CN112066644A - 一种生产高纯氮和低纯氧的方法和装置 - Google Patents

一种生产高纯氮和低纯氧的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种生产高纯氮和低纯氧的方法和装置，采用三塔精馏的方式，氮和氧在不同塔中进行精馏，同时将高纯氮和低纯氧从空气中分离出来，克服了传统低纯度制氧设备的缺陷，并节省了设备投资、降低了能耗、提高了产品附加值，实现了循环经济效应。

Description

一种生产高纯氮和低纯氧的方法和装置
技术领域
本发明属于低温空气分离领域，具体涉及一种以空气为原料、同时生产高纯氮和低纯氧的方法和装置。
背景技术
双塔精馏为空气分离设备的传统流程，适用于高纯度氧(99.5％以上)的生产，而对于生产富氧燃烧需求的低纯度氧，氧气纯度降低在理论上应匹配分离功降低、制氧能耗降低的流程。所以，不能仍然按常规传统的空气分离流程进行生产，而应该从精馏、流程组织等方面来挖掘，研究新型装置，以降低制氧功耗。
现有技术中采用高纯度氧气混合空气的方法，即在双塔的基础上增加了一个用空气直接蒸发高纯度氧的塔，混合成所需要的低纯度氧浓度，本质上还是属于传统的双塔精馏，而且这种先分离后混合的方式无疑是一种能源的浪费，而且其副产品低压氮气不能直接输送，需增加氮气压缩机，就设备本身的投资而言是一笔额外的支出。
有鉴于此，为了达到节能减排的要求，如何设计一种直接生产高提取率、带压力的高纯氮和低纯氧的空气分离的方法和装置，以消除现有技术中能耗高、经济性差的缺陷和不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
发明内容
本发明提供了一种以空气为原料、同时生产高纯氮和低纯氧的方法，采用三塔精馏的方式，氮和氧在不同塔中进行精馏，同时将高纯氮和低纯氧从空气中分离出来，克服了传统低纯度制氧设备的缺陷，并节省了设备投资、降低了能耗、提高了产品附加值，实现了循环经济效应。
为了实现上述发明目的，本发明公开了一种生产高纯氮和低纯氧的方法，在所述方法中，将原料空气在主换热器中冷却并且引入用于氮氧分离的精馏***中，所述精馏***具有至少一个高压塔和一个低压塔，
-将一氧流从低压塔的下部区域中取出、在主换热器中加热并且作为压力氧气产品获得，
-将第一氮流从高压塔的顶部区域中取出、在主换热器中加热并且作为压力氮气产品获得，
-将污氮气以气态从低压塔的顶部区域取出、在主换热器中加热并且作为再生气或者放空，其特征在于：
-在高压塔与低压塔之间设置一中压塔，所述中压塔的操作压力介于高压塔与低压塔之间，
-低压塔的下部区域具有构造成冷凝蒸发器的低压冷凝蒸发器，
-中压塔的下部区域具有构造成冷凝蒸发器的中压冷凝蒸发器，
-所述精馏***至少包括两个过冷器，分别为高压过冷器和低压过冷器，
-经第一增压机的原料空气增压至第一压力，经预冷、纯化后，第一部分第一压力空气经主换热器冷却引入高压塔的下部区域，第二部分第一压力空气经第二增压机增压至第二压力空气；
-将第一部分第二压力空气经主换热器冷却，从主换热器的中间位置取出再经膨胀机得到第三压力空气引入中压塔的下部区域，将第二部分第二压力空气经主换热器液化或在超临界压力下伪液化，
-已经液化或在超临界压力下伪液化的第二部分第二压力空气的一部分引入高压塔的下部区域，
-已经液化或在超临界压力下伪液化的第二部分第二压力空气的另一部分经高压过冷器引入低压塔的中部区域，
