一種高效生產高純氮的方法及其裝置與產品與流程
本發明屬于氣體生產領域，涉及一種通過低溫液化進行氣體分離的方法，特別涉及一種高效生產高純氮的方法，并且本發明還涉及一種高效生產高純氮的裝置，以及使用所述方法生產制得的產品。
背景技術：
隨著精密電子工業、生物醫藥、化工等行業的快速發展，對高純氮的需求量急劇增大且要求極高，具體要求高純氮氣的壓力為0.5~1.2MPa，氮氣純度99.9%-99.9999%，同時需要少量液態氮（≤5%氮氣產量）以供備用。
現有技術的一種分離空氣制取壓力氮氣的方法采用了單塔返流富氧氣（廢氣）膨脹制氮，氮氣壓力在0.4-1.2MPa，氮氣提取率45-58%，由于該工藝進入精餾塔的氣體呈氣液飽和或帶液狀態，特別是進入塔釡的液體是不參與精餾的；其能耗在0.26－0.4KWh/NM3N2，可見該方法的能耗較高且壓力不達標。現有技術中，常見的另一種空氣分離制取壓力氮氣的方法采用了空氣膨脹單塔制氮，氮氣壓力在0.2-0.3 MPa，其能耗約0.23 KWh/NM3N2，因此，能耗仍然居高不下且壓力不達標。現有技術中，一種空氣分離制取壓力氮氣的方法采用了雙塔制氮、低壓塔底蒸發的富氧氣膨脹制冷（雙塔返流）流程，所得氮氣壓力在0.2-0.25MPa時，能耗約為0.22 KWh/NM3N2，因此，該方法仍然不能充分滿足實際生產的需求。
在現有技術中，中國專利CN100581996C公開了一種空氣分離制取壓力氮氣的裝置和方法，該裝置包括增壓透平膨脹機、空氣冷卻器、主換熱器、低壓塔、設置在低壓塔內的再沸器、低壓塔冷凝蒸發器、高壓塔、高壓塔冷凝蒸發器以及過冷器；該方法將原料空氣由主換熱器冷卻進入增壓透平膨脹機，膨脹致冷后，進入低壓塔精餾分離，在低壓塔頂得到高純度的壓力氮氣作為產品輸出；部分原料空氣進主換熱器冷卻后進入高壓塔精餾分離，在高壓塔頂得到高壓氮氣可作為產品輸出；該方法制得的氮氣的提取率可達78－86%，氮氣壓力在0.2-0.3MPa，其能耗在0.18－0.26 KWh/NM3N2。
由此可見，現有技術中尚不存在一種生產能夠達到上述指標的高純氮的高效方法，因此，研發出一種從空氣中分離出高純氮的方法，并確保所得氮氣的壓力為0.5~1.2MPa，氮氣純度99.9%-99.9999%，且存在少量液態氮（≤5%氮氣產量），成為當今化工研發人員的研究熱點之一。
技術實現要素：
本發明旨在克服上述現有技術中存在的種種缺陷，并提供一種高效地從空氣中分離出高純氮的方法，滿足精密電子工業、生物醫藥等領域中使用高純氮的需求，并確保所得氮氣的壓力為0.5~1.2MPa，氮氣純度99.9%-99.9999%，且存在少量液態氮；同時具備提取率高、能耗低的特點。
因此，本發明的第一方面提供了一種高效生產高純氮的方法，包括如下步驟：
輸入純化干燥后的空氣，分為兩股原料空氣：
其中一股原料空氣直接進入主換熱器E1，并在主換熱器E1中冷卻至飽和狀態，產生飽和空氣，然后將飽和空氣輸送至高壓精餾塔C1塔釜；
其中另一股原料空氣進入增壓機Z01進行增壓，然后經空氣冷卻器E3冷卻至常溫，接著進入所述主換熱器E1中進一步冷卻，再從所述主換熱器E1的中部抽出，進入透平膨脹機ET01膨脹，最后進入中壓精餾塔C2的中下部；
所述高壓精餾塔C1用于分離出富氧液空和高壓氮氣；
其中，所述富氧液空從所述高壓精餾塔C1底部抽出，經過冷器E2過冷、節流后，進入高壓精餾塔冷凝蒸發器K1中蒸發成氣態并輸出中壓富氧氣，所述中壓富氧氣被進一步輸送至中壓精餾塔C2塔釜；
