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Verfahren und Vorrichtung zur Regelung einer kontinuierlichen Destillation
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der kontinuierlichen Destillation eines veränderlichen Stromes eines zulaufenden Gemisches bei höherem als Atmosphärendruck in einer Destillationskolonne, wobei mit Kondensator und Rückfluss im Kopfteil und Wiederverdampfung im Sumpfteil gearbeitet wird. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren kann der Zulauf in wechselnden Mengen erfolgen, bleibt aber auch dann unabhängig von den Bedingungen in dem erfindungsgemässen Destillationsverfahren.
Bei der Regelung eines kontinuierlichen Destillationsprozesses wird angestrebt, bestimmte Grössen
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geregelte Bedingungen" bezeichneten Grössen sind das Flüssigkeitsniveau im Sammelbehälter, das Flüssigkeitsniveau im Sumpf, die Qualität des Kopfproduktes und die Qualität des Sumpfproduktes. Unter Konstanthaltung ist das Halten zwischen bestimmten Grenzen für das Flüssigkeitsniveau bzw. für die Qualität (Reinheitsgrad) des betreffenden Produktes zu verstehen.
Für die Regelung eines kontinuierlichen Destillationsvorganges stehen im allgemeinen verschie-
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"korrigierende Zustandsgrössen",Rückflussmenge, Wärmemenge für die Wiederverdampfung, Kopfablaufstrom (Kopfproduktstrom), Sumpf- ablaufstrom (Sumpfproduktstrom), Ausmass der Kühlung im Kondensator und gegebenenfalls Ausmass der
Vorwärmung des Zulaufes.
Nach den zum Stand der Technik angewendeten Methoden ist es üblich, von den genannten korri- gierenden Zustandsgrössen die ersten fünf oder alle sechs zu regeln, d. h. unter dem Einfluss von Reglern und von diesen abgegebenen Signalen nach den in der Regelungstechnik gebräuchlichen Vorgängen ständig zu verändern, also den schwankenden Betriebsbedingungen laufend anzupassen, mit dem Ziel, die Konstanthaltung der vier eingangs genannten Regelgrössen zu bewirken. Für die Regelung der fünften Korrektionsgrösse, des Ausmasses der Kühlung im Kondensator, wird dabei der in der Kolonne herrschende Betriebsdruck herangezogen, der bekanntlich weitgehenden Schwankungen unterliegt und demgemäss entsprechende Änderungen des Ausmasses der Kühlung für den Kondensator und damit der jeweils erforderlichen Kühlmittelmenge bedingt.
Es findet also eine bewusste Regelung, d. h. eine ständige Anpassung bzw. Änderung dieser korrigierenden Zustandsgrösse statt.
Dem erfindungsgemäss vorgeschlagenen Regelungsverfahren liegt nun die Lehre zugrunde, an Stelle der bekannten Regelungsmethode, bei der mindestens fünf korrigierende Zustandsgrössen sandig geregelt werden müssen, so zu arbeiten, dass man die Regelung auf die ersten vier dieser Korrektionsgrössen beschränkt, das Ausmass der Kühlung (die fünfte Zustandsgrösse) dagegen praktisch nicht regelt. Dies wird im Prinzip dadurch bewirkt, dass man das die Zufuhr des Kühlmediums zum Kondensator beherrschende Ventil möglichst weit geöffnet hält und nur dann, wenn der Kolonnendruck unter den für die verwendete Kolonne jeweils festgelegten Mindestdruck absinkt, teilweise schliesst, um den Mindestdruck wieder herzustellen.
Dabei wird dafür gesorgt, dass der Kolonnendruck zwischen dem angeführten Mindestdruck
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und einem für jede Kolonne gegebenen, konstruktionsbedingten Höchstdruck, also zwischen zwei weit- gespannten Sicherheitsgrenzen, frei schwanken, d. h. sich selbst einstellen kann.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist somit dadurch gekennzeichnet, dass man als korrigierende
Zustandsgrössen die Rückflussmenge, die für das Ausmass der Wiederverdampfung notwendige Wärme- menge, den Kopfproduktstrom und den Sumpfproduktstrom in an sich bekannter Weise regelt und zum
Zwecke möglichst geringer Wärmezufuhr den Kolonnendruck zwischen der oberen und unteren für die
Anlage geltenden Sicherheitsgrenze sich frei einstellen lässt, wobei man die der Kühlung des Kopf- stromes dienende Kühlkapazität möglichst voll ausnutzt und die Kühlung nur dann einschränkt, wenn der
Kolonnendruck die untere Sijherheitsgrenze erreicht.
