器加入一部分在中間塔塔底產生的液體。少量的改動，本領域技術人員參照圖1很容易理解。
圖3示出了本發明三塔過程和常規的二塔過程的麥凱布-蒂爾圖，它清楚地表示了本發明方法的優良性能。
例如，圖1中的裝置也可被描述為有三座蒸餾塔用于制備氧和氮的裝置，該裝置包括三層精餾塔，其中又包括帶有進料輸入設備的高壓塔，將高壓塔頂端與低壓塔及中間塔的底端連結起來的換熱設備，用于將來自高壓塔的富氮液體加到低壓塔及把富氧液體加到中間塔的獨立管線，用于將中間塔產品作為進料加到低壓塔中的獨立管線，從低壓塔排出富氮氣的獨立管線，從低壓塔排出氧氣產品的獨立管線，其中中間塔塔頂在位于低壓塔再沸器上方的位置與低壓塔相連。
圖2的裝置也可如圖1一樣類似說明。
本發明也提供用于制備氧和氮的有三座蒸餾塔的裝置，該裝置包括三層精餾塔，其中又包括帶有進料流輸入設備的高壓塔，將高壓塔頂端與低壓塔和中間塔兩者的底端連接起來的換熱設備，將來自高壓塔的富氮液體加到低壓塔及富氧液體加到中間塔的獨立管線，將中間塔產品作為進料加到低壓塔的獨立管線，從低壓塔中排出富氮氣的獨立管線，從低壓塔中排出富氧流的獨立管線，輸送在中間塔塔底產生的液體到中間塔塔頂的獨立管線和將在塔頂冷凝器所得蒸發后的液體加到低壓塔的獨立管線。
圖4也可類似地描述，區別在于側線中間塔并不與低壓塔換熱相連，其中提供了用于將在中間塔塔底產生的液相加到其塔頂冷凝器的獨立管線，其它各個設備很容易從圖4來理解。
從上述對本發明的描述中，顯而易見，本領域普通技術人員在不偏離本發明的精神和范圍下還可對本發明作出許多變化和改動。
權利要求
1.低溫蒸餾生產氧和氮的方法，其中包括a)將至少含氧和氮的凈化、干燥和壓縮進料流的至少一部分冷卻后送入高壓塔并將其分成塔頂的富氮液流和塔底的富氧流，其中高壓塔塔頂餾出物與低壓塔和中間塔的塔底餾出物換熱，b)將富氧流送入中間塔而制成頂部液體餾分A和底部液體餾分B，中間塔塔頂餾出物在低壓塔底部再沸器以上的位置與低壓塔換熱，其中中間塔壓力低于高壓塔但高于低壓塔，c)將液體餾分A和B送入低壓塔作進料，d)將a)中的富氮液體送入低壓塔作回流物料和e)在低壓塔底回收富氧產品并在低壓塔頂回收低壓富氮產品。
2.權利要求1的低溫蒸餾方法，其中全部或部分空氣進料流來自動力透平。
3.權利要求1或2之一的低溫蒸餾方法，其中還包括將步驟e)的受壓富氮流的至少一部分再壓縮以再用于附屬工藝。
4.權利要求3的低溫蒸餾方法，壓縮富氮流在膨脹回收能源之前與空氣進料混入送入燃燒室上游的動力透平。
5.權利要求3的低溫蒸餾方法，再壓縮富氮流注入動力透平的燃燒室。
6.權利要求3的低溫蒸餾方法，再壓縮富氮流與進行能源回收的動力透平的燃燒室中的熱氣混合。
7.權利要求1至6之一的低溫蒸餾方法，凈化和干燥壓縮空氣進料流壓力約8-20巴絕對壓力。
8.權利要求7的低溫蒸餾方法，壓力為約10-18巴絕對壓力。
9.權利要求1至8之一的低溫蒸餾方法，中間塔操作壓力約3-15巴絕對壓力。
10.權利要求9的低溫蒸餾方法，壓力約5-13巴絕對壓力。
11.權利要求1至10之一的低溫蒸餾方法，低壓塔操作壓力約1-8巴絕對壓力。
12.權利要求2至11之一的低溫蒸餾方法，壓力約2-7巴絕對壓力。
13.權利要求3至12之一的低溫蒸餾方法，至少一部分再壓縮富氮流在動力透平中膨脹而進行能源回收之前在附屬工藝中加熱。
14.權利要求1至13之一的低溫蒸餾方法，還包括在中間塔處理至少一部分富氧液流。
15.低溫蒸餾生產氧和氮的方法，其中包括a)冷卻至少一部分凈化，干燥并壓縮并至少含氮和氧的進料流并將其加到高壓塔中，在塔頂將其分離成富氮流，其中高壓塔塔頂餾出物與低壓塔塔底餾出物及中間塔塔底餾出物交換熱量;b)加富氧流到中間塔以生產塔頂液餾分A和塔底液餾分B，在中間塔塔頂冷凝器中蒸發所述液餾分B以冷凝中間塔塔頂餾出流，然后將蒸發后的液餾分B部分和液餾分B的其余部分加到低壓塔中;c)將液餾分A作為進料加到低壓塔;和d)在低壓塔底部回收富氧產品流并在低壓塔頂部回收富氮流。
