CN220541530U - 利用中压空气生产多种液体产品的三膨胀空分装置 - Google Patents

利用中压空气生产多种液体产品的三膨胀空分装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型属于低温精馏空气分离技术领域，公开了一种利用中压空气生产多种液体产品的三膨胀空分装置，包括空气预冷***、空气纯化***、空气液化***、精馏***；所述空气纯化***用于将经所述空气预冷***冷却后的中压空气通过分子筛进行净化；所述空气液化***用于对原料中压常温空气进一步增压、膨胀，回收返流的低温低压空气、低温常压空气、低温常压污氮气、低温常压氮气冷量，并冷却、部分液化增压后原料中压常温空气；所述精馏***用于将低温低压空气、液化节流后的空气进行分离获得液氧、液氮、液氩、氮气和污氮气。本实用新型采用高低温膨胀与低压膨胀相结合的三膨胀制冷，降低能耗，同时可生产多种产品。

Description

利用中压空气生产多种液体产品的三膨胀空分装置
技术领域
本实用新型属于低温精馏空气分离技术领域，具体涉及一种利用中压空气生产多种液体产品的三膨胀空分装置。
背景技术
液体空分装置是直接生产液氧、液氮的空分装置，通常以生产液体为主，不生产或少量生产气体产品。一般地，获得液氧和液氮的方法有两种：一种方法是先生产气态的氧和氮，再用液化装置使气体变成液体，适用于以生产氧气、氮气为主，且氧气、氮气产品有富裕的空分装置，以减少不必要的放空；另一种方法就是通过液体空分装置直接生产液氧和液氮，适用于以生产液体产品为主的空分装置。
液体空分装置按照制冷循环，有以下几类流程：
一是低压循环流程。空气经过压缩、冷却及纯化处理后，先经膨胀机的增压机增压，然后进入主换热器与返流气体换热，在主换热器的中部分为两股，一股在主换热器中继续冷却至饱和状态；另一股从主换热器的中部抽出去膨胀机，膨胀后回主换热器复热，再回到空气压缩机的进口进行压缩循环。空气压缩机既作为原料空气压缩机也作为循环空气压缩机。这种流程适用于小型的液体空分设备。
二是带低温冷冻机的低压循环流程。空气先在主换热器上段的中部抽出，经低温冷冻机冷却后再回到主换热器继续换热。这样可以有效改善主换热器温差分布，减小不可逆损失，降低能耗。
三是中压循环流程。空气经过压缩、冷却及纯化处理后，依次经过中压循环压缩机和膨胀机的增压机增压，然后进入主换热器与返流气体换热。空气先在主换热器上段的中部抽出，经低温冷冻机冷却后再回到主换热器继续换热。空气在主换热器中部分为两股，一股在主换热器中继续冷却至饱和状态后，进入下塔精馏；另一股从主换热器中部抽出去膨胀机，膨胀后再分为两股，一股进入下塔精馏，另一股经主换热器复热后回到中压循环压缩机的进口进行压缩循环。与低压循环流程相比，中压循环流程原料空气压缩机和循环空气压缩机是分开的。这种流程适用于中型的液体空分设备。
四是中压双膨胀流程。设置高低温膨胀机，就是用一台高温膨胀机代替中压循环流程中的低温冷冻机，具体的流程更复杂一些，不过可以更有效改善主换热器温差分布，减小不可逆损失，降低能耗。这种流程适用于大型的液体空分设备。
以上几种液体空分流程均需设置原料空气压缩机，能耗较大，并且所得产品种类少。
发明内容
本发明针对现有空分装置能耗大、产品种类少的技术问题，提供一种利用中压空气生产多种液体产品的三膨胀空分装置，以中压空气为原料，使空分装置区可不单独设置空气压缩机，采用高低温膨胀与低压膨胀相结合的三膨胀制冷，降低能耗，同时可生产液氧、液氮、液氩、高纯氧、常压氮气等多种产品。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种利用中压空气生产多种液体产品的三膨胀空分装置，包括空气预冷***、空气纯化***、空气液化***、精馏***；所述空气预冷***用于对原料中压空气进行冷却；所述空气纯化***用于将经所述空气预冷***冷却后的中压空气通过分子筛进行净化；所述空气液化***用于对原料中压常温空气进一步增压、膨胀，回收返流的低温低压空气、低温常压空气、低温常压污氮气、低温常压氮气冷量，并冷却、部分液化增压后原料中压常温空气；所述精馏***用于将低温低压空气、液化节流后的空气进行分离获得液氧、液氮、液氩、氮气和污氮气。