Bei der Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird also das die Zufuhr des Kühlmediums zum
Kondensator regulierende Ventil soweit als möglich offen gehalten, u. zw. zumindest soweit, als es sich mit dem für die Kolonne festgelegten zulässigen Mindestdruck verträgt. Im allgemeinen liegt dieser
Wert gerade oberhalb des Atmosphärendruckes. Eine Einschränkung der Kühlung ist nur dann erforderlich, wenn der Druck die untere Sicherheitsgrenze erreicht. Der Kolonnendruck kann sich daher beim erfin- dungsgemässen Verfahren im Gegensatz zu den bekannten Regelungsverfahren von Destillations- bzw.
Rektifizieranlagen innerhalb weiter Grenzen, die durch die Betriebssicherheit der Kolonne bedingt sind, frei einstellen. Gemäss der Einstellung auf möglichst volle Ausnutzung der Kopfstrom- Kühlkapazität der Anlage stellt sich ein relativ geringer Druck ein, dem wieder eine relativ grosse Flüchtigkeit der zu trennenden Komponenten und damit eine relativ geringe Wärmezufuhr entspricht. Da die Trennwirkung bei relativ niederem Druck besser ist, wird hiebei auch ein besonders guter Trenngrad erreicht.
Mittels des erfindungsgemässen Regelverfahrens stellt sich der Druck automatisch auf den niedrigsten
Wert ein, bei welchem der Destillationsvorgang, wenn man den tatsächlichen Wert des Zulaufstromes in Betracht, zieht, noch in gewünschter Weise vor sich geht. Dies führt zu einer beträchtlichen Vermin- derung der variablen Betriebskosten. Denn wenn die durch die Destillation zu trennenden Komponenten, wie dies in der Praxis oft der Fall ist, bei abnehmendem Druck zunehmende relative Flüchtigkeit besitzen, dann ist, wenn der Druck niedriger wird, weniger Rückfluss und Dampfströmung zur Erreichung der gewünschten Auftrennung erforderlich. Infolgedessen muss zur Erzielung der gewünschten Trennung weniger Wärme von dem Aufkocher zu dem Kondensator übertragen werden.
Das wird erreicht, indem man dem Aufkocher weniger Wärme zuführt, wodurch man eine Senkung der Betriebskosten erzielt.
Die Wirtschaftlichkeit des Destillationsverfahrens gewinnt im allgemeinen weniger von der Einstellung der Vorwärmung für den Zulauf, als davon, dass man den Druck sich frei einstellen lässt. Wünscht man auch den Einfluss der Vorwärmung voll auszunutzen, dann muss man die Kosten derselben in Betracht ziehen und feststellen, ob die Vorwärmung des Zulaufes durch eine verhältnismässig kostspielige oder verhältnismässig billige Wärmequelle, im Vergleich zu der für die Wiederverdampfung verwendeten, erfolgt. Bei diesem Vergleich muss man auch den Unterschied in der Wirkung zwischen der dem Kolonnenboden und der dem Zulauf zugeführten Wärme unterscheiden. Man kann sagen, dass die Wirkung annähernd der Höhe der Kolonne oberhalb des Ortes der Wärmezufuhr proportional ist.
Wird beispielsweise der Zulauf in halber Höhe der Kolonne eingeführt, dann ist die Wirkung der für die Vorwärmung des Zulaufes verwendeten Wärme ungefähr halb so gross wie die Wirkung derselben Wärmemenge, wenn sie zur Wiederverdampfung verwendet wird. Wird z. B. die Wärme für den Zulauf und für die Wiederverdampfung durch dieselbe Wärmequelle geliefert, dann ist in diesem Beispiel die Wärme für das Vorwärmen verhältnismässig kostspielig (nämlich ungefähr doppelt so teuer), weshalb es in diesem Falle günstiger ist, von der Erwärmung des Zulaufes abzusehen und die ganze Wärme bei der Wiederverdampfung einzusetzen.
