DE1444335A1 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen fraktionierten Destillation - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen fraktionierten DestillationInfo
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- DE1444335A1 DE1444335A1 DE19631444335 DE1444335A DE1444335A1 DE 1444335 A1 DE1444335 A1 DE 1444335A1 DE 19631444335 DE19631444335 DE 19631444335 DE 1444335 A DE1444335 A DE 1444335A DE 1444335 A1 DE1444335 A1 DE 1444335A1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/42—Regulation; Control
- B01D3/4211—Regulation; Control of columns
- B01D3/425—Head-, bottom- and feed stream
Description
Esao Eesearoh and Eng* Co1
Beeohreibung
E3S0 RESEARCH AND ENGINEERING COMPANY,
Elizabeth, New Jersey, V.St.A.
Elizabeth, New Jersey, V.St.A.
Verfahren und Vorrichtung
zur kontinuierlichen fraktionierten Destillation.
zur kontinuierlichen fraktionierten Destillation.
diese Anmeldung wird die Priorität vom 16. Februar 1962 aus
der USA-Patentanmeldung Serial No* 175 627 in Anspruch genommen.
Die Erfindung betrifft'" ein Verfahren, und eine Vorrichtung
zum fortlaufenden Überwachen der« pÄSchiökung; einer-JPraktionierkolonne,
um ein Produkt von praktiseh gleJ^h#L*:&>ender Besohaffenheit
zu erhalten. Bei dem VeBf*&e;en "Hind- d-er·· Vorrichtung ge-
■■■'κλ^ ;..-■
mäss der Erfindung wird ein Analogierechner verwendet, um den
Trennpunkt zwischen dem Kopfprodukt und dem Bodenprodukt in der Fraktionierkolonne fortlaufend zu bestimmen und einzuregeln.
Trennpunkt zwischen dem Kopfprodukt und dem Bodenprodukt in der Fraktionierkolonne fortlaufend zu bestimmen und einzuregeln.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur fortlaufenden Überwachung der Menge
derjenigen Bestandteile der Beschickung, die Überkopf abdestilliert werden sollen, und zur Einstellung der Abzugsgesohwindig-
derjenigen Bestandteile der Beschickung, die Überkopf abdestilliert werden sollen, und zur Einstellung der Abzugsgesohwindig-
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keit des Kopf Produktes aus dar fraktionierkolonne, so dass ein
Kopfprodukt von praktisoh gleichbleibender Beschaffenheit gewonnen
wird ·
Xe sind zahlreiche Steuerungssysteme für Iraktionierkolon-
nsn bekannt, die auf die Gewinnung vom Produkten von praktisch
gleiohbleibsnder B@@©lä&ffenheit a"bsi©len. Dies© Steuerungssystem»
sind in ihrer Wirkungsweise j@öo©h dadurch, "begrenzt, dass
Änderungen in der Zuführgeschwindigkeit und bzw» oder der Zusammensetzung
der Beschickung die Betri®Tbskennw©rte der "Fraktionierkolonne
beeinflussen. Dakar führt jocLa ibiderung in einer dieser
.Variablen au einer Abweichung von der gewünschten loriaalbeschaffenheit
des Produktes« Bin Zweok &®v Erfindung ist es? ein einfaches
SisQiicimixgssijBtOT für Fraktioni©rkolonnen vorzuschlagen,
bei dem praktisch keine Änderung das? Sroduktbeschaffenheit auftritt»
selbst wenn die Zusammensetzung und bzw. oder die Zuführgeschwindigkeit
der Beschickung sws fraktionierkolonne sich w©-
sentlich ändert.
Semäss der Erfindung wird ein imalogiereeimer verwendet,
um fortlaufend die Menge derjenigen Bestandteile des Besohickungsstroaea
zu bestimmen, die aus d®r Iraktionierkolonne als Kopfprodukt
abgezogen werden sollen» 25ies© Bestimmung wird dann zur
Biiistellung der Strömungsgeschwindigkeit des Kopfproduktes verwertet.
