Способ автоматического регулирования процесса разделения воздуха в криогенной установке

/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА ВКРИОГЕННОЙ УСТАНОВКЕ(57) Изобретение относится к способуавтоматического регулирования процесса разделения воздуха в ректификационных колоннах криогенной установки, может быть использовано в химической промышленности и позволяетувеличить выход чистого азота, Способреализуется САР, включающей контуррегулирования соотношения между концентрацией азотной флегмы (датчик 8)и концентрацией отбросного азота(датчик 7) изменением расхода азотной флегмы (исполнительный механизм13, связанный с выходом регулятора12 соотношения). Камера задания регулятора 12 соотношения соединена с регулятором 10 концентрации чистого азота. 1 ил.ИЭОбрЕтЕцИЕ гттцтС цгг Л К;ттГМЛтнЧЕСКОМУ Ут(РЛ(тттвцт(К 7 тЕХЦ 7 гт 7( т(ЧСКИМИ процессами и может бь(ть пспользовлцо при регулировлтиттт проце с л р ктификл- г, ЦИИ ВОЭДУХа и КРИО(ЦЦОй Упт Л тт 7 ВКЕ т предназначенной для одцовр меццого ПОЛУЧЕНИЯ П(С тОГ 7 Л т, та П т; Хт(ИЧЕСкого кисл 7 ро(а,Цель изобретения - у(те(и (ение выХОДа ЧИСТОГО ВЗтта тцг;ЛЦЦОй КГ ЦЦЕВтрации.На чертеже представлена схема реализации предложенного способа,Система автомаитескстго регулиро 15 мы.Воздух, поступающий в криогенную установку ца ректификацию, разделяется в нижней ректификлциоцноц ктлонне 1 на чистый азот и кубо(тук жцдкгт.ть, Чистый взот коцден ируе гс я в коц;и цсаторе-испарителе 3;( псттолт,зу тся в г 1(т качестве орошения для верхц й и нижней ректиф(скотт;онпых кст т 7 цц, л кубоваяя жидкость и к ля . ство ис ходцой смеси поступает в верхнюю ректификационную колонну 2. 45Часть воздуха отбирают из нижней ректификационной колонны 1, расширяют в гурбодетлндере 5 и подают на разделение в верхнюю ректифтскаццоццую колонну 2, Из нижней ректттсттитеациоцной 50 колонны 1 отбирается боковой поток жидкого азота - азотная Флегмл, которая используется для орошения нижней части верхней ректцфиклциоццой колонныСпособ реализуется лечующим об 55 разом.При изменении концентрации чис того азота, измеряемоц датчиком 7, навания процесса разделения воздуха вкриогенной установке содержит нижнююи верхнюю ректификационные колонны1 и ", конденсатор-испаритель 3,сборник 4 жидкого азота,турбодетлц 2(Д Е Р 5, ДатЧИК гт КОНЦЕНтРаЦИИ ЧИСТОго а э о т а , д а т чц к 2 к т ц и е н т р а ции о тбр о с н о г о азота , да тч и к 8 ко н це н тр ации азотной фле гмы, л а тчи к 9 к о н це и т р ации чистой азотной фл е гмы, р е г ул я т о р2 г10 концентрации чистого азота,регулятор 11 соотношения концентрацийазотной флегмы и отбросного азота,регулятор 12 соотношения концентраций чистой азотной Флегмы тт чистого30азота, исполцптельныи элемент 13, регулирующий количество чистой азотнойфлегмы, и исполнительный элеме цт 14,регулпрующцц количество азотной Флегттрттмер, в сторону ухудшения регулятор 10 Формирует новую величину задания регулятору 11 соотношения концентраций азотной Флегмы и отбросного азогд, измеряемых датчиками 8 и 7 соответственно, который, в свою очередь, измея т положение исполнительного 7 лемента 14 таким образом, чтобы уменьшить расход азотной флегмыв верхнюю колонну,Уменьшение расхода азотной флегмы,подаваемой в верхнюю ректификационцун 7 колонну, приводит к увеличениюорошения нижней части нижней ректификационной колонны, а следовательно, к улучшению концентрации потокаазотной флегмы, поступающей в верхнююректификационную 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 работарегуляторов 10-12 обеспечивает, с одной стороны, режим максимального извлечения целевого продукта - кислорода, а следовательно, максимальнуюпроизводительность установки, а, сдругой стороны, стабилизацию концентрации чистого азота, являющегося одним из основных продуктов процессаразделения воздуха.Исследования процесса ректификации воздуха в криогенной установке показали, что концентрация чистого азота зависит от расхода и концентрации азотной флегмы. Так, при увептчецпи концентрации чистого азота необходимо уменьшить расход азотной флегмы, поступающей на орошение нижней части верхней ректификационнойколоннь(,1 лвцсимость соотношения концентраций азотной Флегмы и азота от концентрацци чистого азота можно выразить формулойС Флегмь а +ЬС С чистого амлота Матст где С, в - концентрация азотнойФлегмы, 7. 0Гс, , - концентрация отбросногоазота, 7 Ог1343214 а и Ь вкоэффициенты,С концентрация чистого1 истогс симпотаазота, рРщО Формула изобретения Составитель Т.ГоленшинаРедактор О.Юрковецкая Техред Л.Сердюкова Корректор. И.Муска Подписное Заказ 4632/39 Тираж 475 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5Эффективность способа заключается в том, что улучшается качество процесса ректификации воздуха, повышается надежность снабжения потребителей чистым азотом. Стабилизация концентрации чистого азота позволяетобеспечить устойчивый режим процессаразделения воздуха, исключить срабатывания аварийной защиты по концентрации чистого азота, а следовательно,позволяет исключить потери, возникающие в листопрокатном производствепри поступлении некондиционного чистого азота или прекращении его подачи. Способ автоматического регулирования процесса разделения воздуха вкриогенной установке получения чистого азота и технического кислорода,включающий измерение концентрациичистого азота и регулирование соотношения между концентрацией азотнойфлегмы и концентрацией отбросногоазота изменением расхода азотной флегмы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтос целью увеличения выхода чистогоазота заданной концентрации, величину соотношения между концентрациейазотной флегмы и концентрацией отбросного азота корректируют по кон"центрации чистого азота,