其中，所述高壓氮氣從所述高壓精餾塔C1塔頂抽出，并被分為兩股：第一股高壓氮氣進入所述高壓精餾塔冷凝蒸發器K1中被冷凝成液氮，并與液氮泵P01輸出的增壓液氮混合，得到液氮回流液，所述液氮回流液回流至所述高壓精餾塔C1的塔頂；第二股高壓氮氣先后經所述主換熱器E1、所述空氣冷卻器E3復熱后，作為高純氮氣產品輸出；
所述中壓精餾塔C2用于分離出中壓氮氣和富氧液；
其中，所述中壓氮氣從所述中壓精餾塔C2塔頂抽出，并進入中壓精餾塔冷凝蒸發器K2，被冷凝成中壓液氮；所述中壓液氮被分為兩股：第一股中壓液氮返回所述中壓精餾塔C2塔頂，作為該中壓精餾塔的回流液；第二股中壓液氮進入所述液氮泵P01，被該液氮泵增壓后輸出所述增壓液氮；
其中，所述富氧液從所述中壓精餾塔C2底部抽出，經過冷器E2過冷、節流后，進入所述中壓精餾塔冷凝蒸發器K2，蒸發成富氧氣，所述富氧氣先后經所述過冷器E2、所述主換熱器E1復熱后，作為富氧氣副產品輸出。
優選地，在上述方法中，所述其中一股原料空氣直接進入主換熱器E1，并在主換熱器E1中冷卻至飽和狀態，產生-150~-170℃的飽和空氣，然后將所述飽和空氣輸送至高壓精餾塔C1塔釜。
優選地，在上述方法中，所述另一股原料空氣進入增壓機Z01增壓至0.80~1.25MPa，然后經空氣冷卻器E3冷卻至常溫，接著進入所述主換熱器E1中進一步冷卻至-120~-140℃，再從所述主換熱器E1的中部抽出，進入透平膨脹機ET01膨脹至0.18~0.25MPa，最后進入中壓精餾塔C2的中下部。
優選地，在上述方法中，所述富氧液空從所述高壓精餾塔C1底部抽出，經過冷器E2過冷、節流至0.20~0.30MPa后，再進入高壓精餾塔冷凝蒸發器K1中。
優選地，在上述方法中，所述富氧液從所述中壓精餾塔C2底部抽出，經過冷器E2過冷、節流至0.02~0.04MPa后，再進入所述中壓精餾塔冷凝蒸發器K2中。
優選地，在上述方法中，所述第二股中壓液氮進入所述液氮泵P01，被該液氮泵增壓至0.85~1.25MPa后輸出所述增壓液氮。
優選地，在上述方法中，所述高壓精餾塔C1的操作壓力為0.9~1.3MPa，所述中壓精餾塔C2的操作壓力為0.3~0.5MPa。
進一步優選地，可對該高效生產高純氮的裝置進行改進，具體為：將中壓精餾塔C2的中壓氮氣出口分支為兩條管線，其中一條管線連接至所述中壓精餾塔冷凝蒸發器K2的中壓氮氣進口，其中另一條管線連接至液氮儲罐G01的中壓氮氣入口；相應地，中壓精餾塔冷凝蒸發器K2的液氮出口分別連接中壓精餾塔C2的液氮進口和液氮儲罐G01的液氮入口，而所述液氮儲罐G01的液氮出口分別連接至高壓精餾塔C1的液氮進口和液氮輸出管線，所述液氮輸出管線用于輸出高純液氮產品。因此，所述高效生產高純氮的方法還包括生產高純液氮產品的步驟：
所述中壓氮氣從所述中壓精餾塔C2塔頂抽出，分為兩部分，其中一部分中壓氮氣流入液氮儲罐G01；其中另一部分中壓氮氣進入所述中壓精餾塔冷凝蒸發器K2，被冷凝成中壓液氮；所述中壓液氮被分為兩股：第一股中壓液氮返回所述中壓精餾塔C2塔頂，作為該中壓精餾塔的回流液；第二股中壓液氮流入所述液氮儲罐G01；
從所述液氮儲罐G01流出的液氮儲液，分流為兩部分，第一部分液氮儲液進入所述液氮泵P01，被該液氮泵增壓后輸出所述增壓液氮；第二部分液氮儲液，直接作為高純液氮產品輸出；
其中，所述高純氮包括所述高純氮氣產品和所述高純液氮產品。
進一步優選地，在上述方法中，使用循環冷卻水作為所述空氣冷卻器E3的冷卻介質。
本發明的第二方面，提供了一種高效生產高純氮的裝置，用于實施上述方法，所述裝置包括以下設備：