Mach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden
die Iraktionierungekennwerte der Kolonne durch Anwendung der
Steuerungamethod© mittels dos überfluteten Kühlers praktisch konstant·
gehalten*
Die Steuerungsnethode mittels ä®s überfluteten Kühlers ist
nur auf Iraktionierkolonnen anwendbar, bei denen der übertopf
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abströmend· Dampf vollständig kondensiert wird. Sin auf Druok-ansprechendes Steuerorgan, welches die Rückflussgeschwindigkeit
steuert, dient dazu, den Druck im Praktionierturm auf einer konstanten Höhe su halten.
Das Steuerungssystem mittels des überfluteten Kühlere arbeitet in der folgenden Weiset
Unter normalen Arbeitsbedingungen ist ein zuvor gewählter
Teil der Kondensationsoberflache des Kühlers, der den überkopf
abströmenden Dampf vollständig kondensiert, mit Flüssigkeit bedeokt. Die Geschwindigkeit, mit der der Rüokflues in den oberen
Teil der Kolonne surüokgeführt wird, wird durch den Druok in der
Kolonne bestimmt.
Wenn daher der Druok zunimmt, nimmt auch die Verdampfung in
der Kolonne su. Um den Druok hi.rabzue*t?tn und die erhöhte Dampfmenge in der Kolonne zu kondensieren, wird die Geschwindigkeit,
mit der der Rüokflues in die Kolenne zurückgeführt wird, erhöht.
Diese Erhöhung der Hüokfluesgeeohwindigkeit hat eine weitere
Wirkung. Wenn die Rüokflussgesohwindigkeit steigt, sinkt der
flüssigkeitsspiegel im Kühler, so dass eine grossere Kondensationsoberfläehe freigelegt wird. Diese grossere Kondensationsfläohe steht dann sum Kondensieren einer grösseren Menge des vom
( Kopf der Kolonne abströmenden Dampfes zur Terfügung.
AmAererseits fuhrt eine Abnahme der Menge des in der Kolenne
aufwärts strtaenden Dampfes su einer Abnahme des Druckes in der
Kolonne· US) daher den Druok in 4er Kolonne auf einer zuvor gewählten Höhe su halten, wird die Geschwindigkeit, mit der der
Rüokflues in die Kolonne zurüokgeleitet wird, vermindert. Hierdurch steigt der Flüssigkeitsspiegel im Kühler, und die frei-
809901 / π ς ι τ
liegende Kondeneationsflache wird verkleinert.
Diesee Steuerungesystem korrigiert sich selbst, indem eine
auf ein Ansteigen oder eine Abnahme der Wannezufuhr oder der
Wärmeabführung zurückzuführende Änderung in der Wärmebilanz des Fraktionierturmes durch eine entsprechende Änderung in der Rüekflussgeschwindigkeit
selbsttätig ausgeglichen wird. Auf diese Weise bleibt das Verhältnis von Destillat zu Beschickung unbeeinflusst
von Störungen dir Wärmebilanz des Iraktianierturmes.
Es ist zu beaohten, dass die nächste Wirkung des Konstanthaltens des Druckes in der Kolonne auf einer zuvor gewählten
Höhe darin besteht, dass ein praktisch konstantes inneres Rückflussverhältnis erhalten bleibt.
Das innere Rückflussverhältnis ist das Verhältnis der
Dampfmenge, die zur obersten Stufe der Kolonne strömt, zu der Flüssigkeitsmenge, die von der obersten Stufe der Kolonne abwärts
strömt.
Eine Erhöhung des Druokes in der Kolonne ist daher die Folge entweder einer erhöhten Verdampfung oder einer Verminderung
der Rückflussmenge, die in der Kolonne abwärts strömt. Wenn aber der Druck ansteigt, wird die Strömungsgeschwindigkeit des Rückflusses,
der zum oberen Teil der Kolonne zurückströmt, ebenfalls erhöht. Hierdurch wird die Menge der in der Kolonne abwärts
strömenden Rückflussflüssigkeit erhöht, und daraus folgt ein praktisch konstantes inneres Rückflussverhältnis.
