专利名称：空气分离装置设计方法
技术领域：
本文中所用的术语"工程部件"是指实施作为整个过程一部分的 至少一个处理步骤的完全设计单元，所述整个过程包括热交换、蒸馏、 压缩和/或纯化。工程部件的实例包括进料预处理单元(例如预纯化器)、 蒸馏塔、再沸器/冷凝器、换热器、直接接触冷却器、冷冻器、液泵、 气体压缩器、冷却水塔、流体膨胀机、过程控制单元、储液容器、发 动才几和电气开关。
0006]本文中所用的术语"完全设计的"是指已经完成了设计工作，如 建筑材料说明、处理设备尺寸和选型、主阀尺寸和选型、设备配置和 所有永久支撑和负荷的定位、工艺管道尺寸和布线、工艺仪表和控制 说明、过程分析仪选型和说明、排气口和卸压设备尺寸和i兌明、排泄 阀和主管尺寸和说明、套管尺寸和说明、静态和工作重量估计和运输 概要。本文中所用的术语"相连的"是指通过物料传输、能量传输和/ 或数据传输而相关的。
附图简述图l是受益于应用本发明方法的一个低温空气分解装置实施方 案的简化示意图。本发明方法中，才艮据具体要求如装置尺寸，即生产能力、产品 构成(氧气、氮气、氩气和/或干净干空气等)、产品种类(气体和/或液 体)、产品规格(纯度和/或压力)和位置(辅助需求、环境条件、局部因 素等)确定低温空气分离装置分类。所需低温空气分离装置适合一种分 类，并通过将针对该分类的至少 一个初步设计的子系统与针对该具体 低温空气分离装置特别设计的 一个或多个子系统组合来进行设计。
在本发明实施中，将基础系统定义成包括至少一个，优选两个 或多个初步设计的子系统，所述子系统通常满足不同相关需求例如产 品种类和纯度。将辅助系统定义成包括一个或多个特别设计的子系统 以提供完整装置。例如所述基础系统可提供空气压缩、预纯化、热交 换、冷冻供应、低温蒸馏、冷凝/再沸、液体泵输、液化、过程控制； 而辅助系统可提供产品压缩、液体储存、开关设备和变压器、冷却水、 发动机控制、建筑物和其它基础结构。所有基础系统可在预定条件下 运行，具体应用要求将在容许限度内。通常辅助系统将针对与产品规 格或位置因素有关的具体应用要求。这些可包括产品纯度、压力、辅 助需求或冷却水需求等因素。基础系统的工程工作完成后，其可再用 于所有具有类似要求的所有具体应用。主换热器115中，流15逆着沸腾氧产品和加热氮气冷凝，从 这里其作为过冷液体空气流17离开主换热器115的冷端。流17分流 成流19和20。将流19在底部几级以上位置进料至中压》荅118,而流 20进料至^f氐压塔121中部。流IO在主换热器115中冷却并在中间点 离幵主换热器115。然后将冷却的空气流16进料至膨胀涡轮117，所 述膨胀涡轮提供所述装置所需的冷冻。然后将涡轮排出空气流18进 料至中压塔118的底部。在塔118中通过低温精馏将空气分离成富氧 和富氮部分。将富氧液体21从塔底除去并输送到换热器120,在此其 逆着加热氮气冷却并作为过冷液体26离开所述换热器。过冷富氧液 流26分流成流27和33。将流27在流20进料点以下但Jt荅底以上直4妄 进料至低压塔121。将流33进料至冷凝器/再沸器122的沸腾侧，其 在此部分蒸发。富氧蒸气和液流29和30离开冷凝器/再沸器122并进 料至低压塔121的中间点，低于流27进入该塔的位置。
第二子系统108(图3， #^显处理单元)包括空气分离装置冷|爻如 冷箱中的内容。同样，所述装置这部分的设计对于具有类似产品需求
的应用是通用的。该预造和完全设计子系统中的设备包括蒸馏塔118、 121和123、冷凝器/再沸器119和122、换热器115和120、用于将这 些设备连接在一起的所有相连阀和管道、分析仪和所有必须的电气连 接。此外，本发明可用于采用基本不同于
图1-3中所示的方法或分 类的低温空气分离装置。
权利要求
1.一种设计低温空气分离装置的方法，所述方法包括(A)从一套装置分类中选定装置分类；(B)给所选定的装置分类确定一组初步设计的子系统；(C)通过选择至少一个初步设计的子系统，形成低温空气分离装置的基础系统，来开始对所选定装置分类内具体低温空气分离装置进行设计；和(D)通过给所述基础系统添加辅助系统来完成所述低温空气分离装置的设计，所述辅助系统包括针对所述低温空气分离装置特别设计的至少一个子系统。
2. 权利要求l的方法，其中所述基础系统包括空气预纯化系统。
3. 权利要求l的方法，其中所述基础系统包括主换热器。
4. 权利要求l的方法，其中所述基础系统包括低温蒸馏塔。
全文摘要
一种设计低温空气分离装置的方法，其中通过如下设计适合某一分类的具体装置首先采用该分类的至少一个初步设计子系统(107，108)形成基础系统(B)，然后通过将针对该具体装置特别设计的至少一个辅助子系统(A)添加到所述基础系统(B)来完成该设计。
文档编号F25J3/04GK101351681SQ200680050272
公开日2009年1月21日 申请日期2006年10月31日 优先权日2005年11月9日
发明者D·H·梅, H·R·肖布, J·H·法斯鲍夫, S·A·斯普里格斯, T·A·斯凯尔 申请人:普莱克斯技术有限公司