-将高压富氧液空从高压塔的塔底取出、依次经低压过冷器和节流引入中压塔的中部区域；将中压富氧液空从中压冷凝蒸发器处取出、依次经低压过冷器和节流引入低压塔的下部区域；将贫液氮从中压塔的中部区域取出、依次经低压过冷器和节流引入低压塔的上部区域，
-将第二氮流从中压塔的上部区域取出、并在液态下经压力升高、且经高压过冷器引入高压塔的顶部区域。
更进一步地，所述第二氮流在液态下的压力升高由液氮泵实现。
更进一步地，将氧流在液态下从低压冷凝蒸发器处取出、并在液态下经压力升高、且在主换热器中以与原料空气进行间接热交换的形式而蒸发或在超临界压力下伪蒸发。
更进一步地，所述氧流在液态下的压力升高由液氧泵实现。
更进一步地，压力氧气产品的纯度介于93％～99％之间。
更进一步地，低压塔的操作压力在1.1～1.5bar之间，中压塔的操作压力在4.5～6.5bar之间，高压塔的操作压力在8.5～9.5bar之间，以上压力值均为绝对压力。
本发明还公开了一种生产高纯氮和低纯氧的装置，该装置具有用于氮氧分离的精馏***，所述精馏***具有至少一个高压塔和一个低压塔，其特征在于：
-用于冷却已压缩并且净化的原料空气的主换热器，
-用于将氧流从低压塔的下部区域取出的部件，所述氧流在主换热器中加热并且作为压力氧气产品获得，
-用于将第一氮流从高压塔的顶部区域取出的部件，所述第一氮流在主换热器中加热并且作为压力氮气产品获得，
-用于将污氮气以气态从低压塔的顶部区域取出的部件，所述污氮气在主换热器中加热并且作为再生气或者放空，
-中压塔，设置于高压塔与低压塔之间，
-低压冷凝蒸发器，设置于低压塔的下部区域，
-中压冷凝蒸发器，设置于中压塔的下部区域，
-用于将原料空气增压至第一压力的第一增压机，
-用于将第一部分第一压力空气经主换热器冷却引入高压塔下部区域的部件，
-用于将第二部分第一压力空气增压至第二压力的第二增压机，
-用于将第一部分第二压力空气膨胀至第三压力的膨胀机，
-用于将第三压力空气引入中压塔下部区域的部件，
-用于将第二部分第二压力空气液化或在超临界压力下伪液化的部件，
-用于将已经液化或在超临界压力下伪液化的第二部分第二压力空气的一部分引入高压塔下部区域的部件，
-用于将已经液化或在超临界压力下伪液化的第二部分第二压力空气的另一部分经高压过冷器引入低压塔中部区域的部件，
-低压过冷器，用于过冷高压富氧液空、中压富氧液空和贫液氮，
-高压过冷器，用于过冷已经液化或在超临界压力下伪液化的第二部分第二压力空气的另一部分，
-用于将高压富氧液空从高压塔的塔底取出、经低压过冷器和节流引入中压塔中部区域的部件，
-用于将中压富氧液空从中压冷凝蒸发器处取出、经低压过冷器和节流引入低压塔下部区域的部件，
-用于将贫液氮从中压塔的中部区域取出、经低压过冷器和节流引入低压塔上部区域的部件，
-用于将第二氮流从中压塔的上部区域取出、并在液态下经压力升高、且经高压过冷器引入高压塔顶部区域的部件。
更进一步地，还包括液氮泵，用于实现第二氮流在液态下的压力升高。
更进一步地，还包括液氧泵，用于实现氧流在液态下的压力升高。
更进一步地，低压塔不具有顶部冷凝器。
与现有技术相比较，本发明所提供的技术方案具有以下优点：
a.通过增加中压塔对高压富氧液空节流后进行进一步低温精馏，即采用三塔(一台高压塔、一台中压塔和一台低压塔)精馏的方式，与现有技术的双塔精馏相比，提高了进入低压塔分离的中压富氧液空的氧浓度，改善了低压塔的精馏条件，从而提高了低压塔的精馏效率和氧提取率。
