外冷式单级精馏空分装置及方法

摘要

本发明提供了外冷式单级精馏空分装置，包括主塔、付塔、主冷凝蒸发器，塔釜、氩冷凝蒸发器、换热器、循环压缩机、液氧泵、节流阀和输送管道。所述付塔的底部与主塔下段的中部连通；所述换热器包括氧气换热器、氮气换热器、粗氩换热器、循环换热器。将液氧作为馏出物同时也作为冷凝蒸发器的冷媒，实现系统内部的制冷循环。而且将主塔底部的液氧作为冷媒通过节流阀和液氧泵及输送管道直接输送至主塔和付塔塔顶的冷凝蒸发器内，极大地节省了工艺流程提高了空分效率，本方案实现了单级带压精馏分离空气，生产双高产品。不仅工艺流程大大简化，而且使分离能耗降低30％以上。

主权项

外冷式单级精馏空分装置，其特征在于，包括主塔、付塔、冷凝蒸发器，换热器、循环压缩机、液氧泵、节流阀和输送管道；所述冷凝蒸发器包括主冷凝蒸发器、氩冷凝蒸发器，其中所述主冷凝蒸发器和氩冷凝蒸发器分别设置在所述主塔和付塔的顶部；所述付塔的底部与主塔下段的中部连通；所述换热器包括氧气换热器、氮气换热器、粗氩换热器、循环换热器；所述主塔的中部设有原料空气进料口，原料空气分别通过所述氧气换热器、氮气换热器和粗氩换热器预冷至饱和温度后通过输送管道从所述主塔中部进入主塔。所述主塔底部设有液氧输入口，从该液氧输入口注入液氧。氮气从主塔的顶部引出并通过氮气换热器复热至常温后回收；液体回流至主塔底部分离出液氧通过主塔外部配设的带有节流阀以及液氧泵的输送管道进入主塔顶部的主凝蒸发器以及付塔顶部的氩冷凝蒸发器，作为该两个冷凝蒸发器的冷媒；主塔中，部分氮气进入主凝蒸发器与液氧冷媒进行换热，液氧冷媒转化为气体蒸发排出后进入所述循环换热器，并通过所述循环压缩机加压，预冷后进入主塔底部塔釜上升，氮气冷凝回流与主塔底部上升的氧气循环精馏；位于主塔下段的氩馏分进入付塔，在付塔内，氩气上升至付塔塔顶，一部分引出后通过所述氩气换热器复热至常温后回收，其余继续冷凝回流。液氧在氩冷凝蒸发器内，参与换热后转化为氧气，再通过所述氧气换热器复热至常温后回收。