Die Vorteile und die charakteristischen Eigenschaften des
Steuerungssystems mittels des überfluteten Kühlers sind in ihren Einzelheiten in dem Patent ....» (Patentanmeldung E 22 620) be-,
schrieben. .
' ■- 4 8 G 9 9 Q 1 / (1 β 1 7
Wie dem faohmann geläufig ist, hängen die fraktionierung»-
kennwerte einer Kolonne bei einer gegebenen Geschwindigkeit und Zusammensetzung der Beschickung von den inneren Rüekflu·βverhältnis und der Zahl der theoretischen Böden ab.
Die Zahl der theoretischen Böden in einer fraktionierkolonne ist keine Variable, die der Verfahrenssteuerung zugänglich
ist. Diese Variable ist bei einer bestimmten !fraktionierkolonne praktisch festgelegt. '
Wie oben erwähnt, hält das Steuerungssystea mittels de»
überfluteten Kühlers das innere Rückflussverhältnis in der fraktionierkolonne konstant. Wenn daher Zufuhrgeschwindigkeit und
Zusammensetzung der Beschickung sich nicht wesentlich ändern, ist das Steuerungssystem mittels des überfluteten Kühlers imstande, den Besohiokungsstrom durch fraktionierung in der Weise
zu zerlegen, für die die Kolonne geplant ist, so dass die Beschaffenheit des Produktes praktisoh konstant bleibt.
Änderungen in der Zuführgeschwindigkeit und bzw. oder der
Zusammensetzung der Beschickung bedeuten jedoch Änderungen von Variablen, für die das Steuerungssystem mittels des überfluteten
Kühlers keinen Ausgleich schaffen kann. Änderungen dieser Va-, riablen führen daher zu entsprechenden Abweichungen in der Beschaffenheit, des aus der fraktionierkolonne gewonnenen Produktes.
Zweck der Erfindung ist es daher, ein Steuerungesystem vorzuschlagen, welches in Verbindung Bit dem Steuerungssystem
mittels des überfluteten Kühlers angewandt wir* und di» den
Steuerungssystem Bitteis des überfluteten Kühler· innevehnend« j
Begrenzungen beseitigt.
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denäss der Erfindung wird der Besohickungsstrom fortlaufend
analyaitr-fc, üb stint ZuatJiatneetsung festzustellen. Ferner wird
tin Strömunferegietriergerit üblicher Bauart verwendet, um die
Zuführgeschwindigkeit der Besohiokung zur Kolonne festzustellen.
Die·β Werte werdtn dann fortlaufend von einen inalogierechner
analysiert, üb die den Trakt^onierungskennwerten der Kolonne
entapreohende Mengt dta Prtduktte ·« finden, lie als Kopf produkt
aus dtr fraktionierkolonne abgelegen werden muss. Der Analogiereehner dient dazu, dtn Strönungsgtechwindigktitsregler in der
lopfproduktleitung auf die gewünsohte Geschwindigkeit einzustel-ItA. Auf ditse Weis· vtrdtn dit de» Steuerungssystem mittels des
überfluteten lühlers innewohnenden Btgrensungtn behoben.
Zur weiteren Erläuterung dtr Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen.
Pig. 1 ist eint sohtmatisohe Darstellung einer Fraktionierkolonne mit dem Steuerungssystem geaäss der Erfindung.
Fig. 2 ist eine sohematisohe Darstellung des in dem
Steuerungssystem gtaäss der Erfindung verwendeten Analogierechners .
Die Fraktionierkolonne 1 in Fig. 1 ist mit an sich bekannten Vorrichtungen für den Kontakt zwischen Flüssigkeit und Dampf
ausgestattet* Beispiele hierfür sind die bekannten Fraktionierböden oder Füllkörper.
