[发明专利]超低压制取高纯氧气和氮气装置及工艺

权利要求书

1.超低压制取高纯氧气和氮气装置，其特征在于：包括膨胀机、主换热器、氧精馏塔、上精馏塔、下精馏塔和过冷器，上精馏塔连接在下精馏塔的上部，上精馏塔的底部设有冷凝蒸发器，膨胀机的两路输出管路分别与上精馏塔的中部和氧精馏塔的底部连接；下精馏塔的顶部设有管路与上精馏塔的冷凝蒸发器连接；下精馏塔的底部设有管路连接过冷器以及上精馏塔的中部，上精馏塔的底部设有管路连接过冷器然后分别连接上精馏塔的顶部以及氧精馏塔的顶部，氧精馏塔的顶部以及上精馏塔的顶部设有管路连接主换热器。

2.根据权利要求1所述的超低压制取高纯氧气和氮气装置，其特征在于：对净化后的空气进行膨胀制冷的膨胀机为增压透平胀机组。

3.根据权利要求1或2所述的超低压制取高纯氧气和氮气装置，其特征在于：所述上精馏塔和氧精馏塔均为规整填料精馏塔。

4.超低压制取高纯氧气和氮气的工艺，其特征在于：将净化后的空气冷却进入精馏系统，所述的精馏系统为由上精馏塔和下精馏塔以及氧精馏塔构成的三级精馏；其中净化后的空气分成两路：其中一路进入膨胀机进行膨胀制冷，膨胀后空气进入上精馏塔中部，另外一路冷却至饱和温度后进入氧精馏塔后再进入下精馏塔进行精馏；最终，在氧精馏塔下部得到产品氧气，在上精馏塔顶部得到产品氮气。

5.根据权利要求4所述超低压制取高纯氧气和氮气的工艺，其特征在于：进入氧精馏塔及下精馏塔进行精馏的空气，在下精馏塔顶部得到氮气，在底部得到富氧液空；

其中，下精馏塔顶部得到的氮气，进入上精馏塔下部的冷凝蒸发器作为热源并在冷凝蒸发器中被上精馏塔底部的低纯液氧冷却为液氮，液氮经过过冷器过冷后分为二部分，其中一部分节流进入上精馏塔顶部作为回流液参与上塔精馏，另一部分进入氧精馏塔顶部作为回流液参与精馏；

在下精馏塔底部产生的富氧液空经过过冷器过冷后节流进入上精馏塔中上部进行精馏；上精馏塔顶部的氮气出塔后经过冷器和主换热器复热至常温后作为氮气产品送至用户；在上精馏塔底部产生的低纯液氧进入精馏氧塔上部作为氧精馏塔回流液，在氧塔下部得到氧气产品。

6.根据权利要求4所述超低压制取高纯氧气和氮气的工艺， 其特征在于：氧精馏塔顶部产生的废气经过冷器和主换热器复热后作为纯化系统再生气。

7.根据权利要求4-6任一条所述超低压制取高纯氧气和氮气的工艺，其特征在于：进入精馏系统之前的空气制作过程为：原料空气经除杂后被空气压缩机压缩至0.4MPa，再预冷至空气温度为8-12℃，然后进入纯化系统进行净化。

8.根据权利要求4所述的超低压制取高纯氧气和氮气的工艺，其特征在于：精馏系统中，上精馏塔和氧精馏塔采用规整填料50-60盘的规整填料精馏塔进行精馏。