在一个技术方案中，所述空气预冷***包括空气冷却器、水冷却塔、冷水机组、冷冻水泵，所述空气冷却器的空气进口连接原料中压空气管道。
在一个技术方案中，所述空气纯化***包括吸附器、再生加热器和消音器，所述吸附器的空气入口连接空气冷却器的空气出口。
在一个技术方案中，所述空气液化***包括高温增压机、高温膨胀机、低温增压机、低温膨胀机、高温增压机后冷却器、低温增压机后冷却器、低压增压机后冷却器、气液分离器、主换热器、低压增压机和低压膨胀机；所述高温膨胀机驱动高温增压机，所述低温膨胀机驱动低温增压机，所述低压膨胀机驱动低压增压机；
所述高温增压机的空气进口和高温膨胀机的空气进口连接吸附器的空气出口，高温增压机的空气出口通过管道依次与高温增压机后冷却器的空气进出口、低温增压机的空气进出口、低温增压机后冷却器的空气进口连接，低温增压机后冷却器的空气出口连接主换热器的第一换热通道的热端进口；主换热器的第一换热通道的热端第一出口连接低温膨胀机的空气进口，低温膨胀机的空气出口连接气液分离器的进口；
高温膨胀机的空气出口连接主换热器的第二换热通道中部进口，主换热器的第二换热通道出口通过管道依次与低压增压机的空气进出口、低压增压机后冷却器的空气进口连接，低压增压机后冷却器的空气出口与主换热器的第六换热通道进口连接，主换热器的第六换热通道出口通过管道依次连接低压膨胀机的进出口、主换热器的第五换热通道进口，主换热器的第五换热通道出口、第三换热通道出口、第四换热通道出口连接水冷却塔的污氮气进口总管。
在一个技术方案中，本实用新型三膨胀空分装置还包括循环水***，所述循环水***的循环水供水总管连接高温增压机后冷却器、低温增压机后冷却器、冷水机的冷却水进口连接，高温增压机后冷却器、低温增压机后冷却器的冷却水出口连接循环水***的循环水回水总管，冷水机组的冷冻水出口总管连接低压增压机后冷却器的冷却水进口，低压增压机后冷却器的冷却水出口连接水冷却塔的进水总管。
在一个技术方案中，所述精馏***包括下塔、上塔、冷凝蒸发器、过冷器、粗氩塔I，粗氩塔II、精氩塔、高纯氧塔和液体量筒；所述下塔的液空进口连接主换热器的第一换热通道的热端第二出口，下塔的低温低压空气进口连接高温膨胀机的空气出口；所述过冷器的第三换热管道出口连接主换热器的第三换热通道入口，过冷器的第二换热管道出口连接主换热器的第四换热通道入口。
在一个技术方案中，所述下塔顶部设置冷凝蒸发器，粗氩塔I顶部设置粗氩塔I冷凝器，精氩塔顶部设置精氩塔冷凝器、底部设置精氩塔蒸发器，高纯氧塔顶部设置高纯氧塔蒸发器。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型以管道输送来的中压空气为原料，不仅能生产液氧、液氮，同时还可生产液氩、高纯氧、常压氮气等多样产品，适合市场需求。本实用新型以中压空气为原料，使空分装置区可不单独设置空气压缩机，因此装置区无大功率高压用电设备，可省去主要的高压电控设备。本实用新型采用高低温膨胀与低压膨胀相结合的三膨胀制冷，使得高压主换热器的换热积分温差小，冷量回收充分，装置整体换热效率较高，能耗较低。
附图说明
图1是本实用新型一种利用中压空气生产多种液体产品的三膨胀空分装置的示意图。