Die durch die Zufuhrleitung 2 der Fraktionierkolonne 1 zugeführtt Beschickung ist ein Gemisoh aus Mehreren Bestandteilen,
weltiiee i» 4er ieltnne 1 in einen al· Ktpfprodukt abgezogenen
niedrigsiedemden Stree und einen ale Bedenprodukt abgezogenen
.*" b " BAD ORIGINAL
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höhersiedenden Strom fraktioniert wird. Der Besohiokungastrom'
in der Leitung 2 ist flüssig, dampfförmig oder ein Gemisch aus
Flüssigkeit und Danpf. Die Strömungsgeschwindigkeit der Besohickung in der Leitung 2 wird duroh den Strömungsgesohwindigkeitsregler 3 gesteuert, der das Tentil 4 einstellt. Auf diese
Weise kann die Strömungsgeschwindigkeit des Beschickungsstromes praktisch konstant gehalten werden. Ee treten jedoch Abweiohungen im Bereich der Fehlergrenzen des Strömungsgesohwindigkeitsreglers 3 auf. Der Strömungsregler 3 und das Tentil 4 sind an M sioh bekannte Steuerungsvorrichtungen und können aus beliebigen Ausrüstungsteilen bekannter Bauart bestehen, die diese Aufgaben erfüllen. Tom Kopf der Kolenne 1 wird durch Leitung 5 ein Dampfstrom abgezogen. Der obere !Teil der Fraktionierkolonne 1 steht
über die Leitung 5 mit dem Kühler 6 in Verbindung. Der Kühler 6 kann von bekannter Bauart sein, und zwar entweder ein Mantel-
und Rohrkühler, in welohem eine flüssigkeit durch die Rohre geleitet wird, um den Dampfstrom der Leitung 5 zu kondensieren,
oder ein Luftrippenkühler, in welohem der Dampfstrom aus der Leitung "5 duroh die Rohre geleitet wird und Luft um die äussere
Ronroberfläohe al« Kühlmittel zirkuliert.
in der Leitung 2 ist flüssig, dampfförmig oder ein Gemisch aus
Flüssigkeit und Danpf. Die Strömungsgeschwindigkeit der Besohickung in der Leitung 2 wird duroh den Strömungsgesohwindigkeitsregler 3 gesteuert, der das Tentil 4 einstellt. Auf diese
Weise kann die Strömungsgeschwindigkeit des Beschickungsstromes praktisch konstant gehalten werden. Ee treten jedoch Abweiohungen im Bereich der Fehlergrenzen des Strömungsgesohwindigkeitsreglers 3 auf. Der Strömungsregler 3 und das Tentil 4 sind an M sioh bekannte Steuerungsvorrichtungen und können aus beliebigen Ausrüstungsteilen bekannter Bauart bestehen, die diese Aufgaben erfüllen. Tom Kopf der Kolenne 1 wird durch Leitung 5 ein Dampfstrom abgezogen. Der obere !Teil der Fraktionierkolonne 1 steht
über die Leitung 5 mit dem Kühler 6 in Verbindung. Der Kühler 6 kann von bekannter Bauart sein, und zwar entweder ein Mantel-
und Rohrkühler, in welohem eine flüssigkeit durch die Rohre geleitet wird, um den Dampfstrom der Leitung 5 zu kondensieren,
oder ein Luftrippenkühler, in welohem der Dampfstrom aus der Leitung "5 duroh die Rohre geleitet wird und Luft um die äussere
Ronroberfläohe al« Kühlmittel zirkuliert.
Geaäsβ Fig. 1 strömt ein Kühlmittel, wie Wasser, duroh Leitung
8 in den Kühler 6 ein und duroh Leitung 9 ab. Der Strömungsgesohwindigkeitsregler
10 betätigt das Tentil 11, welches die
Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels in der Leitung 8 steuert. Das aus dem Kühler 6 abströmende Kondensat tritt durch die Leitung 7 aus. Ein Teil dieses Kondensats strömt aus der Leitung 7.durch Leitung 12 und Tentil 13 in die Kolonne 1 als Rückfluss
Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels in der Leitung 8 steuert. Das aus dem Kühler 6 abströmende Kondensat tritt durch die Leitung 7 aus. Ein Teil dieses Kondensats strömt aus der Leitung 7.durch Leitung 12 und Tentil 13 in die Kolonne 1 als Rückfluss
- 7 - BAD
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zurück. Das auf Druck ansprechende Steuerorgan 14 steuert die Strömungsgeschwindigkeit des !Rückflusses in der Leitung .12 durch
Einstellung des Ventils 13. Das Kopfprodukt in der leitung 15
strömt durch das Ventil 16 und kann auf beliebige Weise verwendet werden. Die Strömungsgeschwindigkeit des Kopfproduktes in
der Leitung 15 wird durch den Strömungsgesohwindigkeitsregler gesteuert, der das Ventil 16 betätigt.