透平膨脹機ET01及與其相連的增壓機Z01、空氣冷卻器E3、主換熱器E1、高壓精餾塔C1、高壓精餾塔冷凝蒸發器K1、過冷器E2、中壓精餾塔C2、中壓精餾塔冷凝蒸發器K2、液氮泵P01，節流閥V301、節流閥V501，其它閥門與若干管線，用于連接以上各設備；并且，上述各設備之間的連接關系如下：
增壓機Z01進口連接原料空氣支路一，增壓機Z01出口連接空氣冷卻器E3的原料空氣進口，空氣冷卻器E3的原料空氣出口連接主換熱器E1的第一原料空氣進口，主換熱器E1的第一原料空氣出口連接透平膨脹機ET01入口，透平膨脹機ET01出口連接至中壓精餾塔C2的原料空氣進口；
主換熱器E1的第二原料空氣進口連接原料空氣支路二，主換熱器E1的第二原料空氣出口連接至高壓精餾塔C1的原料空氣進口；
高壓精餾塔C1的富氧液空出口連接至過冷器E2的高壓富氧液空進口，過冷器E2的高壓富氧液空出口經節流閥V301連接至高壓精餾塔冷凝蒸發器K1的富氧液空進口；高壓精餾塔冷凝蒸發器K1的中壓富氧氣出口連接至中壓精餾塔C2的富氧氣進口；
高壓精餾塔C1的高壓氮氣出口分支為兩條管線，其中一條管線連接高壓精餾塔冷凝蒸發器K1的高壓氮氣進口，其中另一條管線連接主換熱器E1的高壓氮氣進口；高壓精餾塔冷凝蒸發器K1的液氮出口分別連接液氮泵P01的出口和高壓精餾塔C1的液氮進口；
中壓精餾塔C2的富氧液出口連接過冷器E2的中壓富氧液進口，過冷器E2的中壓富氧液出口經節流閥V501連接中壓精餾塔冷凝蒸發器K2的富氧液進口，中壓精餾塔冷凝蒸發器K2的富氧氣出口連接過冷器E2的富氧氣進口，過冷器E2的富氧氣出口連接至主換熱器E1的富氧氣進口，主換熱器E1的富氧氣出口連接富氧氣副產品輸出管線；
中壓精餾塔C2的中壓氮氣出口連接至中壓精餾塔冷凝蒸發器K2的中壓氮氣進口，中壓精餾塔冷凝蒸發器K2的液氮出口分別連接中壓精餾塔C2的液氮進口和液氮泵P01的液氮進口；液氮泵P01的液氮出口連接至高壓精餾塔C1的液氮進口；
主換熱器E1的高壓氮氣出口連接空氣冷卻器E3的高壓氮氣進口，空氣冷卻器E3的高壓氮氣出口連接高壓氮氣輸出管線，用于輸出高純氮氣產品。
本發明的第三方面，提供了一種本發明第一方面所述的方法制得的高純氮氣產品，所述高純氮氣產品的輸出壓力為0.5~1.2MPa，其中N2純度為99.9%~99.9999%，能耗約為0.2-0.23 KWh/NM3N2。可見，所制得的高純氮達到了相關的國家標準。
與現有技術相比，本發明具有以下優點：
（1）本發明可實現高純氮的提取率達到60-75%；本發明所述方法單位產品的能耗比單塔返流富氧氣膨脹制冷的制氮工藝的能耗降低約20-30%；
（2）所獲得的高純氮氣產品的輸出壓力達到0.5~1.2MPa，N2純度高達99.9%~99.9999%；
（3）高純氮產品形式多樣，生產的高純氮產品可以是氣體，也可為部分液氮產品，可被進一步輸送至液體儲槽貯存；
（4）本發明所提供的高效生產高純氮的方法，以空氣為原料，經濟實用，產品安全可靠，該方法可得到廣泛應用，具有良好的市場前景。
附圖說明
圖1為實施例1所述的高效生產高純氮的裝置的工藝流程方法示意圖；