附图中标记：1为空气预冷***，101为空气冷却器，102为水冷却塔，103为冷水机组，104为冷冻水泵；2为空气纯化***，201为吸附器，202为再生加热器，203为消音器；3为空气液化***，301为高温增压机，302为高温膨胀机，303为低温增压机，304为低温膨胀机，305为低压增压机，306为低压膨胀机，307为主换热器，308为气液分离器，309为高温增压机后冷却器，310为低温增压机后冷却器，311为低压增压机后冷却器；4为精馏***，401为下塔，402为上塔，403为冷凝蒸发器，404为过冷器，405为粗氩塔I，406为粗氩塔II，407为精氩塔、408为高纯氧塔，409为液体量筒，410为粗氩塔I冷凝器，411为精氩塔冷凝器，412为精氩塔蒸发器，413为高纯氧塔蒸发器。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限定本实用新型的保护范围。
本实用新型一种利用中压空气生产多种液体产品的三膨胀空分装置，包括空气预冷***1、空气纯化***2、空气液化***3、精馏***4。空气预冷***1用于对原料中压空气进行冷却；空气纯化***2用于将经所述空气预冷***1冷却后的中压空气通过分子筛进行净化；空气液化***3用于对原料中压常温空气进一步增压、膨胀，回收返流的低温低压空气、低温常压空气、低温常压污氮气、低温常压氮气冷量，并冷却、部分液化增压后原料中压常温空气；精馏***4用于将低温低压空气、液化节流后的空气进行分离获得液氧、液氮、液氩、氮气和污氮气。
在一个技术方案中，如图1所示，本实用新型的空气预冷***1包括空气冷却器101、水冷却塔102、冷水机组103、冷冻水泵104。空气冷却器101的空气进口连接原料中压空气管道。
在一个技术方案中，如图1所示，本实用新型空气纯化***2包括吸附器201、再生加热器202和消音器203。吸附器201的空气入口连接空气冷却器101的空气出口。
在一个技术方案中，如图1所示，本实用新型空气液化***3包括高温增压机301、高温膨胀机302、低温增压机303、低温膨胀机304、高温增压机后冷却器309、低温增压机后冷却器310、低压增压机后冷却器311、气液分离器308、主换热器307、低压增压机305和低压膨胀机306，上述设备集成在空气液化***冷箱中。高温膨胀机302驱动高温增压机301，二者构成高温增压透平膨胀机组；低温膨胀机304驱动低温增压机303，二者构成低温增压透平膨胀机组；低压膨胀机306驱动低压增压机305，二者构成低压增压透平膨胀机组；主换热器307至少有六个换热通道，其中有两条热流体换热通道、四条冷流体换热通道，本实施例中的所称的第一至第六换热通道是依据图1中管线从左至右进行编号所得。高温增压机301的空气进口和高温膨胀机302的空气进口连接吸附器201的空气出口，高温增压机301的空气出口通过管道依次与高温增压机后冷却器309的空气进出口、低温增压机303的空气进出口、低温增压机后冷却器310的空气进口连接，低温增压机后冷却器310的空气出口连接主换热器307的第一换热通道的热端进口。主换热器307的第一换热通道的热端第一出口连接低温膨胀机304的空气进口，低温膨胀机304的空气出口连接气液分离器308的进口。高温膨胀机302的空气出口连接主换热器307的第二换热通道中部进口，主换热器307的第二换热通道出口通过管道依次与低压增压机305的空气进出口、低压增压机后冷却器311的空气进口连接，低压增压机后冷却器311的空气出口与主换热器307的第六换热通道进口连接，主换热器307的第六换热通道出口通过管道依次连接低压膨胀机306的进出口、主换热器307的第五换热通道进口，主换热器307的第五换热通道出口、第三换热通道出口、第四换热通道出口连接水冷却塔102的污氮气进口总管。
也就是说，高温膨胀机302用于对常温空气进行降压、降温获得低压低温空气；高温增压机301和低温增压机303用于对常温空气进行升压获得高压常温空气；低温膨胀机304用于对高压常温空气进行降压、降温获得低压低温空气；主换热器307用于对低压低温空气进行复热获得低压常温空气；低压增压机305用于对低压常温空气进行升压获得中压常温空气；低压膨胀机306用于对中压常温空气进行降温、降压获得常压低温空气；气液分离器308用于将低压低温空气和低压液空分离，大部分低压低温空气进入下塔401底部和中部，低压液空进入上塔。