b.本发明充分挖掘了精馏塔的精馏潜力，通过流程的合理组织，采用三塔内压缩流程制取低纯氧，能耗比常规双塔流程低了15％以上；操作上比高纯度氧和空气混合简单。
c.本发明适用于同时产生压力氮气和压力氧气(优选地，所获得压力氮气与压力氧气的产量比值≥1)；传统的双塔流程中，从下塔顶部取出的压力氮气产品压力约6bar，本发明的三塔流程中的高压塔可以满足直接从精馏塔中取出高于6bar的压力氮气产品的需求，不用增加氮气压缩机。
d.可以通过调节从中压塔上部区域经液氮泵回流至高压塔顶部的液氮(第二氮流)的流量，实现用户对压力氮气的实际需求，而且这样的操作不会影响低压塔的氧提取率。
附图说明
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图得到进一步的了解。
图1是本发明所提供的生产高纯氮和低纯氧的装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”并非是指对时间顺序、数量、或者重要性的限定，而仅仅是为了将本技术方案中的一个技术特征与另一个技术特征相区分。同样地，本文中出现的类似于“一”的限定语并非是指对数量的限定，而是描述在前文中未曾出现的技术特征。同样地，除非是有特定的数量量词修饰的名词，否则在本文中应当视作即包含单数形式又包含复数形式，在该技术方案中即可以包括单数个该技术特征，也可以包括复数个该技术特征。
除非另有说明，权利要求中使用的术语“包括”和“包含”不应被理解为仅限于随后所列出的方式，它们不排除其他元素或步骤。它们需要被理解为说明所述的特征、整数、步骤和/或部件想所述的那样存在，但不排除存在和/或添加一个或多个其他特征、整数、步骤或部件、或它们的组。因此，“包括x和z的装置”这一表达的范围不应局限于仅由部件x和z组成的装置。另外，“包括步骤x和z的方法”这一表达的范围不应局限于仅由这些步骤组成的方法。
本文的部件主要指的是用于输送对应流体、连接所述装置之间的互连工艺管道及设置在所述工艺管道上的仪表、阀门等。
压力产品(压力氧气产品、压力氮气产品)理解为空气分离装置的最终产物，其处于一压力下，所述压力高于大气压至少0.1bar。本发明的压力氧气可基本上在低压塔的工作压力下获得，或在内压缩的情况下，处于液态的氧流从低压塔的塔底(低压冷凝蒸发器处)取出并在液态下经过压力升高形成预定压力的液氧，且在主换热器中以与原料空气进行间接热交换的形式而蒸发或在超临界压力下伪蒸发，其中原料空气的一部分液化或在超临界压力下伪液化。
本发明的压力氮气可基本在高压塔的工作压力下获得，处于气态的氮流从高压塔的顶部区域取出、在主换热器中加热并且作为高压氮气产品获得；当氮气用户需要不同压力的氮气产品时，也可以在不同压力塔中取出多种压力氮气产品，例如：也可以在中压塔的工作压力下获得，另一股处于气态的氮流从中压塔的顶部区域取出、在主换热器中加热并且作为中压氮气产品获得，如此同时获得高压氮气和中压氮气两种压力的氮气产品。
主换热器用于使已压缩并且净化的原料空气在与来自用于氮氧分离的精馏***的回流产物进行间接热交换的情况下对原料空气进行冷却。主换热器可由一个或多个并联和/或串联连接的热交换区域形成，例如由一个或多个板式换热器区段形成。本发明中用于冷却已压缩并且净化的原料空气的回流产物主要包括所述氧流、第一氮流和污氮气，其中，氧流为液氧，第一氮流和污氮气均为气态。
