Способ управления, газоразделительной колонной

тельство СССР 3/42, 1975. ьство СССР Р 3/42, 1982. ПРАВЛЕНИЯ ГАЗО КОЛОННОЙ путео ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) 66.012-52 (088.8) (56) Авторское свиде541485, кл. В 01 РАвторское свидете1053846, кл. В 01 (54) (57) СПОСОБ У РАЗДЕЛИТЕЛЬНОЙ регулирования состава кубовой жидкости воздействием на подачу теплоносителя в кипятильник колонны, отвода паров из колонны и подачи хладагента в дефлегматор колонны, отличающийсч 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 хладагецта на входе и выходе из дефлегматора воздействием ца подачу хладагецта в него.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 в 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 потоков верхнего продукта колонны 1 и хлад- агента 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, достаточ. ное для конденсации паров продукта в дефлегматоре и образования внутренней флегмы, изменяется количество жидкого хлад- агента, 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 колонныи хладагента на входе в дефпегматор 2, что характеризует изме 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 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 колонны 1 количество паров, поднимаюгцихся вверх по 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 увеличивается. 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 давление 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 хлад- агента в дефлегматор происходит до тех пор, пока разность температур хладагента на входе и выходе из дефлегматора не станет равной заданной. При этом про. исходит увеличение уровня жидкого хлад- агента в лефлегматоре. В то же время регулятор 11 разноса и температур изменяет поток верхнего продукта колонны 1, увеличивая его, путем приоткрывания клапана 12. Увеличение расхода верхнего продукта колонныпроисходит 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. Каклки.ин Техред И. Верес Корректор А.Ференц Тираж 663 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Рау шская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор А. ГулькоЗаказ 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. Одновре 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 кон.центрация верхнего продукта колонны,При изменении состава или температуры питания ректификационной колонны 1 работа схемы аналогична.