Das Bodenprodukt wird durch Leitung 18 vom unteren Teil der
Kolonne 1 mit einer Geschwindigkeit abgezogen, die durch den Flüssigkeitsstandregler
19 gesteuert wird. Der Flüssigkeitsstandregler 19 betätigt das Ventil 20 so, dass der Flüssigkeitsspiegel
im Boden der Kolonne 1 konstant bleibt.
Wärme wird der Kolonne 1 durch den Verdampfer 21 zugeführt. Der Verdampfer 21 kann entweder ein Wärmesiphon oder ein Verdampfer
sein, der eine Pumpe benötigt, um Flüssigkeit aus dem unteren Teil der Kolonne 1 abzuziehen. Die Flüssigkeit strömt vom
unteren Teil der Kolonne 1 durch Leitung 22 zum Verdampfer 21,
wo sie erhitzt und teilweise oder vollständig verdampft wird, worauf sie durch Leitung 23 in die Kolonne 1 zurückströmt► Die
Wärmezufuhr wird durch den Strömungsgeschwindigkeitsregler 24
gesteuert, der das Ventil 25 betätigt. Ein Heizmittel, wie Wasserdampf, strömt durch Leitung 26 und Ventil 25 in den Verdampfer
2t und durch Leitung 27 aus demselben aus.
Eine Probe des Beschickungsstromes wird aus der Leitung 2 durch Leitung 28 abgezogen und der Analysiervorrichtung 29 zugeführt.
Das Analysiergerät 29 ist ein kontinuierliches Analysiergerät bekannter Bauart oder kann auch ein äusserst schnell und ·
— 8 —
diskontinuierlich arbeitendes Analysiergerät sein, Beispiele
für derartige Analyeiergeräte sind solche, die auf arund des
Ultrarotspektrums, des Ultraviolettspektruee, der Brechung8zahl,
der ohroaatographiSehen Analyse, der Dielektrizitätskonstante
oder auf Grund anderer bekannter Analysenoethodtn arbeiten.
.Naoh der bevorzugten Ausführungsfora der Erfindung wird ein
ohromatographisohes Analysiergerät verwendet. Die Analysiervor-
I / j
richtung 29 bestimmt die Zusammensetzung des Besohiokungsstrones
in der Leitung 2. Das in dem Analysiergerät 29 erzeugte elektri- ' *
sehe oder pneumatisohe Signal wird dem Analogierechner 30 über- '
mittelt. Ein elektrisches oder pneumatisches Signal, welches
die Strömungsgeschwindigkeit des Besohickungsstromt· in der Lei- I
tung 2 darstellt, wird von dem Strömungsgesohwindigkeitsregler 3
zu dem Analogierechner 30 übertragen. Der Analogierechner 30, der nachstehend anhand von Pig. 2 näher beschrieben wird, berechnet
fortlaufend die Menge an Kopfprodukt, die durch Leitung 15 abgezogen werden muse, und übermittelt ein elektrisches oder
pneumatisches Signal an den Strömungsgesohwindigkeitsregler 17,
der seinerseits das Ventil 16 betätigt, um die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit
des KopfProduktes in der Leitung 15 zu erhalten. Auf diese Weise wird der Analogiereohner 30 dazu verwendet,
den Strömungsregler 17 auf die gewünschte Abzugsgesohwindigkeit des KopfProduktes in der Leitung 15 einzustellen.