传统的双塔主要由一高压塔和一低压塔组成，本发明旨在高压塔与低压塔之间设置一中压塔，所述中压塔的操作压力介于高压塔与低压塔之间。采用此三塔精馏的方式，通过增加中压塔，将从高压塔塔底取出的高压富氧液空经过冷和节流后送入中压塔进行进一步低温精馏，然后在中压塔的塔底(中压冷凝蒸发器处)获得中压富氧液空，再将所述中压富氧液空取出经过冷和节流后送入低压塔进行进一步精馏，提高了进入低压塔分离的富氧液空的氧浓度，改善了低压塔的精馏条件，从而提高了低压塔的精馏效率和氧提取率。
需要说明的是，低压塔、中压塔和高压塔可以统称为精馏塔，低压、中压、高压是根据实际操作压力不同而定义的。可以明确的是，中压塔的操作压力介于低压塔和高压塔之间，低压塔的操作压力是三塔当中最小的，而高压塔的操作压力是三塔当中最大的。优选地，低压塔的操作压力在1.1～1.5bar之间，中压塔的操作压力在4.5～6.5bar之间，高压塔的操作压力在8.5～9.5bar之间，以上压力值均为绝对压力。
冷凝蒸发器也是换热器的一种，在该换热器中，冷凝的第一流体与蒸发的第二流体进行间接热交换，每个冷凝蒸发器具有一个液化室和一个蒸发室，它们由液化通道或蒸发通道组成。在液化室中进行第一流体的冷凝(液化)，在蒸发室进行第二流体的蒸发。蒸发室和液化室由彼此处于热交换关系中的通道组形成。
本发明冷凝蒸发器包括设置于中压塔下部区域的中压冷凝蒸发器，和设置于低压塔下部区域的低压冷凝蒸发器。在中压冷凝蒸发器中，中压富氧液空蒸发、液氮冷凝。在低压冷凝蒸发器中，液氧蒸发、液氮冷凝。优选地，本发明的低压塔顶不具有顶部冷凝器，贫液氮和中压富氧液空作为低压塔的回流液，没有更冷的流体可以作为低压塔的冷凝液了。
具体的，本发明经第一增压机的原料空气增压至第一压力，第一压力空气经预冷、纯化后，第一部分经主换热器冷却引入高压塔的下部区域，第二部分第一压力空气经第二增压机增压至第二压力；第一部分第二压力空气经主换热器冷却，从主换热器的中间位置取出再经膨胀机得到第三压力空气引入中压塔的下部区域；第二部分第二压力空气经主换热器液化或在超临界压力下伪液化；已经液化或在超临界压力下伪液化的第二部分第二压力空气的一部分引入高压塔的下部区域；已经液化或在超临界压力下伪液化的第二部分第二压力空气的另一部分经高压过冷器引入低压塔的中部区域。
本发明利用分流的方式对原料空气进行增压，一方面，有效利用压力，即有效配置原料空气增压机的压力和流量，减少总空压机轴功率；另一方面，可以满足不同压力精馏塔的精馏条件及换热需求，降低了装置的总能耗，达到了节能的效果。其中，第一部分经主换热器冷却引入高压塔下部区域的第一压力空气，与引入高压塔下部区域的一部分已经液化或在超临界压力下伪液化的第二部分第二压力空气汇合流入高压塔进行低温精馏；经膨胀机得到的第三压力空气被引入中压塔，与经过冷和节流的所述高压富氧液空汇合流入中压塔进行低温精馏；经高压过冷器引入低压塔的另一部分已经液化或在超临界压力下伪液化的第二部分第二压力空气被引入低压塔，与经过冷和节流的所述中压富氧液空汇合流入低压塔进行低温精馏。
在主换热器中，温度较高的第一压力空气、第二压力空气与温度较低的污氮气、压力氮气、预定压力的液氧进行换热；在高压过冷器中，另一部分已经液化或在超临界压力下伪液化的第二部分第二压力空气与经液氮泵压力升高的第二氮流、预定压力的液氧进行换热，回收第二氮流和液氧的冷量；在低压过冷器中，高压富氧液空、中压富氧液空、贫液氮与污氮气进行换热，回收污氮气的冷量。