在一个技术方案中，如图1所示，本实用新型三膨胀空分装置还包括循环水***，循环水***的循环水供水总管连接高温增压机后冷却器309、低温增压机后冷却器310、冷水机组103的冷却水进口连接，高温增压机后冷却器309、低温增压机后冷却器310的冷却水出口连接循环水***的循环水回水总管，冷水机组103的冷冻水出口总管连接低压增压机后冷却器311的冷却水进口，低压增压机后冷却器311的冷却水出口连接水冷却塔102的进水总管。
在一个技术方案中，如图1所示，本实用新型精馏***4包括下塔401、上塔402、冷凝蒸发器403、过冷器404、粗氩塔I405，粗氩塔II406、精氩塔407、高纯氧塔408和液体量筒409。下塔401、上塔402、过冷器404、粗氩塔I405，粗氩塔II406、精氩塔407、高纯氧塔408和液体量筒409通过管道进行连接，集成在精馏***冷箱中。下塔401顶部设置冷凝蒸发器403，粗氩塔I 405顶部设置粗氩塔I冷凝器410，精氩塔407顶部设置精氩塔冷凝器411、底部设置精氩塔蒸发器412，高纯氧塔408顶部设置高纯氧塔蒸发器413。过冷器404至少有七条换热通道，本实施例中的所称的第一至第六换热通道是依据图1中管线从左至右进行编号所得。下塔401的液空进口连接主换热器307的第一换热通道的热端第二出口，下塔401的低温低压空气进口连接高温膨胀机302的空气出口。过冷器404的第三换热管道出口连接主换热器307的第三换热通道入口，过冷器404的第二换热管道出口连接主换热器307的第四换热通道入口。气液分离器308的顶部气体出口连接下塔401底部和中部的气体进口，气液分离器308的底部液体出口连接上塔402的液体进口；下塔401底部富氧液空出口连接过冷器404的第七换热通道入口，过冷器404的第七换热通道出口分别连接粗氩塔I冷凝器410入口和上塔402的中部第一回流入口，下塔401中部贫液空出口连接过冷器404的第五换热通道入口，过冷器404的第五换热通道出口连接上塔402的中部第二回流入口，下塔401顶部的纯液氮出口分别连接上塔401中部第三回流入口和过冷器404的第六换热通道入口，过冷器404的第六换热通道出口连接液氮量筒409的液氮入口，下塔401顶部纯氮气出口分别连接冷凝蒸发器403的气体入口、精氩塔蒸发器412的气体入口、高纯氧塔蒸发器413的气体入口；上塔402顶部低温常压氮气出口连接过冷器404的第二换热通道入口，过冷器404的第二换热通道出口连接主换热器307的第四换热通道入口，主换热器307的第四换热通道出口连接水冷却塔102的污氮入口管线，上塔402底部液氧出口连接过冷却器404的第一换热通道入口，液氮量筒409底部液体出口分别连接上塔402顶部回流入口和液氧产品管线，上塔402的中部氩馏份出口连接粗氩塔I 405的下部液体入口，粗氩塔I 405的底部液体出口连接上塔402的下部回流入口，粗氩塔I 405的顶部粗氩气出口连接粗氩塔II406的底部入口，粗氩塔II 406的底部出口连接粗氩塔I 405的顶部回流入口，粗氩塔II 406的顶部粗氩气出口连接上塔402的中部第四回流入口，粗氩塔I冷凝器410的液体出口分别连接粗氩塔II 406的顶部回流入口和精氩塔407的中部回流入口，精氩塔407的底部连接液氧产品管线，精氩塔蒸发器412的液氮出口连接液体量筒409的液氮入口，上塔402的上部低温常压污氮气出口、精氩塔407的顶部低温常压污氮气出口连接过冷却器404的第三换热通道入口，过冷却器404的第三换热通道出口连接水冷却塔102的污氮入口管线，粗氩塔I 405的下部液态氧出口连接高纯氧塔408的顶部回流入口，高纯氧塔408的顶部气体出口连接粗氩塔I 405的不纯氧气入口，高纯氧塔408的底部液体出口连接高纯液氧产品管线，高纯氧塔蒸发器413的液体入口连接液体量筒409的液氮入口。