16.權利要求15的低溫蒸餾方法，其中全部或部分空氣進料流來自動力透平。
17.權利要求15或16的低溫蒸餾方法，凈化和干燥壓縮空氣進料流壓力約8-20巴絕對壓力。
18.權利要求17的低溫蒸餾方法，壓力為約10-18巴絕對壓力。
19.權利要求15至18之一的低溫蒸餾方法，中間塔操作壓力約3-15巴絕對壓力。
20.權利要求19的低溫蒸餾方法，壓力約5-13巴絕對壓力。
21.權利要求15至20之一的低溫蒸餾方法，低壓塔操作壓力約1-8巴絕對壓力。
22.權利要求21的低溫蒸餾方法，壓力約2-7巴絕對壓力。
23.權利要求15-22之一的低溫蒸餾方法，其中還包括從高壓塔回收中壓氮物流。
24.權利要求23的低溫蒸餾方法，至少一部分中壓和低壓氮物流再壓縮后重復使用。
25.權利要求24的低溫蒸餾方法，至少一部分中壓和低壓氮物流再壓縮后重復使用。
26.有三座蒸餾塔的氧和氮生產裝置，該裝置包括由三層精餾塔，其中又包括帶有進料輸入設備的高壓塔，將高壓塔頂端與低壓塔及中間塔的底端連結起來的換熱設備，用于將來自高壓塔的富氮液體加到低壓塔及把富氧液體加到中間塔的獨立管線，用于將中間塔產品作為進料加到低壓塔中的獨立管線，從低壓塔排出富氮氣的獨立管線，從低壓塔排出氧氣產品的獨立管線，其中中間塔塔頂在位于低壓塔再沸器上方的位置與低壓塔相連。
27.權利要求26的裝置，其中與低壓塔換熱連接的中間塔用側線塔代替。
28.權利要求26的裝置，其中與低壓塔換熱連接的中間塔用分離的中間冷凝器代替。
29.有三座蒸餾塔的氧和氮生產裝置，該裝置包括三層精餾塔，其中又包括帶有進料流輸入設備的高壓塔，將高壓塔頂端與低壓塔和中間塔兩者的底端連接起來的換熱設備，將來自高壓塔的富氮液體加到低壓塔及富氧液體加到中間塔的獨立管線，將中間塔產品作為進料加到低壓塔的獨立管線，從低壓塔中排出富氮氣的獨立管線，從低壓塔中排出富氧流的獨立管線，輸送在中間塔塔底產生的液體到中間塔塔頂的獨立管線和將在塔頂冷凝器所得蒸發后的液體加到低壓塔的獨立管線。
30.制備產生動力的蒸汽的裝置，其中包括a)位于燃燒室上游的進料流輸入設備，以輸入至少含氮和氧的壓縮進料流到燃燒室，b)帶有燃料輸入設備的燃燒室，c)由至少含氧和氮的進料流制備氧和氮的設備，該設備包括由下列設備組成的三層精餾塔帶有進料輸入設備的高壓塔，連接高壓塔頂端和低壓塔及中間塔兩者底端的換熱設備，用于由高壓塔加富氮液體到低壓塔及加富氧液體到中間塔的獨立管線，用于將中間塔產品作為原料加到低壓塔的獨立管線，用于從低壓塔中排出富氮氣體的獨立管線，用于從低壓塔中排出富氧流的獨立管線，其中中間塔塔頂在低壓塔再沸器上方位置與低壓塔換熱相連，該設備有至少一根用于加氮到燃燒室的獨立管線和氣體氧產品獨立管線，d)位于燃燒室下游并與其流體聯通的動力透平機，和e)由動力透平機驅動的發電設備。
31.制備用于產生動力的蒸汽的方法，其中包括a)加至少含氮和氧進料流的第一部分和燃料到燃燒室中，b)加至少進料流其余部分到低溫設備中，其中進料流被冷卻、凈化和干燥，并從中分離氧和氮，c)將來自燃燒室的熱廢氣送到位于燃燒室下游并與其流體聯通的氣體透平機中，和d)將來自氣體透平機的廢氣送到蒸汽發生器中，回收殘余熱量以產生蒸汽。
全文摘要
根據本發明所采用的中間塔底端與高壓塔頂部換熱，其上端又與低壓塔底板以上的中間位置換熱，該中間塔將高壓塔底部制成的富氧液體分成兩種液體餾分后作為進料送入低壓塔，而低壓塔下端與高壓塔頂部換熱。因此其壓力與相同空壓下操作的典型雙塔工藝中的低壓塔基本上相同。
文檔編號F02C6/18GK1075003SQ9211145
公開日1993年8月4日 申請日期1992年10月12日 優先權日1991年10月15日
發明者保哈 申請人:喬治·克勞德工藝研究開發有限公司