实际应用中，液氧泵可能存在由于长时间运转，导致不能正常工作的情况，所述液氧泵包括至少两个液氧泵，其中一个是备用液氧泵，用于当其中一个液氧泵不能正常工作时替换工作。液氧泵可以是可调压力的液氧泵，也可以是固定压力的液氧泵，固定压力液氧泵的压力大小可以根据用户的实际需求进行选择，可调压力液氧泵一般用于需要不同压力氧气的用户，因此拓宽了该装置的应用范围，满足了不同用户的实际需求；而且一般设置至少两个液氧泵，当其中一个出现事故而停止工作时，可以立即启动另一个备用的液氧泵，进而确保该装置仍可以正常工作。
同理，液氮泵可能存在由于长时间运转，导致不能正常工作的情况，所述液氮泵包括至少两个液氮泵，其中一个是备用液氮泵，用于当其中一个液氮泵不能正常工作时替换工作。所述液氮泵的压力大小可以根据中压塔和高压塔的操作压力进行选择；所述液氮泵的流量与高压塔的回流液息息相关，其拓宽了该装置的应用范围，当用户对高压塔引出的压力氮气产品的实际需求增多时，可以通过增加从中压塔经液氮泵回流至高压塔顶部的液氮的流量实现；而当用户对高压塔引出的压力氮气产品的实际需求减少时，则可以通过减少这一回流液的流量实现；而且需要强调的是，这样的操作不会影响低压塔的氧提取率。
与现有技术相比较，本发明实施例提供的生产高纯氮和低纯氧的装置，通过增加中压塔对高压富氧液空进行进一步低温精馏，提高了中压富氧液空节流后进入低压塔的富氧液空的氧浓度，改善了低压塔的精馏条件，从而提高了低压塔的精馏效率和氧提取率。同时因不断从低压冷凝蒸发器抽取液氧，防止了碳氢化合物的积聚，保证了装置的安全可靠。
下面结合附图1详细说明本发明的具体实施例，实施例中压力值均为绝对压力。
原料空气1通过过滤被第一增压机14吸入，并在第一增压机14中被压缩至第一压力，优选地，第一压力约9bar。经随后的预冷、纯化后(图中未示出)，原料空气1被分为两部分，其中，第一部分第一压力空气2经主换热器19被冷却到接近露点，然后引入高压塔24的下部区域进行分离；第二部分第一压力空气经第二增压机15增压形成第二压力空气3，优选地，第二压力约17bar。
第二压力空气3被分为两部分，其中，第一部分第二压力空气经主换热器19冷却，从主换热器19的中间位置取出、再经膨胀机16得到第三压力空气4引入中压塔25的下部区域，第三压力空气4的压力与中压塔25的操作压力相同，优选地，第三压力约6bar；第二部分第二压力空气经主换热器19液化或在超临界压力下伪液化。已经液化或在超临界压力下伪液化的第二部分第二压力空气被分为两部分，其中，一部分已经液化或在超临界压力下伪液化的第二部分第二压力空气5经节流至约9bar，引入高压塔24的下部区域；另一部分已经液化或在超临界压力下伪液化的第二部分第二压力空气6经高压过冷器21和节流至约1.5bar，引入低压塔26的中部区域。
引入高压塔24下部区域的第一部分第一压力空气2，与引入高压塔24下部区域的一部分已经液化或在超临界压力下伪液化的第二部分第二压力空气5汇合流入高压塔24进行低温精馏。高压塔24的操作压力约9bar，其主要产物有第一氮流13和塔底的高压富氧液空7，第一氮流13从高压塔24的顶部区域中取出、在主换热器19中加热至近似环境温度，作为约8.5bar的压力氮气产品获得。传统的双塔流程中，从下塔顶部取出的压力氮气产品压力约6bar，本发明的三塔流程中的高压塔可以满足直接从精馏塔中取出高于6bar的压力氮气产品的情况，不需要增加氮气压缩机。从高压塔24塔底取出的高压富氧液空7依次经低压过冷器20和节流引入中压塔25的中部区域。