其中：101為干路中的純化干燥后的空氣，102、201分別為一股原料空氣、另一股原料空氣（支路中的純化干燥后的空氣），103為從主換熱器E1輸出的飽和空氣，202為增壓后的空氣，203為膨脹前的空氣，204為膨脹后的空氣；401、402、405、406為高壓氮氣，403為液氮，404為液氮回流液，416為增壓液氮，407、408為中壓氮氣，409、410、411、412、414為中壓液氮，301、302、303為富氧液空，304為中壓富氧氣，501、502、503為中壓精餾塔C2底部抽出的富氧液，504為蒸發后的富氧氣，505為富氧氣，506為富氧氣副產品，E1為主換熱器，E2為過冷器，E3為空氣冷卻器，K1為高壓精餾塔冷凝蒸發器，K2為中壓精餾塔冷凝蒸發器，C1為高壓精餾塔，C2為中壓精餾塔，ET01為透平膨脹機，Z01為連接透平膨脹機的增壓機，V301、V501均為節流閥，V201、V401、V402、V403、V404均為控制閥；
圖2為實施例2所述的高效生產高純氮的裝置的工藝流程方法示意圖；
其中：101為干路中的純化干燥后的空氣，102、201分別為一股原料空氣、另一股原料空氣（支路中的純化干燥后的空氣），103為從主換熱器E1輸出的飽和空氣，202為增壓后的空氣，203為膨脹前的空氣，204為膨脹后的空氣；401、402、405、406為高壓氮氣，403為液氮，404為液氮回流液，416為增壓液氮，407、408、413為中壓氮氣，409、410、411、412、414、415為中壓液氮，301、302、303為富氧液空，304為中壓富氧氣，501、502、503為中壓精餾塔C2底部抽出的富氧液，504為蒸發后的富氧氣，505為富氧氣，506為富氧氣副產品，E1為主換熱器，E2為過冷器，E3為空氣冷卻器，K1為高壓精餾塔冷凝蒸發器，K2為中壓精餾塔冷凝蒸發器，C1為高壓精餾塔，C2為中壓精餾塔，ET01為透平膨脹機，Z01為連接透平膨脹機的增壓機，G01為液氮儲罐，V301、V501均為節流閥，V201、V401、V402、V403、V404、V506均為控制閥。
具體實施方式
本發明的第一方面，提供了一種高效生產高純氮的方法，包括如下步驟：
輸入純化干燥后的空氣，分為兩股原料空氣：
其中一股原料空氣直接進入主換熱器E1，并在主換熱器E1中冷卻至飽和狀態，產生飽和空氣，然后將飽和空氣輸送至高壓精餾塔C1塔釜；
其中另一股原料空氣進入增壓機Z01進行增壓，然后經空氣冷卻器E3冷卻至常溫，接著進入所述主換熱器E1中進一步冷卻，再從所述主換熱器E1的中部抽出，進入透平膨脹機ET01膨脹，最后進入中壓精餾塔C2的中下部；
所述高壓精餾塔C1用于分離出富氧液空和高壓氮氣；
其中，所述富氧液空從所述高壓精餾塔C1底部抽出，經過冷器E2過冷、節流后，進入高壓精餾塔冷凝蒸發器K1中蒸發成氣態并輸出中壓富氧氣，所述中壓富氧氣被進一步輸送至中壓精餾塔C2塔釜；
其中，所述高壓氮氣從所述高壓精餾塔C1塔頂抽出，并被分為兩股：第一股高壓氮氣進入所述高壓精餾塔冷凝蒸發器K1中被冷凝成液氮，并與液氮泵P01輸出的增壓液氮混合，得到液氮回流液，所述液氮回流液回流至所述高壓精餾塔C1的塔頂；第二股高壓氮氣先后經所述主換熱器E1、所述空氣冷卻器E3復熱后，作為高純氮氣產品輸出；
所述中壓精餾塔C2用于分離出中壓氮氣和富氧液；
其中，所述中壓氮氣從所述中壓精餾塔C2塔頂抽出，并進入中壓精餾塔冷凝蒸發器K2，被冷凝成中壓液氮；所述中壓液氮被分為兩股：第一股中壓液氮返回所述中壓精餾塔C2塔頂，作為該中壓精餾塔的回流液；第二股中壓液氮進入所述液氮泵P01，被該液氮泵增壓后輸出所述增壓液氮；
其中，所述富氧液從所述中壓精餾塔C2底部抽出，經過冷器E2過冷、節流后，進入所述中壓精餾塔冷凝蒸發器K2，蒸發成富氧氣，所述富氧氣先后經所述過冷器E2、所述主換熱器E1復熱后，作為富氧氣副產品輸出。