Fig. 2 erläutert eine Ausführungsform des bei dem erfindungsgemässen
Steuerungssystem verwendeten Analogiereohners. Das Analysiergerät 29 übermittelt dem Multiplikator 30A ein elektrisches
oder pneumatisches Signal, welches die Zusammensetsung
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40 U44335
des Beeohiokungastromes in der Leitung 2 darstellt. Die Aufgabe
des Multiplikator· 3OA besteht darin, den Bruchteil des Beschikkungaetroin··
au finden, der als Kopfprodukt duroh Leitung 15 abgezogen
werden muse·
' Der "R»-faktorwähler 30B teilt dem Multiplikator 30A einen
Faktor alt, der den geplanten Fraktioni®rkennwerten der Kolonne
enteprioht. Ber "R"-Paktor ist eine für jede bestimmte Fraktionlerkolonne
feststehende Funktion« Bei der Beschreibung des HRW-Faktora ist die leichte Sehlüeselkomponente die schwerste
Komponente de· Beeehiokungastroo·«., die Überkopf abdestilliert
werden soll« Die schwer· Sohlüsselkomponente 1st die leichteste
Komponente des Beaohiokungaatromes, die mit dem Bodenprodukt abgezogen
werden soll. Ss let zu beachten, dass immer eine gewisse
Menge der schweren Schlusselkomponente in dem Kopfprodukt und
eine gewisse Menge der leichten Sohlüsselkomponente in dem Bodenprodukt
auftritt. Die· ist ai&f die unvollkommene Fraktionierung
zurückzuführen. Bine Fraktionierkolonne ist für eine gegebene Zahl von theoretischen Böden geplant und soll bei einem gegebenen
inneren Rtiokflussverhältnis arbeiten. Diese beiden Faktoren
bestimmen die Fraktionierungskennwerte jeder Kolonne. Die Fraktionierkolonne ist so geplant, dass bei einer gegebenen Anzahl
von theoretischen Böden und einem gegebenen inneren Rückflussverhältnie
eine bestimmte Menge der schweren Sohlüsselkomponente in dem Kopfprodukt auftritt. Diese Menge ist im allgemeinen die
Höohstmenge an der schweren Schlüsselkomponente, die in dem
Kopffcrodukt zulässig ist, wenn die gewünschte Beschaffenheit des
Produktes erzielt werden aoll. Abweichungen von diesem Planfall,
- tO - SAD
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die ssu einer Erhöhung der Menge der aohweren 8chlüseelkoaponente
in den Kopfprodukt führen, führen auoh au einer Verschlechterung
der Beschaffenheit des Produktes. Wenn andererseits ein geringerer als der der Planung entsprechende Bruohteil der eohweren
Sohlüsselkomponenta in dem Kopfprodukt enthalten ist, so geht
dies Hand in Hand ait einer unnötigen Verminderung in der Menge an Kopfprodukt, la ist daher wünschenswert, in Hinsicht auf die
Fraktionierkannwerte der Kolonne die Zusaamensetaung des Kopfproduktes so konstant wie möglich au halten. Λ
Der nRK-Faktor beruht auf dem Bruohteil des geplanten Besohiokungsstreaea» der als Kopfprodukt abgezogen wird. !toter dem
geplanten Baaohiokungsstrom ist der Beaohiokungsstrom zu rerstehen, für dessen Verarbeitung die fraktionierkolonne geplant
ist. "R" kann als das Verhältnis der Summe aus dem Bruchteil der deichten Sohlüsselkomponente in dem geplanten Beachiokungastrom,
der Überkopf abdestilliert werden soll» und dem Bruohteil der
Sohlileeelsohweren/Komponente in dem geplanten Besohickungsetrom, der
Überkopf abdestilliert werden soll, au dem Bruchteil der leiohten Sohlüsselkomponente in dem geplanten Beeohiokungsstroa ausgedrückt werden. Hiamt aan a.B. an, dass der Bruohteil der leichten Sohlüseelkoapenente in dea geplanten Beschiokungsstroa 0,5
» beträgt, dass ferner der Bruohteil der leichten Schlüsselkomponente in dea geplanten Besohiokungsstrom, der Überkopf abdestilliert werden soll, 0,45 beträgt, und dass der Bruchteil der ■
schweren Sohltisselkoaponente, der in dem geplanten fall Überkopf
abdestilliert werden soll, 0,05 beträgt, dann ist "R" « I1O. Im
allgemeinen liegt der Wert von ttRtt für die meisten Fraktionier-
_ 11 _ BAO
flflQQn 1 /HR19
kolonnen im Bereich von 0,9 "bis 1,1.