经膨胀机16得到的第三压力空气4，与经过冷和节流的所述高压富氧液空7汇合流入中压塔25进行低温精馏。中压塔25的操作压力约6bar，其主要用于对所述高压富氧液空7进行进一步精馏，然后在中压塔25的塔底(中压冷凝蒸发器23处)获得中压富氧液空，再将所述中压富氧液空8取出，然后经低压过冷器20和节流后送入低压塔26进行进一步精馏。同时，从中压塔25的中部区域获得贫液氮9，依次经低压过冷器20和节流后送入低压塔26的上部区域。需要强调的是，第二氮流10从中压塔25的上部区域取出、依次经液氮泵17和高压过冷器21引入高压塔24的顶部区域，作为高压塔24的回流液。
经高压过冷器21引入低压塔26的另一部分已经液化或在超临界压力下伪液化的第二部分第二压力空气6，与所述中压富氧液空8和所述贫液氮9汇合流入低压塔进行低温精馏。低压塔26的操作压力约1.5bar，压力氧气可基本上在低压塔26的工作压力下获得，或在内压缩的情况下，处于液态的氧流11从低压塔26的塔底(低压冷凝蒸发器22处)取出并在液态下经过液氧泵17形成预定压力的液氧，且在主换热器19中以与原料空气进行间接热交换的形式而蒸发或在超临界压力下伪蒸发，作为纯度为93％、压力为6bar的氧气产品获得。同时，污氮气12以气态从低压塔26的顶部区域取出，在主换热器19中加热并且作为再生气或者放空。
在高压过冷器21中，另一部分已经液化或在超临界压力下伪液化的第二部分第二压力空气6与经液氮泵压力升高的液氮10、预定压力的液氧11进行换热，回收液氮10和液氧11的冷量；在低压过冷器20中，高压富氧液空7、中压富氧液空8、贫液氮9与污氮气12进行换热，回收污氮气12的冷量。
最后应说明的是，以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种生产高纯氮和低纯氧的方法，在所述方法中，将原料空气在主换热器中冷却并且引入用于氮氧分离的精馏***中，所述精馏***具有至少一个高压塔和一个低压塔，
-将一氧流从低压塔的下部区域中取出、在主换热器中加热并且作为压力氧气产品获得，
-将第一氮流从高压塔的顶部区域中取出、在主换热器中加热并且作为压力氮气产品获得，
-将污氮气以气态从低压塔的顶部区域取出、在主换热器中加热并且作为再生气或者放空，其特征在于：
-在高压塔与低压塔之间设置一中压塔，所述中压塔的操作压力介于高压塔与低压塔之间，
-低压塔的下部区域具有构造成冷凝蒸发器的低压冷凝蒸发器，
-中压塔的下部区域具有构造成冷凝蒸发器的中压冷凝蒸发器，
-所述精馏***至少包括两个过冷器，分别为高压过冷器和低压过冷器，
-经第一增压机的原料空气增压至第一压力，经预冷、纯化后，第一部分第一压力空气经主换热器冷却引入高压塔的下部区域，第二部分第一压力空气经第二增压机增压至第二压力空气；
-将第一部分第二压力空气经主换热器冷却，从主换热器的中间位置取出再经膨胀机得到第三压力空气引入中压塔的下部区域，将第二部分第二压力空气经主换热器液化或在超临界压力下伪液化，
-已经液化或在超临界压力下伪液化的第二部分第二压力空气的一部分引入高压塔的下部区域，
-已经液化或在超临界压力下伪液化的第二部分第二压力空气的另一部分经高压过冷器引入低压塔的中部区域，
-将高压富氧液空从高压塔的塔底取出、依次经低压过冷器和节流引入中压塔的中部区域；
将中压富氧液空从中压冷凝蒸发器处取出、依次经低压过冷器和节流引入低压塔的下部区域；将贫液氮从中压塔的中部区域取出、依次经低压过冷器和节流引入低压塔的上部区域，-将第二氮流从中压塔的上部区域取出、并在液态下经压力升高、且经高压过冷器引入高压塔的顶部区域。
