[发明专利]一种LNG冷能利用的热集成精馏空分系统

摘要

本发明公开了一种LNG冷能利用的热集成精馏空分系统，采用LNG冷能冷却原料低压空气，并利用热集成精馏塔进行空气分离，相较于传统空分系统，本发明采用热集成精馏系统可将原料空气的压力由0.6MPa降到0.4MPa，降低了总压比，减少了空压机耗功；采用LNG冷却原料空气，可使得空压机耗功进一步降低，液氧产量得到提高，从而降低了单位液体产品能耗；热集成精馏还可降低高压塔精馏和低压塔提馏过程的火用损失，提高氧氮的分离纯度；此外，采用LNG冷却原料空气，可以大幅度降低空分系统启动时间。

主权项

1.一种LNG冷能利用的热集成精馏空分系统，包括风扇、水冷塔、分子筛、预冷器、空压机、主换热器、过冷器Ⅰ、高压塔、热集成单元、低压塔、过冷器Ⅱ、LNG存储装置、低温泵，其特征在于，所述预冷器包括空气通路和天然气通路；所述主换热器包括空气通路、LNG通路、氮气通路和污氮通路；所述过冷器Ⅰ包括空气通路、污氮通路和氮气通路；所述高压塔在高度方向上交错布置有塔板，底部设有低温空气进口和液态空气出口，顶部设有液氮出口；所述低压塔在高度方向上交错布置有塔板，底部设有液氧出口，上部设有液态空气进口、液氮进口、纯氮气出口和污氮出口；所述过冷器Ⅱ包括液态空气通路、氮气通路、污氮通路和液氮通路，其中，所述LNG存储装置的出口通过管路依次经低温泵、主换热器的LNG通路与所述预冷器的天然气通路进口连通；所述风扇机的进气口与外界空气连通，所述风扇的出气口通过管路依次经所述水冷塔、分子筛、预冷器的空气通路、主换热器的空气通路、过冷器Ⅰ的空气通路与所述高压塔底部的空气进口连通；所述高压塔底部的液态空气出口通过管路经所述过冷器Ⅱ的液态空气通路与所述低压塔上部设置的液态空气进口连通，所述高压塔顶部的液氮出口通过管路经所述过冷器Ⅱ的液氮通路与低压塔上部设置的液氮进口连通；所述高压塔的精馏段与低压塔的提馏段位于同一高度，二者之间直接接触换热或通过换热器换热；所述低压塔上部的纯氮气出口通过管路依次经所述过冷器Ⅱ的氮气通路、过冷器Ⅰ的氮气通路Ⅰ、主换热器的氮气通路的入口连通，所述低压塔上部的污氮出口通过管路依次经过冷器Ⅱ的污氮通路、过冷器Ⅰ的污氮通路、主换热器的污氮通路的入口连通。