Способ регулирования процесса разделения газов Советский патент 1983 года по МПК F25J3/04 G05D27/00 

Изобретение относится к способам автоматического регулирования процесса разделения газов методом ректификации и преимущественно может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности, в частности в установках разделения воздуха, работающих во взрывоопасных условиях.

Известен способ автоматического регулирования уровня кипящей жидкости в конденсаторе-испарителе ректификационной колонны путем воздействия на отбор жидкого продукта 1.

Однако этот способ не позволяет получить высококачественный жидкий продукт, так как условия взрывобезопасной работы не позволяют держать более высокую концентрацию кипящей жидкости в конденсаторе-испарителе.

Известен способ автоматического регулирования уровня кипящей жидкости в конденсаторе-испарителе ректификационной колонны путем воздействия на подачу исходной смеси 2.

Недостатками данного способа являются транспортное запаздывание, определяемое конструкцией технологического тракта подаваемой в ректификационную колонну исходной смеси от регулирующего органа до конденсатора-испарителя, емкостное запаздывание, определяемое конструкцией и количеством ректификационных тарелок в колонне. Вследствие этого снижается точность и качество регулирования уровня кипящей жидкости в конденсаторе-испарителе и ухудщаются условия его взрывобезопасной работы .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ регулирования процесса разделения газа путем подачи исходной смеси в колонну по суммарному значению отклонений уровней в колонне и испарителе-конденсаторе и изменению отбора продукта из испарителя-конденсатора по разности уровней в аппаратах. Указанный способ обеспечивает вывод продукта с повышенным содержанием взрывоопасных примесей, что позволяет поддерживать повышенное содержание самого продукта 3.

Однако данный способ регулирования полностью не обеспечивает устойчивую работу процесса разделения, так как воздействие внутренних перекрестных связей приводит к раскачиванию технологического режима при возмущающем воздействии и медленной его стабилизации. Кроме того, недостатком данного способа является отсутствие связи между контролем за содержанием взрывоопасных примесей в жидкости, которое поддерживается изменением отбора продукта, и стабилизацией уровней жидкости в криптоновой колонне и испарителе-конденсаторе, что дополнительно вносит независимое возмущение в регулирование уровней в аппаратах. Вследствие этого ухудщаются условия взрывобезопасной работы конденсатора-испарителя и снижается качество жидкого продукта разделения.

Целью изобретения является улучшение условий взрывобезопасной работы конденсатора-испарителя ректификационной колонны и качества продукта разделения.

Указанная цель достигается тем, что заданное значение уровня кипящей жидкости в конденсаторе-испарителе ректификационной колонны поддерживают путем изменения подачи паров кипящей жидкости из испарителя-конденсатора, подачу исходной смеси изменяют по заданному значению ее расхода а отбор продукта из испарителя-конденсатора изменяют по заданному значении) содержания взрывоопасных примесей в продукте.

На чертеже представлена принципиальная схема устрьйства, реализующего данный способ.

Устройство содержит ректификационную колонну 1, соединенную посредством трубопроводов с конденсатором-испарителем 2 и испарителем-конденсатором 3, который соединен с испарителем 4, регулятор 5 поддержания уровня кипящей жидкости в конденсаторе-испарителе, регулирующий орган 6 газового потока из испарителя-конденсатора, регулятор 7 расхода сырьевого потока, регулирующий орган 8 сырьевого потока, регулятор 9 поддержания состава взрыво0, опасных примесей в продукте, регулирующий орган 10 расхода продукта, переливное устройство 11, звуковую и световую сигнализацию 12.

Способ, осуществляется следующим образом.

5 При рассогласовании величины уровня кипящей жидкости в конденсаторе-испарителе 2 ректификационной колонны 1 с заданной величиной отработку этого рассогласования осуществляют воздействием через регулятор 5 на регулирующий орган, которым

изменяют поток паров кипящей жидкости по линии 13. Изменение расхода этого потока приводит к изменению давления кипения жидкости в испарителе-конденсаторе 3, а это в свою очередь изменяет его нагрузку,

г т.е. увеличивает или уменьшает отбор кипящей жидкости по линии 14 из конденсатора-испарителя 2, в котором за счет изменения отбора кипящей жидкости поддерживают уровень кипящей жидкости в конденсаторе-испарителе 2 ректификационной ко0 лонны 1.

При рассогласовании величины расхода сырьевого потока по линии 15 с заданной величиной отработка этого рассогласования осуществляется воздействием через регулятор 7 на регулирующий орган 8, который

5 изменяет расход сырьевого потока в зависимости от знака рассогласования.

При рассогласовании величины содержания взрывоопасных примесей в продукте по

линии 16 с заданной величиной отработка этого рассогласования осуществляется воздействием через регулятор 9 Hia регулирующий орган 6, который изменяет расход продукта в зависимости от знака рассогласования.

Уровень в испарителе-конденсаторе стабилизирован переливным устройством |1.

В случае снижения нагрузки конденсатора-испарителя ректификационной колонны 2 или испарителя-конденсатора 3 по технологическим причинам возникает постоянный рост уровня жидкости в конденсатореиспарителе 3. Возможно полное раскрытие регулирующего органа 6 газового потока из испарителя-конденсатора, что делает данный уровень жидкости не регулируемым, а также не регулируемым и весь процесс ректнфикации в колонне 1.

При этом с прибора 5 выдаются два сигнала: предупредительный на звуковую и световую сигнализацию 12 по заданному максимальному уровню жидкости в конденсаторе-испарителе, и аварийный - на закрытие регулирующего органа сырьевого потока.

От внедрения предлагаемого изобретения на 2-3% снижаются потери продукта первичного концентрата при выпуске в год четырех установок разделения, годовой экономический эффект составляет 96-144 тыс. руб.

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВ в ректи фикационной колонне путем изменения подачи исходной смеси в колонну, отбора продукта из испарителя-конденсатора и измеренуя уровня кипящей жидкости в конденсаторе-испарителе, отличающийся тем, что с целью улучшения условий работы, обеспечения взрывобёзопасности конденсатораиспарителя ректификационной колонны и повышения качества продукта разделения, заданное значение уровня кипящей жидкости в конденсаторе-испарителе ректификационной колонны поддерживают путем изменения отбора кипящей жидкости из испарителя-конденсатора, подачу исходной смеси изменяют по заданному значению ее расхода, а отбор продукта из испарителя-конденсатора изменяют по заданному значению содержания взрывоопасных примесей в продукте. (Л о Oi ilA-LJ