也就是说，上塔401用于对低压液空进行精馏获得低温常压氮气、低温常压污氮气、氩馏分和液氧产品；下塔402用于对低温低压空气进行精馏获得液氮、氮气、贫液空和富氧液空；粗氩塔I 405、粗氩塔II 406、精氩塔407用于获得纯液氩产品；高纯氧塔408用于获得高纯液氧产品；过冷器404用于对低压液空、富氧液空、贫液空、低温常压氮气、低温常压污氮气、液氧等介质进行过冷节流或复热。
本实用新型利用中压空气生产多种液体产品的三膨胀空分装置的工艺流程如下：
（1）空气的预冷
原料中压空气的预冷在空气预冷***1中完成，来自用户3.4MPa、40℃的原料中压空气在空气冷却器101中被来冷水机组103的冷冻水冷却到13℃，同时减少空气中游离水分的含量从而降低分子筛吸附器的工作负荷。来自空气液化***3的污氮气进入水冷却塔102的底部，自下而上同来自空气冷却器101、低压增压机后冷却器311的冷冻水回水在水冷却塔102内的填料中进行逆流接触，使污氮气升温增湿后排入大气，从而使冷冻水回水再次冷却为冷冻水，并经冷水机组103进一步冷却以保证冷冻水的温度达到能足以降低原料中压空气和低压增压机后冷却器311内空气的温度。水冷却塔102的补水来自循环水供水总管。
（2）空气的净化
经空气冷却器101降温后的原料中压空气进入空气纯化***2。空气纯化***是利用分子筛吸附剂来吸附除去空气中的水分、二氧化碳和其他碳氢化合物的，纯化***中的吸附器201由两台立式或卧式的容器组成，两台吸附器201采用三床层或四床层结构，床层顶部和底部为保护吸附剂床层的惰性瓷球，同时能起到气流的初始分配，床层中部为一层分子筛或两层分别是氧化铝和分子筛。
两台吸附器201当一只处于工作状态时（吸附），另一台吸附器201由来自上塔402的污氮气进行再生；吸附与再生循环交替进行。再生气加热器202为蒸汽加热器并备用电加热器，蒸汽加热器使用高于180摄氏度的饱和蒸汽或过热蒸汽加热污氮气。
中空气经净化后，由于分子筛的吸附热，温升至常温~17℃。
（3）空气的液化
除去有害杂质的常温空气分成两路分别送至高温增压机301、高温膨胀机302入口，经高温膨胀机302膨胀降压、降温后的低温低压空气送入主换热器307为主换热器307上部提供冷量，同时驱动高温增压机301对另一路常温空气升压，升压后的空气再依次经高温增压机后冷却器309冷却、低温增压机303进一步升压、低温增压机后冷却器310再次冷却，最终这路高压常温空气送入主换热器307进一步冷却，一部分从中部抽出送入低温膨胀机304膨胀降压、降温，剩余部分继续在主换热器307中冷却、液化成高压液空。经低温膨胀机304膨胀后的空气被部分液化，小部分液体被大量气体夹带进入气液分离器308，在气液分离器308底部获得低压液空、顶部获得低温低压空气，低压液空送入过冷器404，低温低压空气大部分送至下塔401、小部分送回主换热器307。
来自气液分离器308的小部分低温低压空气在主换热器307内被复热至接近高温膨胀机302出口空气温度时与高温膨胀机302出口的低温低压空气汇合，汇合后的低温低压空气被加热到常温后送出空气液化***3。低压常温空气再经低压增压机305增压、低压增压机后冷却器311冷却、主换热器307进一步冷却后进入低压膨胀机306膨胀降温、降至常压，低温常压空气再送回主换热器307。
在主换热器307中来自上塔402的低温常压氮气、低温常压污氮气和来自低压膨胀机306的低温常压空气被来自低温增压机后冷却器310的常温高压空气和低压增压机后冷却器311的常温低压空气复热至常温后送出空气液化***3，最终常温常压氮气、常温常压污氮气、常温常压空气汇合成污氮气送入水冷却塔102。
（4）空气的精馏
来自气液分离器308顶部的低温低压空气和主换热器307的高压液空节流后分别送入下塔401的底部和中部。
下塔401底部的低温低压空气上升通过与回流液体接触含氮量增加。下塔401顶部的回流液氮来自下塔401顶部的冷凝蒸发器403，在这里液氧被蒸发作为上塔401底部的上升气，而压力氮气得到冷凝。下塔401中部的回流液来自下塔401上段和中部节流来的高压液空。
