Способ автоматического регулирования процесса разделения воздуха в криогенной установке Советский патент 1987 года по МПК F25J3/02 G05D27/00 

1

Изобретение относится к .-пггомати- ческому упраплению техно км ическими процессами и может быть использовано при регулировании нроцегга ректификации воздуха в криогрниоГг устч новке, предназначенной для од1 овреме-;нного получения ч1- С того лчг.тл и технического кислорода,

Цель ичобретения - у} еличение выхода чистого ,)тота TaiiairHort :oHiie:HT- рации.

На чертеже нредстав.чена схема реализации предоюженного способа,

Система автоматического регулирования процесса разделения воздуха в криогенной установке содержит нижнюю и верхнюю ректификационные колонны

1 и

конденсатор-испаритель 3,

сборник А жидкого ачота,турбодетан- дер 5, датчик 6 концентрации чистого азота, датчик 7 кслндентрации отбросного азота, датчик 8 концентрации азотной флегмы,датчик 9 концентрации чистой азотной флегмы,регулятор 10 концентрации чистот о азота,регулятор 1 1 соотношения концентраций азотной ф1тегмы и отбросного азота, регулятор 12 соотношения концентраций чистой азотной флегмы и чистого азота, исполнительный элемент 13, регулирующий количество чистой азотной флегь1Ы, н исполнительный элемент 1А, регулирующий количество азотной мы.

Воздух, поступающий в криогенную установку на ректификацию, разделяется в нижней ректификационной колонне 1 на чистый азот и кубопую жид1,кость. Чистый взот конденсируется в конд.он- саторе-испарителе 3 и испо-ш зуется в качестве орошения для верхней и нижней ректи{1з11ка11Г он11ых кот.шн, а кубовая жидкость в кашн .твс исходной смеси поступает в верхнюю ректификационную колонну 2.

Часть воздуха отбирают из нижней ректификационной колонны 1, расширяют в турбодетандере 5 и подают на разделение в «верхнюю ректификационную колонну 2, Из нижней ректификационной колонны 1 отбирается боковой поток жидкого азота - азотная , которая используется для орошения нижней части верхней ректификационной колонны 2.

Способ реализуется следующим образом.

При изменении концентрации чистого азота, измеряемой датчиком 6, на

5

5

0

Г)

fl

5

0

:ii2

пример, в сторону ухудшения регуля- т(5р 10 формирует новую величину задания регулятору 11 соотношения концент- painni азотной флегмы и отбросного азота, измеряемых датчиками 8 и 7 соответственно, который, в свою оче- рс дь, изменяет положение исполнительного элемента 14 таким образом, чтобы уменьшить расход азотной флегмы в верх} юю колонну.

Уменьшение расхода азотной флегмы, подаваемой в верхнюю ректификационную колонну, приводит к увеличению орошения нижней части нижней ректификационной колонны, а следовательно, к улучшению концентрации потока азотной флегмы, поступающей в верхнюю ректификационную колонну, и повышению концентрации чистого азота. Расход чистой азотной флегмы, поступающей в верхнюю ректификационную колонну, определяется регулятором 12 соотношения концентраций чистой азотной флегмы и чистого азота, измеряемых датчиками 9 и 6 соответственно.

Таким образом, совместная работа регуляторов 10-12 обеспечивает, с одной стороны, режим максимального извлечения целевого продукта - кислорода, а следовательно, максимальную производительность установки, а, с другой стороны, стабилизацию концентрации чистого азота, являющегося одним из основных продуктов процесса 1азделения воздуха.

Исследования процесса ректификации воздуха в криогенной установке показали, что концентрация чистого азота зависит от расхода и концентрации азотной флегмы. Так, при увеличении концешрации чистого азота необходимо уменьшить расход азотной флегмы, поступающей на орошение нижней части верхней ректификационной колонны.

Зависимость соотношения концентраций азотной флегмы и азота от концентрации чистого азота можно выразить формулой

С

С ПЗотп

а + Ь-С

Чистого

где - ко1п;ентрация азотной

флегмы, % 0

,., - концентрация отбросного азота, % Oj;

а и b - коэффициенты;

- концентрация чистого азота, рРп,02 .

чистого азота

эффективность cnocotja заключается в том, что улучшается качество процесса ректификации воздуха, повышается надежность снабжения потребителей чистым азотом. Стабилизация концентрации чистого азота позволяет обеспечить устойчивый режим процесса разделения воздуха, исключить срабатывания аварийной защиты по концентрации чистого азота, а следовательно, позволяет исключить потери, возникающие в листопрокатном производстве при поступлении некондиционного чистого азота или прекращении его подачи

13432144

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования процесса разделения воздуха в криогенной установке получения чистого азота и технического кислорода, включающий измерение концентрации чистого азота и регулирование соотношения между концентрацией азотной флегмы и концентрацией отбросного азота изменением расхода азотной флегмы, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода чистого азота заданной концентрации, величину соотношения между концентрацией азотной флегмы и концентрацией отбросного азота корректируют по концентрации чистого азота.

Изобретение относится к способу автоматического регулирования процесса разделения воздуха в ректификационных колоннах криогенной установки, может быть использовано в химической промьшшенности и позволяет увеличить выход чистого азота. Способ реализуется САР, включающей контур регулирования соотношения между концентрацией азотной флегмы (датчик 8) и концентрацией отбросного азота (датчик 7) изменением расхода азотной флегмы (исполнительный механизм 13, связанный с выходом регулятора 12 соотношения). Камера задания регулятора 12 соотношения соединена с регулятором 10 концентрации чистого азота. 1 ил. (Л г , чистый СО ( со to Kucfopod