Способ управления,газоразделительной колонной

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1233892 g 4 В 01 D 3/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ >)3 " (56) Авторское свидетельство СССР № 541485, кл. В 01 D 3/42, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 1053846, кл. В 01 0 3/42, 1982.

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3807021/23-26 (22) 20.07.84 (46) 30.05.86. Бюл. № 20 (72) А. И. Синицын, В. Ф. Гурин, В. H. Пулин, В. В. Николаев, Г. В. Тихомиров, В. Д. Ломовских и В. А. Павлов (53) 66.012-52 (088.8) (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОРАЗДЕЛИТЕЛЬНОЙ КОЛОННОЙ путем регулирования состава кубовой жидкости воздействием на подачу теплоносителя в кипятильник колонны, отвода паров из колонны и подачи хладагента в дефлегматор колонны, отличающийс< тем, что, с целью обеспечения максимально возможной концентрации целевого компонента в верхнем продукте колонны путем повышения точности регулирования, дополнительно регулируют разность температур продукта на выходе из колонны и хладагента на входе в дефлегматор воздействием на отвод паров из колонны и регулируют разность температур хладагента на входе и выходе из дефлегматора воздействием па подачу xëàäÿãåíòà в HE .Го.!

233892

Изобретение относится к управлению отпарными и ректификационными колоннами, работающими с парциальным дефлегматором, установок газоразделения, в частности установок извлечения гелия из природного газа.

Целью изобретения является обеспечение максимально возможной концентрации целевого компонента в верхнем продукте колонны путем повышения точности регулирования и использования свойств перерабатываемой смеси.

На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Питание поступает в колонну в виде жидкости для разделения. Жидкость стекает по насадочной части колонны 1 (для отпарных колонн) или по тарелкам (для ректификационных колонн), на которых происходит массообмен и насыщение легколетучим целевым компонентом паров, поднимающихся вверх по колонне. Пары проходят через парциальный дефлегматор 2, где частично конденсируются и возвращаются в колонну 1 B виде флегмы. Уровень кубовой жидкости колонны 1 обеспечивается регулятором уровня 3, воздействующим на регулирующий клапан 4. Расход теплоносителя, поступающего в кипятильник 5 колонны 1, обеспечивается регулятором расхода 6 с коррекцией газоанализатором 7 по содержанию целевого компонента в кубовой жидкости колонны воздействием на регулирующий клапан 8. Расход хладагента в дефлегматор 2 обеспечивается регулятором 9 разности температур, воздействующим на регулирующий клапан 10, изменяющий поток хладагента в дефлегматор. Отвод паров продукта колонны 1 обеспечивается регулятором 11 разности температур, воздействующим на регулирующий клапан 12, изменяющий расход верхнего продукта колонны. Температура IIoтоков верхнего продукта колонны 1 и хладагента на входе и выходе из дефлегматора измеряется первичными преобразователями температур 13, 14 и 15. При изменении разности температур хладагента на входе и выходе из дефлегматора 2, что характеризует работу дефлегматора и количество жидкого хладагента в нем, достаточное для конденсации паров продукта в дефлегматоре и образования внутренней флегмы, изменяется количество жидкого хладагента, поступающего в него. Также изменяется и коэффициент теплопередачи ввиду изменения уровня хладагента в дефлегматоре 2, т.е. в одной части дефлегматора происходит теплопередача между жидким хладагентом и продуктом, в другой — между газообразным хладагентом и продуктом. При изменении разности температур продукта на выходе из колонны и хладагента на входе в дефпегматор 2, что характеризует изме5

4О

4>

SQ

55 нение концентрации целевого компонента в получаемом продукте для данного давления в колонне, происходит изменение отвода паров из колонны, т.е. давления в колонне и, следовательно, количества получаемой флегмы, концентрации целевого компонента в получаемом продукте за счет изменения константы фазового равновесия.

Концентрация целевого компонента в получаемом продукте, степень конденсации паров в дефлегматоре 2 и соответственно внутренняя флегма изменяются как за счет изменения расхода хладагента, коэффициента теплопередачи в дефлегматоре, так и за счет изменения давления в колонне 1 при сохранении температуры верхнего продукта.