下塔401从上到下产生以下产品：顶部获得纯氮气和液氮，中部获得贫液空，底部获得富氧液空。富氧液空一部分经过冷器404过冷后节流进入上塔402，作为其回流液；一部分进入粗氩塔II冷凝器410作冷源，被汽化后送入上塔402。贫液空在过冷器404中过冷节流后进入上塔402，作为其回流液。纯液氮在过冷器404中过冷后一部分经液氮量筒409送入上塔402顶部作回流液，一部分进入精氩塔冷凝器411作冷源，被汽化后送入上塔402，一部分纯液氮在液氮量筒409底部取出作为产品送出。两股纯氮气从下塔401顶部抽出，分别送入精氩塔蒸发器412、高纯氧塔蒸发器413作热源，在精氩塔蒸发器412、高纯氧塔蒸发器413中被冷却液化后分别经液氮量筒409送入上塔402顶部作回流液。
来自气液分离器308底部的低压液空经过冷器404过冷后送入上塔402作为上塔402的部分回流液。
在上塔402中，从上到下产生以下产品：顶部产生低温常压氮气、上部产生低温常压污氮气、中部抽取氩馏份、底部产生液氧。低温常压氮气从上塔402顶部抽出后经过冷器404和主换热器307复热至常温出空气液化***3、送至水冷却塔102对水进行冷却。低温常压污氮气从上塔402上部抽出后经过冷器404和主换热器307复热至常温出空气液化***3：一股污氮从主换热器307上部侧面抽出用于吸附器201的再生，其余从主换热器307顶部送出并送至水冷却塔102对水进行冷却。液氧从上塔402底部抽出，经过冷器404过冷后作为液体产品送出精馏***4。氩馏份从上塔402中部抽出，经粗氩塔I 405、粗氩塔II 406精馏在顶部产生粗氩气。
在粗氩塔I 405、粗氩塔II 406内，气态氩馏份沿填料盘上升，由于氧的沸点比氩高，故高沸点组分氧被大量地洗涤下来，形成回流液返回上塔402。粗氩塔II 406底部的液氩经液氩泵加压后打入粗氩塔I 405上部作回流液。因此上升气体中的低沸点组份（氩）含量不断提高，最后在粗氩塔II 406顶部得到含氧≤2ppm，含氩>99%的粗氩气，粗氩气在粗氩塔I冷凝器410中被液空冷凝成粗液氩一部分作为维持粗氩塔II 406正常精馏的回流液，另一部分进入精氩塔407。
由于氮的沸点（-195.78℃）与氩的沸点（-185.7℃）相差较大，因此含氮量＜1.0%的粗氩在精氩塔407中得到进一步分离，最后在精氩塔蒸发器412底部得到99.999%Ar以上的纯液氩产品。
在粗氩塔I 405的下部抽取适量的高氧低碳的液态氧馏份送入高纯氧塔408顶部作为高纯氧塔408的回流液，高纯氧塔408的底部设置高纯氧蒸发器413，在这里高纯液氧得到蒸发形成上升气，经精馏，高纯氧塔408顶部的不纯氧气送回粗氩塔I 405，最终在高纯氧塔408底部获得高纯液氧产品。
以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，仅仅用以解释本实用新型，并非限制本实用新型实施范围，对于本技术领域的技术人员来说，当然可根据本说明书中所公开的技术内容，通过置换或改变的方式轻易做出其它的实施方式，故凡在本实用新型的原理上所作的变化和改进等，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

Claims (7)

1.一种利用中压空气生产多种液体产品的三膨胀空分装置，其特征在于，包括空气预冷***（1）、空气纯化***（2）、空气液化***（3）、精馏***（4）；所述空气预冷***（1）用于对原料中压空气进行冷却；所述空气纯化***（2）用于将经所述空气预冷***（1）冷却后的中压空气通过分子筛进行净化；所述空气液化***（3）用于对原料中压常温空气进一步增压、膨胀，回收返流的低温低压空气、低温常压空气、低温常压污氮气、低温常压氮气冷量，并冷却、部分液化增压后原料中压常温空气；所述精馏***（4）用于将低温低压空气、液化节流后的空气进行分离获得液氧、液氮、液氩、氮气和污氮气。