2.根据权利要求1所述的生产高纯氮和低纯氧的方法，其特征在于：所述第二氮流在液态下的压力升高由液氮泵实现。
3.根据权利要求1所述的生产高纯氮和低纯氧的方法，其特征在于：将氧流在液态下从低压冷凝蒸发器处取出、并在液态下经压力升高、且在主换热器中以与原料空气进行间接热交换的形式而蒸发或在超临界压力下伪蒸发。
4.根据权利要求3所述的生产高纯氮和低纯氧的方法，其特征在于：所述氧流在液态下的压力升高由液氧泵实现。
5.根据权利要求1所述的生产高纯氮和低纯氧的方法，其特征在于：压力氧气产品的纯度介于93％～99％之间。
6.根据权利要求1所述的生产高纯氮和低纯氧的方法，其特征在于：低压塔的操作压力在1.1～1.5bar之间，中压塔的操作压力在4.5～6.5bar之间，高压塔的操作压力在8.5～9.5bar之间，以上压力值均为绝对压力。
7.一种基于权利要求1至6任一项权利要求所述的生产高纯氮和低纯氧的装置，该装置具有用于氮氧分离的精馏***，所述精馏***具有至少一个高压塔和一个低压塔，其特征在于：
-用于冷却已压缩并且净化的原料空气的主换热器，
-用于将氧流从低压塔的下部区域取出的部件，所述氧流在主换热器中加热并且作为压力氧气产品获得，
-用于将第一氮流从高压塔的顶部区域取出的部件，所述第一氮流在主换热器中加热并且作为压力氮气产品获得，
-用于将污氮气以气态从低压塔的顶部区域取出的部件，所述污氮气在主换热器中加热并且作为再生气或者放空，
-中压塔，设置于高压塔与低压塔之间，
-低压冷凝蒸发器，设置于低压塔的下部区域，
-中压冷凝蒸发器，设置于中压塔的下部区域，
-用于将原料空气增压至第一压力的第一增压机，
-用于将第一部分第一压力空气经主换热器冷却引入高压塔下部区域的部件，
-用于将第二部分第一压力空气增压至第二压力的第二增压机，
-用于将第一部分第二压力空气膨胀至第三压力的膨胀机，
-用于将第三压力空气引入中压塔下部区域的部件，
-用于将第二部分第二压力空气液化或在超临界压力下伪液化的部件，
-用于将已经液化或在超临界压力下伪液化的第二部分第二压力空气的一部分引入高压塔下部区域的部件，
-用于将已经液化或在超临界压力下伪液化的第二部分第二压力空气的另一部分经高压过冷器引入低压塔中部区域的部件，
-低压过冷器，用于过冷高压富氧液空、中压富氧液空和贫液氮，
-高压过冷器，用于过冷已经液化或在超临界压力下伪液化的第二部分第二压力空气的另一部分，
-用于将高压富氧液空从高压塔的塔底取出、经低压过冷器和节流引入中压塔中部区域的部件，
-用于将中压富氧液空从中压冷凝蒸发器处取出、经低压过冷器和节流引入低压塔下部区域的部件，
-用于将贫液氮从中压塔的中部区域取出、经低压过冷器和节流引入低压塔上部区域的部件，
-用于将第二氮流从中压塔的上部区域取出、并在液态下经压力升高、且经高压过冷器引入高压塔顶部区域的部件。
8.根据权利要求7所述的生产高纯氮和低纯氧的装置，其特征在于：还包括液氮泵，用于实现第二氮流在液态下的压力升高。
9.根据权利要求7所述的生产高纯氮和低纯氧的装置，其特征在于：还包括液氧泵，用于实现氧流在液态下的压力升高。
10.根据权利要求7所述的生产高纯氮和低纯氧的装置，其特征在于：低压塔不具有顶部冷凝器。
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