При увеличении расхода питания колонHbl 1 количество паров, поднимаюгцихся вверх IIo колонне, уменьшается, что приводит к понижению давления в колонне и, следовательно, к изменению константы фазового равновесия. Количество внутренней флегмы, образующейся за счет конденсации паров в дефлегмгторе 2, уменьшается и понижается концентрация целевого компонента в продукте. В то же время уровень кубовой жидкости начинает возрастать, регулятор уровня 3, воздействуя на регулирующий клапан 4, стабилизирует уровень жидкости в кубе колонны !. Концентрация целевого компонента в кубовой жидкости уве;I÷÷èâàåòñÿ. Газоанализатор 7 корректирует задание регулятору 6 расхода, воздействующему на клапан 8 подачи теплоносителя в кипятильник 5 колонны 1, с целью увеличения расхода теплоносителя. Количество паров, идугцих вверх колонны 1, возрастает, как и „",àâëåíèå в колонне 1. В связи с этим при этом же расходе хладагента в дефлегматор 2 происходит повышение температур хладагента на выходе из дефлегматора 2 и продукта на выходе из колонны !. Также происходит изменение константы фазового равновесия и увеличение расхода верхнего продукта колонны 1 ввиду возрастания перепада давления на клапане 12. Регулятор 9 разности температур изменяет поток хладагента в дефлегматор 2, приоткрывая клапан 10. Увеличение расхода хладагента в дефлегматор происходит до тех пор, пока разность температур хладагента на входе и выходе из дефлегматора не станет равной заданной. При этом происходит увеличение уровня жидкого хладагента в дефлегматоре. В то же время регулятор 11 разности температур изменяет поток верхнего продукта колонны 1, увеличивая его, путем приоткрывания клапана 12.

Увеличение расхода верхнего продукта ко;IoHHbl происходит до тех пор, пока разность температур продукта на выходе из колонны и хладагента в дефлегматор не станет равной заданной. При этом происходит увеличение расхода верхнего продукта колонны 1 при возможном возраста1233892

Составитель А. Каклюгин

Техред И. Верес Корректор А. Ференц

Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рау шская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Гулько

Заказ 2676/4 нии давления в колонне. Так же обеспечивается и максимальная концентрация верхнего продукта колонны.

При уменьшении расхода питания колонны 1 количество паров, поднимающихся вверх по колонне, первоначально возрастает, что может привести к повышению давления в колонне и, следовательно, к изменению константы фазового равновесия. Количество внутренней флегмы возрастает и повышается концентрация целевого компонента в продукте. В то же время уровень кубовой жидкости начинает падать и регулятор 3 уровня, воздействуя на клапан 4, стабилизирует уровень жидкости в кубе колонны 1.

Концентрация целевого компонента в кубовой жидкости понижается. Газоанализатор 7 корректирует задания регулятору 6 расхода, воздействующему на клапан 8 подачи теплоносителя в кипятильник 5 колонны 1, с целью уменьшения расхода теплоносителя.

Количество паров, идущих вверх по колонне, падает, как и давление в колонне 1. В связи с этим при том же расходе хладагента в дефлегматор 2 происходит понижение температур хладагента на выходе из дефлегматора 2 и продукта на выходе из колонны 1. Также происходит изменение константы фазового равновесия и понижение расхода верхнего продукта колонны 1 ввиду уменьшения перепада давления на клапане 11. Регулятор 9 разности температур изменяет поток хладагента в дефлегматор 2, прикрывая клапан 10. Уменьшение расхода хладагента в дефлегматор происходит до тех пор, пока разность температур на входе и выходе из дефлегматора не станет равной заданной. Одновре10 менно происходит понижение уровня жидкого хладагента в дефлегматоре. В то же время регулятор 11 разности температур изменяет поток верхнего продукта колонны 1, уменьшая его, путем прикрытия клапана 12.

Уменьшение расхода верхнего продукта колонны 1 происходит до тех пор, пока разность температур продукта на выходе из колонны и хладагента на входе в дефлегматор 2 не станет равной заданной. При этом происходит уменьшение расхода верхнего продукта колонны 1 при возможном небольшом понижении давления в колонне.

Так обеспечивается и максимальная концентрация верхнего продукта колонны.

При изменении состава или температуры питания ректификацHQHHQH колонны 1 работа схемы аналогична.