[发明专利]基于深冷精馏分离空气的方法

说明书

技术领域

本申请涉及空气分离技术领域，更具体的说是涉及一种基于深冷精馏分离空气的方法。

背景技术

深冷精馏空分法也称为低温精馏法，其原理是以空气为原料，经过压缩、净化、用热交换使得空气液化成包含液氧和液氮的液态空气混合物，并利用液氮和液氮的沸点不同，通过精馏从混合物中分离出氧气和氮气。

一般是通过深冷空分装置来完成对空气的深冷精馏，实现对空气的分离。在设计深冷空分装置时，根据所需的气体用量建成相应型号的装置。深冷空分装置的型号一旦确定，该深冷空分装置每小时的气体输出量也就固定不变。如，某套深冷空分装置的型号为KDOR-8500/260，则表示该深冷空分装置每小时的气体产量为：气氧量为8000标准立方米，液氧量为500标准立方米，液氩量为260标准立方米。

然而由于目前基于深冷空分装置只能生产单一的固定气体产量，这样必然会导致能源以及生产出的气体产品的浪费。如，一套深冷空分装置的额定产量为每小时的气氧量为8000标准立方米，如果氧气的需求量仅为每小时4000标准立方米时，由于目前只能按照该套深冷空分装置的额定气体产量来输出气体，而输出的气体又无法进行贮存，则必然会造成产品的浪费，也必然导致了能源的浪费，如气体分离过程中的电能耗费。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种基于深冷精馏分离空气的方法，以改变深冷空分装置的气体产量固定的现状，使得在气体需求量减小时，利用空分装置生产出小于额定产气量的气体，降低能源消耗。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种基于深冷精馏分离空气的方法，包括：

以小于空分装置的额定空气流量的流速向所述空分装置中输入空气；

将输入的所述空气进行过滤并压缩至额定压力后，对所述空气进行冷却和吸附，以去除所述空气中的水分、二氧化碳和碳氢化合物；

将进行所述吸附后的所述空气的一部分输入至所述空分装置中精馏塔的下塔，并控制所述下塔的压力为0.35MPa～0.45MPa，且所述下塔的阻力为6.5KPa～9.5KPa，对输入所述下塔的空气进行换热精馏，以从输入所述下塔的空气中分离出液态空气和氮气；

将进行所述吸附后的所述空气的另一部分输入至所述空分装置的膨胀机中进行压缩制冷，控制压缩后的空气压力为0.02MPa～0.035MPa；

将压缩为0.02MPa～0.035MPa的空气以及所述下塔得到的液态空气输入至所述精馏塔的上塔，并控制所述上塔的压力为0.02MPa～0.03MPa，且所述上塔的阻力为1.5MPa～2.8MPa，对输入所述上塔的空气进行换热精馏，以从输入上塔的空气中分离出氧气。

优选的，所述以小于空分装置的额定空气流量的流速向空分装置中输入空气，包括：

按照每小时20000标准立方米～35000标准立方米的空气流量向空分装置中输入空气，其中，每小时20000标准立方米～35000标准立方米的空气流量小于所述额定空气流量。

优选的，所述将输入的所述空气进行过滤并压缩至额定压力后，对所述空气进行冷却和吸附，以去除所述空气中的水分、二氧化碳和碳氢化合物，包括：

将输入的所述空气通入所述空分装置的空气过滤器中进行过滤，以去除所述空气中的机械杂质；

将过滤后的空气输入至所述空分装置的空气压缩机内压缩至额定压力；

将压缩至额定压力的空气输出到空冷塔中，并控制空冷塔的阻力维持在1.8KPa～4.2KPa，以将空气冷却至预设温度；

将冷却至预设温度的所述空气输入至所述空分装置的分子筛吸附器中，以去除所述空气中的水分、二氧化碳和碳氢化合物。

优选的，所述将进行所述吸附后的所述空气的一部分输入至所述空分装置中精馏塔的下塔，包括：

将吸附后的所述空气的一部分以每小时8500标准立方米～9500标准立方米的流量输入至增压机中，并将增压机压缩后的空气输入至液氧蒸发器；

将液氧蒸发器输出的空气输入到下塔进行精馏。

优选的，所述将进行所述吸附后的所述空气的一部分输入至所述空分装置的膨胀机中进行压缩制冷，包括：

将所述吸附后的空气的另一部分以流量为每小时4500标准立方米～5500标准立方米的流速输入至所述膨胀机进行压缩制冷；

对所述空气进行压缩制冷，并控制压缩后的空气压力为0.02MPa～0.035MPa的同时，还包括：

控制压缩后的空气输出至所述膨胀机出口的温度大于等于-166摄氏度。