在一個優選實施例中，所述其中一股原料空氣直接進入主換熱器E1，并在主換熱器E1中冷卻至飽和狀態，產生-150~-170℃的飽和空氣，然后將所述飽和空氣輸送至高壓精餾塔C1塔釜。
在一個優選實施例中，所述另一股原料空氣進入增壓機Z01增壓至0.80~1.25MPa，然后經空氣冷卻器E3冷卻至常溫，接著進入所述主換熱器E1中進一步冷卻至-120~-140℃，再從所述主換熱器E1的中部抽出，進入透平膨脹機ET01膨脹至0.18~0.25MPa，最后進入中壓精餾塔C2的中下部。
在一個優選實施例中，所述富氧液空從所述高壓精餾塔C1底部抽出，經過冷器E2過冷、節流至0.20~0.30MPa后，再進入高壓精餾塔冷凝蒸發器K1中。
在一個優選實施例中，所述富氧液從所述中壓精餾塔C2底部抽出，經過冷器E2過冷、節流至0.02~0.04MPa后，再進入所述中壓精餾塔冷凝蒸發器K2中。
在一個優選實施例中，所述第二股中壓液氮進入所述液氮泵P01，被該液氮泵增壓至0.85~1.25MPa后輸出所述增壓液氮。
在一個優選實施例中，所述高壓精餾塔C1的操作壓力為0.9~1.3MPa，所述中壓精餾塔C2的操作壓力為0.3~0.5MPa。
在一個進一步優選的實施例中，上述方法還包括生產高純液氮產品的步驟：
所述中壓氮氣從所述中壓精餾塔C2塔頂抽出，分為兩部分，其中一部分中壓氮氣流入液氮儲罐G01；其中另一部分中壓氮氣進入所述中壓精餾塔冷凝蒸發器K2，被冷凝成中壓液氮；所述中壓液氮被分為兩股：第一股中壓液氮返回所述中壓精餾塔C2塔頂，作為該中壓精餾塔的回流液；第二股中壓液氮流入所述液氮儲罐G01；
從所述液氮儲罐G01流出的液氮儲液，分流為兩部分，第一部分液氮儲液進入所述液氮泵P01，被該液氮泵增壓后輸出所述增壓液氮；第二部分液氮儲液，直接作為高純液氮產品輸出；
其中，所述高純氮包括所述高純氮氣產品和所述高純液氮產品。
在一個進一步優選的實施例中，使用循環冷卻水作為所述空氣冷卻器E3的冷卻介質。
本發明的第二方面，提供了一種高效生產高純氮的裝置，包括以下設備：
透平膨脹機ET01及與其相連的增壓機Z01、空氣冷卻器E3、主換熱器E1、高壓精餾塔C1、高壓精餾塔冷凝蒸發器K1、過冷器E2、中壓精餾塔C2、中壓精餾塔冷凝蒸發器K2、液氮泵P01，節流閥V301、節流閥V501，其它閥門與若干管線，用于連接以上各設備；并且，上述各設備之間的連接關系如下：
增壓機Z01進口連接原料空氣支路一，增壓機Z01出口連接空氣冷卻器E3的原料空氣進口，空氣冷卻器E3的原料空氣出口連接主換熱器E1的第一原料空氣進口，主換熱器E1的第一原料空氣出口連接透平膨脹機ET01入口，透平膨脹機ET01出口連接至中壓精餾塔C2的原料空氣進口；
主換熱器E1的第二原料空氣進口連接原料空氣支路二，主換熱器E1的第二原料空氣出口連接至高壓精餾塔C1的原料空氣進口；
高壓精餾塔C1的富氧液空出口連接至過冷器E2的高壓富氧液空進口，過冷器E2的高壓富氧液空出口經節流閥V301連接至高壓精餾塔冷凝蒸發器K1的富氧液空進口；高壓精餾塔冷凝蒸發器K1的中壓富氧氣出口連接至中壓精餾塔C2的富氧氣進口；
高壓精餾塔C1的高壓氮氣出口分支為兩條管線，其中一條管線連接高壓精餾塔冷凝蒸發器K1的高壓氮氣進口，其中另一條管線連接主換熱器E1的高壓氮氣進口；高壓精餾塔冷凝蒸發器K1的液氮出口分別連接液氮泵P01的出口和高壓精餾塔C1的液氮進口；