Der Multiplikator 3OA (Fig. 2) multipliziert den "R«-Faktor
mit dem Bruchteil des Beschickungsstromes, der leichter als die
schwere Schlüsselkomponente ist. Dieses Signal, welches denjenigen
Bruchteil des Beschickungsstromes darstellt, der als Kopfprodukt abdestilliert werden soll, wird dem Quadratbildner 300
übermittelt. Der Quadrafbildner 300 gibt daher ein Signal aus, welches dem Quadrat des Bruchteils des Beschickungsstromes in
der leitung.2 entspricht, der in der Kopfproduktleitung 15 abgezogen
werden soll. Dieses Signal wird zu dem Multiplikator 3OD übermittelt. Der Multiplikator 3OD empfängt ausserdem ein Signal
von dem Strömungsgeschwindigkeitsregler 3. Der Strömungsgeschwindigkeitsregler 3 erzeugt ein Signal, welches eine Funktion
des Quadrates der Strömungsgeschwindigkeit des Beschickungsstromes in der Leitung 2 ist. In dem Multiplikator 3ÖD wird daher
ein Signal erhalten, welches dem Produkt aus dem Quadrat der Zufuhrgeschwindigkeit
der Beschickung und dem Quadrat des Bruchteiles des Beschickungsstromes entspricht, der als Kopfprodukt
in der Leitung 15 abgezogen werden soll. Dieses Signal wird dem dynamischen Kompensator 3OE übermittelt, der das Signal seinerseits
zu dem Strömungsgeschwindigkeitsregler 17 weiterleitet, welcher das Ventil 16 einstellt. Der dynamische Kompensator
bringt eine Korrektur für die dynamischen Verzögerungen an, die in jedem grossen Fraktion!erturm: auftreten. Er dient dazu, die
dem Strömungsregler 17 übermittelten Signale so zu planen, dass sie in der richtigen Phasenbeziehung zu der Störung der einströmenden
Beschickung stehen. Daher hat die korrigierende Wirkung '
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nioht nur die richtige Grosse, sondern sie wird auch, zu dem
richtigem Zeitpunkt angebracht, um die Beschaffenheit des Kopfproduktes
so konstant wie möglioh zu halten. Zur Einstellung des StröiBungsgeschwindigkeitsreglers 17 wird eine quadratische Punktion
verwendet, weil Strömungsgeschwindigkeitsregler üblicher Bauart auf Grund einer Signaldifferenz arbeiten. Das bedeutet,
Strömungsgeschwindigkeitsregler "üblicher Bauart bedienen sioh
einer Druckdifferenz, um die Strömungsgeschwindigkeit zu messen. Wie der Fachmann weiss, ist diese Druckdifferenz eine Funktion
des Quadrates der Strömungsgeschwindigkeit. Aus Zweckmässigkeitsgrtinden
wird daher der Strömungsgeschwindigkeitsregler 17 auf Grund einer quadratischen Funktion eingestellt. Es liegt jedoch
auch im Rahmen der Erfindung, eine lineare Funktion zur Einstellung
des Strömungsgeschwindigkeitsreglers 17 zu verwenden, wobei man sich eines an sich bekannten Anpassers bedient, um die Wirkung
in die quadratische Funktion umzuwandeln, die dann unmittelbar von dem Strömungsgeschwindigkeitsregler 17' verwertet werden
kann.
Der Multiplikator 3OA ist ein im Handel erhältliches Gerät, z.B. "Föxboro Type 46S-8-42».
Der 11R"-Faktorwähler 30B ist ebenfalls ein im Handel erhältliches
Gerät., z.B. "Foxboro model 514F".
Der Quadratbildner 300 ist im Handel unter der Bezeichnung
"Foxboro Type 46S-11-42" erhältlich.