Will man auch in bezug auf die Vorwärmung möglichst wirtschaftlich destillieren, dann darf man für die Vorerhitzung des Zulaufes nur verhältnismässig billige Wärmequellen, z. B. billige Abfallwärme und diese so vollständig als möglich, also ohne Regelung, für die Vorwärmung verwenden.
Einen Druckabfall unter den für die Kolonne festgesetzten minimal zulässigen Wert vermeidet man zweckmässig dadurch, dass man den Druck in der Kolonne misst und ein entsprechendes Signal einem Regler zuleitet, der auf das die Zufuhr des Kühlmediums in den Kühler regelnde Ventil derart wirkt, dass die Kühlung abnimmt, wenn der gemessene Druck unter den minimal zulässigen Wert abfällt.
Ein Druckanstieg in der Kolonne über den für die Kolonne festgesetzten, maximal zulässigen Wert wird beispielsweise so verhütet, dass man den Druck in der Kolonne misst und ein entsprechendes Signal einem Regler zuleitet, der das Ausmass der Wiederverdampfung erniedrigt, wenn der gemessene Druck über den maximal zulässigen Wert ansteigt.
Durch das erfindungsgemässe Regelverfahren werden zwar die Druckwerte nicht so geregelt, dass sie
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einen vorbestimmten Wert annehmen müssen, jedoch ist es möglich und oft auch erwünscht, rasche Druckschwankungen in der Kolonne hintanzuhalten. Zu diesem Zwecke wird gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass man zur Vermeidung von in der Kolonne auftretenden plötzlichen Druckänderungen ein solchen Änderungen entsprechendes Signal der das Ausmass der Wiederverdampfung beherrschenden Einrichtung zuleitet, wobei man bei einem plötzlichen Anstieg des Kolonnendruckes die Einrichtung im Sinne einer Herabsetzung des Ausmasses der Wiederverdampfung betätigt und umgekehrt, ohne dass dabei der Kolonnendruck selbst auf einen bestimmten konstanten Wert eingeregelt wird.
Die Hintanhaltung plötzlicher Druckschwankungen kann auch mittels eines Reglers erreicht werden, dessen Ausgangssignal das Regelventil für die Kondensatorkühlung einstellt. Diese Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, bei welchem das das Ausmass der Zufuhr des Kühlmittels zum Kondensator beherrschende Ventil normalerweise nahezu vollständig, aber höchstens soweit offengehalten wird, als dies mit dem für die jeweilige Kolonne festgelegten Mindestwert des Kolonnendruckes vereinbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass man zur Vermeidung von in der Kolonne auftretenden plötzlichen Druckänderungen ein solchen Änderungen entsprechendes Signal dem die Zufuhr des Kühlmittels zum Kondensator beherrschenden Ventil zuleitet, wobei man bei einer plötzlichen Abnahme des Kolonnendruckes das Ventil in schliessender Richtung betätigt und umgekehrt,
ohne dass der Kolonnendruck selbst auf einen bestimmten konstanten Wert eingeregelt wird. Es wird also nur durch eine rasche Druckänderung eine vorübergehend abweichende Stellung des Regelventils verursacht, die dann der
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Man kann auch einen Regler anwenden, dessen Ausgangssignal das Regelventil für die Kondensationskühlung steuert und hier in der Leitung für den kondensierten Dampf zwischen Kondensator und Sammelbehälter angeordnet ist. Diesem Regler wird der gemessene Druckwert aus der Kolonne zugeleitet. Der Sollwert dieses Reglers hängt über einen Niveaustandmesser und einen Regler von dem Niveau des Kondensats im Kondensator ab. Der Sollwert des Niveaustandmessers entspricht einem fast minimalen Wert des Kondensatniveaus in dem Kondensator.
Ein niedriges Kondensatniveau in dem Kondensator bedeutet eine fast maximale Kapazität des Kondensators und dies begünstigt das Erreichen niedrigen Druckes. Ein Druckanstieg wird dann durch Veränderung des Kondensatniveaus in dem Kondensator hint- angehalten.
Zur Hintanhaltung plötzlicher Druckschwankungen kann man sich auch einer Messvorrichtung bedienen, die ein Signal entsprechend den verhältnismässig raschen Druckschwankungen in der Kolonne liefert. Der Regler, dessen Ausgangssignal das Ausmass der Wiederverdampfung steuert, erhält nun das Signal aus dieser Messvorrichtung und ein von der Qualität der Auftrennung abhängiges Signal.