中壓精餾塔C2的富氧液出口連接過冷器E2的中壓富氧液進口，過冷器E2的中壓富氧液出口經節流閥V501連接中壓精餾塔冷凝蒸發器K2的富氧液進口，中壓精餾塔冷凝蒸發器K2的富氧氣出口連接過冷器E2的富氧氣進口，過冷器E2的富氧氣出口連接至主換熱器E1的富氧氣進口，主換熱器E1的富氧氣出口連接富氧氣副產品輸出管線；
中壓精餾塔C2的中壓氮氣出口連接至中壓精餾塔冷凝蒸發器K2的中壓氮氣進口，中壓精餾塔冷凝蒸發器K2的液氮出口分別連接中壓精餾塔C2的液氮進口和液氮泵P01的液氮進口；液氮泵P01的液氮出口連接至高壓精餾塔C1的液氮進口；
主換熱器E1的高壓氮氣出口連接空氣冷卻器E3的高壓氮氣進口，空氣冷卻器E3的高壓氮氣出口連接高壓氮氣輸出管線，用于輸出高純氮氣產品。
本發明的第三方面，提供了一種本發明第一方面所述的方法制得的高純氮氣產品，該高純氮氣產品的輸出壓力為0.5~1.2MPa，其中N2純度為99.9%~99.9999%。
下面結合具體實施方式對本發明作進一步闡述，但本發明并不限于以下實施例。所述方法中的各步驟如無特殊說明均為常規步驟；所述設備如無特殊說明均能從公開商業途徑獲得。
實施例1
采用如圖1所示的工藝流程方法生產高純氮氣產品：
將純化干燥后的空氣101（7300 NM3/h，0.75MPa）分為兩股原料空氣，其中：一股原料空氣102（5500 NM3/h）進入主換熱器E1，并在該主換熱器E1中冷卻至飽和狀態，產生-168℃的飽和空氣103，然后將飽和空氣輸送至高壓精餾塔C1塔釜（操作壓力1.1MPa），在該高壓精餾塔C1中分離成富氧液空301和高壓氮氣401；另一股原料空氣201（1800 NM3/h）進入增壓機Z01中被增壓至0.92MPa，然后經空氣冷卻器E3冷卻至20℃，接著進入主換熱器E1中進一步冷卻至-140℃，再從所述主換熱器E1的中部抽出，進入透平膨脹機ET01膨脹至0.22MPa，最后，膨脹后的空氣204進入中壓精餾塔C2的中下部；
富氧液空301從所述高壓精餾塔C1底部抽出，經過冷器E2過冷、經節流閥V301節流至0.25MPa后，進入高壓精餾塔冷凝蒸發器K1中蒸發成中壓富氧氣304并輸出，所述中壓富氧氣304被進一步輸送至中壓精餾塔C2塔釜；
高壓氮氣401（5500 NM3/h）從所述高壓精餾塔C1塔頂抽出，并被分為兩股：第一股高壓氮氣402（1500 NM3/h）進入所述高壓精餾塔冷凝蒸發器K1中被冷凝成液氮403，并與液氮泵P01輸出的增壓液氮416（1700 NM3/h）混合，得到液氮回流液404，所述液氮回流液404回流至所述高壓精餾塔C1的塔頂；第二股高壓氮氣405先后經所述主換熱器E1、所述空氣冷卻器E3復熱后，作為高純氮氣產品（高壓氮氣406，4000 NM3/h，0.7MPa，含氧量≤3ppm）輸出；
膨脹后的空氣204與中壓富氧氣304（3200NM3/h）在中壓精餾塔C2（操作壓力0.3MPa）中精餾分離成中壓氮氣407（3650NM3/h，含氧量≤3ppm）和富氧液501；
所述中壓氮氣407從所述中壓精餾塔C2塔頂抽出，并進入中壓精餾塔冷凝蒸發器K2，被冷凝成中壓液氮409；所述中壓液氮409被分為兩股：第一股中壓液氮410返回所述中壓精餾塔C2塔頂，作為該中壓精餾塔的回流液；第二股中壓液氮411（1730NM3/h，0.21MPa）進入所述液氮泵P01，被該液氮泵增壓至0.9MPa后輸出所述增壓液氮416；
所述富氧液501從所述中壓精餾塔C2底部抽出，經過冷器E2過冷、經節流閥V501節流至0.03MPa后，進入所述中壓精餾塔冷凝蒸發器K2，蒸發成富氧氣504，所述富氧氣504先后經所述過冷器E2、所述主換熱器E1復熱后，作為富氧氣副產品506輸出。