Der dynamische Kompensator ist ein Spezialgerät, welches
von der Foxboro Company für diese Art der Steuerung entworfen und gebaut wird.
Im Rahmen der Erfindung liegen viele weitere Abänderungen.
- 13 -
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Claims (3)
1. Vorrichtung sram kontinuierlichen Zerlegen eines flüssigen
uenlsches aue Mindestens zwei Bestandteilen in zwei Ströiae von
verschiedenen Siedepunkten, gekennzeichnet dux*ch eine l'raktionierkolonne
(1), tin· Leitung (2) zum Zuführen dea flüaaigen Gemisches
su der Kolonne, eine Einrichtung (21) zur Wärmezufuhr zu
der Kolonne, eine Leitung (13) sum Abziehen des Bodenprociuktea
von der Kolonne, einen Kühler (6), eine Leitung (5) zum überfuhren
von Dampf von oberen Teil der Kolonne (1) zum Kühler (6),
eine Leitung (15) sub Abziehen von !flüssigkeit aus dea fühler (G)
als Kopfprodukt, eine Leitung (12) aur Rückführung von Flüasigkeit
aus dem Kühler (6) in die Kolonne (1) als Rückfluss, eLi
auf den Brück in der Kolonne ansprechendes Jteuerorgan (H; -or.)
Steuern der liückflusegeechwindigkeit, eine Leitung (23) zur ^z-Q-benahse
aue dea flüssigen Gemisch vor dessen Einführung k die
Kolonne, ein Gerät (29) sua Analysieren der abgezogenen Probe zwecks Be»tim»ung des Zerlegungspunktee des flüssigen ü-euisolioa
in der Kolonne, ein 3erät (3) aus Hessen der Ströaung3geschwiiidigkeit
de« flüeaigen Geaieches zur Kolonne und ein auf das Ana,-lyftiergerttt
(29) und da« Gerät (3) zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit
ansprechende« Gerät (30) zum festlegen der 3trö-
-U-
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Hungere s chwindigkeit des Kopfproduktes in über eins timmung mit
einer zuvor gewählten Beziehung für die Einstellung der Strönunßsceschwindigkelt dee KopfProduktes.
2. Vorrichtung nach Anspruch. 1, gekennzeichnet durch «in· Fraktionierkolonne (1), einen Einlass (2) für ein flüsslgkeitsg·-
Bisch., ein Heizsystem (21) für die Kolonne, einen Auslas» (18)
für das Bodenprodukty einen Kühler (6), einen Dampf auslass (5)«
einen Kondensataaelass (15)t eine Büokflussleitung (12), ein
RUckfluseeteuerorgan (14)· einen Probenahmtauelass (28), ei»
Analysiergsrät (29), ein Messgerät (3) für die Strttmungsgeschwindigkeit der Beschickung und einen Strömungsgeschwindigkeit β regler und Kopfproduktregier (30).
3. T'ontinuierliches Verfahren zur fraktionierten BcBtillation,
bei dem ein aus mehreren Komponenten bestehendes Gemisch In eine
..lodrlßer eiedende und eine höhersledende Fraktion «erlegt wird,
indon dp.a ßenlnch einer Praktionierzone zugeleitet, die hchersiedende Fraktion aus dem unteren Teil der Zone abgezogen, dem
unteren Teil der Zone Wärme zugeführt, ein Dampfstrom tobi oberen
'."#»11 der Sono abgezogen, der Dampf strom kondensiert, ein Teil
des Kondoneatstromes zum oberen Teil der Zone als Rückfluss zurückneleitet und ein Teil des Kondensatstroaes als niedriger
siedende Fraktion abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass man den Druck in der Zone auf einer EUTor gewählten Höhe hHlt,
inden nan bei abnehmenden Druck die Rückflussgeechwindigkelt erhöht und bei zunehmenden Druck die ■Rtiekflusegeschwindigkeit vermindert, fortlaufend die Strömungsgeschwindigkeit der niedriger
_ 15 - BAD ORIGINAL
80990 1/06 17
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DE1444335A1 true DE1444335A1 (de) | 1969-01-02 |
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Family Applications (1)
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