Wird ein Regler verwendet, dessen Ausgangssignal das Regelventil für die Kondensatorkühlung steuert, dann muss diesem Regler das Signal von der erwähnten Messvorrichtung für Druckschwankungen und ein feststehendes Signal zugeleitet werden, dessen Wert dem Wert des Ausgangssignals entspricht, bei dem das Regelventil fast vollständig geöffnet ist.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht der erfindungsgemässen Regeleinrichtung einer Destillationskolonne 1, die bei Überdruck arbeitet. Der Zulauf wird kontinuierlich durch eine Rohrleitung 2 eingeführt, das Kopfprodukt in der Dampfphase über eine Rohrleitung 3 und das flüssige Sumpfprodukt über eine Rohrleitung 4 abgeleitet.
2a und 2b sind Wärmeaustauscher. Wenn eine im Vergleiche zu der für die Wiederverdampfung verwendeten relativ billige, für das Vorwärmen des Zulaufes geeignete Wärmequelle vorhanden ist, dann werden die Wärmeaustauscher 2a und 2b voll benutzt. Ist jedoch die Wärmequelle verhältnismässig kostspielig, dann werden die Wärmeaustauscher nicht benutzt.
Das Kopfprodukt in der Dampfphase wird in einem Kondensator 5 kondensiert, das Kondensat fliesst in einen Sammelbehälter 6. Ein Teil des Kondensats wird als Rückfluss über Rohrleitung 7 dem Kolonnenkopf 1 zugeführt. Das flüssige Kopfprodukt wird über eine Rohrleitung 8 abgezogen. Dieses Produkt und der Sumpfablauf können weiter (z. B. durch Destillation, Extraktion oder chemische Behandlung) behandelt oder, gegebenenfalls nach weiterer Abkühlung, gelagert oder zum Versand gebracht werden.
Die Wiederverdampfung wird durchgeführt, indem man einen Strom der Sumpfflüssigkeit über eine Rohrleitung 9 zu einem Aufkocher (z. B. einem Wärmeaustauscher) 10 leitet und nach dem Erwärmen über eine Rohrleitung 11 zur Kolonne 1 zurückführt. Die beschriebene Art der Wiederverdampfung ist kein Merkmal der Erfindung ; die Wiederverdampfung kann auch auf andere Weise er-
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folgen, z. B. mittels einer Heizschlange im Kolonnenboden.
Bei der Regelung eines Verfahrens, im vorliegenden Falle des Destillationsprozesses, wird, wie bereits erwähnt, zwischen geregelten Zustandsgrössen und korrigierenden Zustandsgrössen unterschieden.
Die geregelten Zustandsgrössen werden so geregelt, dass im allgemeinen der Unterschied zwischen dem gemessenen Istwert der Zustandsgrösse und dem Sollwert dieser Zustandsgrösse (d. i. jener Wert der geregelten Zustandsgrösse, auf welchen der Regler eingestellt ist) vermindert wird. Das erreicht man durch Einstellung (Veränderung) der korrigierenden Zustandsgrössen des Verfahrens.
Im vorliegenden Falle sind die Rückflussmenge, das Ausmass der Wiederverdampfung, der Kopfproduktstrom, der Sumpfproduktstrom, die Kühlintensität im Kondensator und gegebenenfalls das Ausmass der Vorverdampfung des Zulaufes als korrigierende Zustandsgrössen geeignet. Das Verfahren wird als Destillation aufgefasst, bei welcher die Zulaufgeschwindigkeit unabhängig variieren kann. Mit andern Worten, die Destillation sollte unabhängig von der Zulaufmenge einwandfrei funktionieren. Ein solches Verfahren ist oft, insbesondere in Ölraffinerien, anzutreffen, nämlich dann, wenn der zu destillierende Zulauf aus einem andern Teil der Raffinerie stammt und Lagertanks für diesen Zulauf nicht vorhanden oder nicht verwendbar sind. Jedoch kann der Zulaufstrom auf einen konstanten oder weitgehend konstanten Wert eingeregelt werden, z. B. wenn Lagertanks vorhanden sind.