實施例2
采用如圖2所示的工藝流程方法生產高純氮氣產品和高純液氮產品：
將純化干燥后的空氣101（7300 NM3/h，0.72MPa）分為兩股原料空氣，其中：一股原料空氣102（5500 NM3/h）進入主換熱器E1，并在該主換熱器E1中冷卻至飽和狀態，產生-160℃的飽和空氣103，然后將飽和空氣輸送至高壓精餾塔C1塔釜（操作壓力1.2MPa），在該高壓精餾塔C1中分離成富氧液空301和高壓氮氣401；另一股原料空氣201（1800 NM3/h）進入增壓機Z01中被增壓至1.15MPa，然后經空氣冷卻器E3冷卻至20℃，接著進入主換熱器E1中進一步冷卻至-129℃，再從所述主換熱器E1的中部抽出，進入透平膨脹機ET01膨脹至0.25MPa，最后，膨脹后的空氣204進入中壓精餾塔C2的中下部；
富氧液空301從所述高壓精餾塔C1底部抽出，經過冷器E2過冷、經節流閥V301節流至0.21MPa后，進入高壓精餾塔冷凝蒸發器K1中蒸發成中壓富氧氣304并輸出，所述中壓富氧氣304被進一步輸送至中壓精餾塔C2塔釜；
高壓氮氣401（5500 NM3/h）從所述高壓精餾塔C1塔頂抽出，并被分為兩股：第一股高壓氮氣402（1500 NM3/h）進入所述高壓精餾塔冷凝蒸發器K1中被冷凝成液氮403，并與液氮泵P01輸出的增壓液氮416（1700 NM3/h）混合，得到液氮回流液404，所述液氮回流液404回流至所述高壓精餾塔C1的塔頂；第二股高壓氮氣405先后經所述主換熱器E1、所述空氣冷卻器E3復熱后，作為高純氮氣產品（高壓氮氣406，4000 NM3/h，0.8MPa，含氧量≤3ppm）輸出；
膨脹后的空氣204與中壓富氧氣304（3200NM3/h）在中壓精餾塔C2（操作壓力0.32MPa）中精餾分離成中壓氮氣407（3650NM3/h，含氧量≤3ppm）和富氧液501；
所述中壓氮氣407從所述中壓精餾塔C2塔頂抽出，分為兩部分，其中一部分中壓氮氣413流入液氮儲罐G01；其中另一部分中壓氮氣408進入所述中壓精餾塔冷凝蒸發器K2，被冷凝成中壓液氮409；所述中壓液氮409被分為兩股：第一股中壓液氮410返回所述中壓精餾塔C2塔頂，作為該中壓精餾塔的回流液；第二股中壓液氮411（1730NM3/h，0.23MPa）流入所述液氮儲罐G01；
從所述液氮儲罐G01流出的液氮儲液（中壓液氮414），分流為兩部分，第一部分液氮儲液（1700NM3/h）進入所述液氮泵P01，被該液氮泵增壓至1.08MPa后輸出增壓液氮416；第二部分液氮儲液（中壓液氮415，30NM3/h），直接作為高純液氮產品輸出；
所述富氧液501從所述中壓精餾塔C2底部抽出，經過冷器E2過冷、經節流閥V501節流至0.02MPa后，進入所述中壓精餾塔冷凝蒸發器K2，蒸發成富氧氣504，所述富氧氣504先后經所述過冷器E2、所述主換熱器E1復熱后，作為富氧氣副產品506輸出。
以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為范例，本發明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領域技術人員而言，任何對本發明進行的等同修改和替代也都在本發明的范疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發明的范圍內。
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