2.根据权利要求1所述的三膨胀空分装置，其特征在于，所述空气预冷***（1）包括空气冷却器（101）、水冷却塔（102）、冷水机组（103）、冷冻水泵（104），所述空气冷却器（101）的空气进口连接原料中压空气管道。
3.根据权利要求2所述的三膨胀空分装置，其特征在于，所述空气纯化***（2）包括吸附器（201）、再生加热器（202）和消音器（203），所述吸附器（201）的空气入口连接空气冷却器（101）的空气出口。
4.根据权利要求2所述的三膨胀空分装置，其特征在于，所述空气液化***（3）包括高温增压机（301）、高温膨胀机（302）、低温增压机（303）、低温膨胀机（304）、高温增压机后冷却器（309）、低温增压机后冷却器（310）、低压增压机后冷却器（311）、气液分离器（308）、主换热器（307）、低压增压机（305）和低压膨胀机（306）；所述高温膨胀机（302）驱动高温增压机（301），所述低温膨胀机（304）驱动低温增压机（303），所述低压膨胀机（306）驱动低压增压机（305）；
所述高温增压机（301）的空气进口和高温膨胀机（302）的空气进口连接吸附器（201）的空气出口，高温增压机（301）的空气出口通过管道依次与高温增压机后冷却器（309）的空气进出口、低温增压机（303）的空气进出口、低温增压机后冷却器（310）的空气进口连接，低温增压机后冷却器（310）的空气出口连接主换热器（307）的第一换热通道的热端进口；主换热器（307）的第一换热通道的热端第一出口连接低温膨胀机（304）的空气进口，低温膨胀机（304）的空气出口连接气液分离器（308）的进口；
高温膨胀机（302）的空气出口连接主换热器（307）的第二换热通道中部进口，主换热器（307）的第二换热通道出口通过管道依次与低压增压机（305）的空气进出口、低压增压机后冷却器（311）的空气进口连接，低压增压机后冷却器（311）的空气出口与主换热器（307）的第六换热通道进口连接，主换热器（307）的第六换热通道出口通过管道依次连接低压膨胀机（306）的进出口、主换热器（307）的第五换热通道进口，主换热器（307）的第五换热通道出口、第三换热通道出口、第四换热通道出口连接水冷却塔（102）的污氮气进口总管。
5.根据权利要求4所述的三膨胀空分装置，其特征在于，还包括循环水***，所述循环水***的循环水供水总管连接高温增压机后冷却器（309）、低温增压机后冷却器（310）、冷水机组（103）的冷却水进口连接，高温增压机后冷却器（309）、低温增压机后冷却器（310）的冷却水出口连接循环水***的循环水回水总管，冷水机组（103）的冷冻水出口总管连接低压增压机后冷却器（311）的冷却水进口，低压增压机后冷却器（311）的冷却水出口连接水冷却塔（102）的进水总管。
6.根据权利要求2所述的三膨胀空分装置，其特征在于，所述精馏***（4）包括下塔（401）、上塔（402）、冷凝蒸发器（403）、过冷器（404）、粗氩塔I（405），粗氩塔II（406）、精氩塔（407）、高纯氧塔（408）和液体量筒（409）；
所述下塔（401）的液空进口连接主换热器（307）的第一换热通道的热端第二出口，下塔（401）的低温低压空气进口连接高温膨胀机（302）的空气出口；所述过冷器（404）的第三换热管道出口连接主换热器（307）的第三换热通道入口，过冷器（404）的第二换热管道出口连接主换热器（307）的第四换热通道入口。
7.根据权利要求6所述的三膨胀空分装置，其特征在于，所述下塔（401）顶部设置冷凝蒸发器（403），粗氩塔I（405）顶部设置粗氩塔I冷凝器（410），精氩塔（407）顶部设置精氩塔冷凝器（411）、底部设置精氩塔蒸发器（412），高纯氧塔（408）顶部设置高纯氧塔蒸发器（413）。
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