Das ändert natürlich nichts daran, dass die Menge des Zulaufes in jedem Augenblick gemessen werden kann. Man kann auch diesen Istwert zur Regelung anderer Zustandsgrössen (anderer als der Zulaufmenge) benutzen, also eine Verhältnisregelung anwenden.
Von den erwähnten korrigierenden Zustandsgrössen werden vier, nämlich der Rückfluss, die Wiederverdampfung und die Kopf- und Sumpfproduktströme in Abhängigkeit von folgenden vier geregelten
Zustandsgrössen eingestellt : Der Qualität des Kopfproduktes, der Qualität des Sumpfproduktes, demFlüs- sigkeitszustand im Sammelgefäss und im Sumpf. Diese Einstellung kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden. In der schematischen Darstellung von Fig. 1 wird der Kopfproduktstrom mittels eines regelbaren Ventils 12 in der Rohrleitung 8 eingestellt und dieses Ventil erhält ein regelndes Signal vom Regler 13. Im Regler 13 wird der gemessene Istwert des Flüssigkeitsniveaus vom Niveaustandmesser 14 mit dem Wert dieses Niveaus, auf welchen der Regler eingestellt ist, verglichen.
Der Regler 13 sendet zum Ventil 12 ein Signal, derart, dass gegebenenfalls ein Unterschied zwischen dem Istwert und dem Sollwert vermindert wird. Ist z. B. in einem gegebenen Zeitpunkt der Istwert des Flüssigkeitsniveaus grösser als der Sollwert, dann ändert sich das abgegebene Signal derart, dass sich das Ventil 12 stärker öffnet.
In ähnlicher Weise wird das Flüssigkeitsniveau im Kolonnensumpf mit Hilfe eines Niveaustandmessers 15, eines Reglers 16 und eines Regelventils 17 in der Rohrleitung 4 konstant oder weitgehend konstant gehalten.
Die Qualität des Kopfproduktes wird mittels einer Vorrichtung 18 gemessen, die ein der erreichten Auftrennung entsprechendes Signal an einen Regler 19 abgibt, wo die Ist- und die Sollwerte für die Qualität der Kopfprodukte verglichen werden. Der Regler liefert ein Signal, durch welches ein Regelventil 20 in der Rohrleitung 7 eingestellt wird. Ist die gemessene Qualität zu gering, dann wird das Ventil 20 stärker geöffnet, so dass der Rückfluss zunimmt, Das Umgekehrteerfolgt, wennsich die gemessene Qualität als zu gut erweist.
Die Qualität des Sumpfproduktes wird mittels einer Vorrichtung 21 gemessen, die ein der erreichten Auftrennung entsprechendes Signal an einen Regler 22 abgibt, wo die Ist- und Sollwerte für die Qualität des Sumpfproduktes verglichen werden. Der Regler liefert über eine später zu besprechende Abstimmeinrichtung 23 ein Signal, durch welches ein Regelventil 24 eingestellt wird, das das Ausmass der Wiederverdampfung beeinflusst. In Fig. 1 ist dieses Regelventil in der Zuleitung 25 für das Heizmedium, das dem Aufkocher 10 zugeführt wird, angeordnet, Ist zu irgend einem Zeitpunkt die Qualität der Auftrennung zu gering, dann wird das Ausmass der Wiederverdampfung erhöht, d. h. in diesem Falle öffnet sich das Ventil 24 stärker. Das Umgekehrte erfolgt, wenn sich die gemessene Qualität als zu gut erweist.
Das Kühlwasser für den Kondensator 5 wird über ein Regelventil 26 durch eine Rohrleitung 27 zugeführt. Im allgemeinen ist das Regelventil 26 möglichst weit geöffnet, wodurch der Druck in der Kolonne den niedrigsten Wert erreicht, Bei der in diesem Beispiel verwendeten Ausführungsart ist das Ventil soweit als möglich offen, wenn das eingehende Signal ein minimales ist.
Der Druck in der Kolonne wird mit einem Druckmesser 28 gemessen. Der Regler 29 vergleicht den gemessenen Druck mit dem dem geringsten zulässigen Druck P min entsprechenden Sollwert. Solange der Druck höher als P min ist, ist das Ausgangssignal vom Regler 29 ein minimales und das
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Ventil 26 bleibt maximal geöffnet. Wird der Druck niedriger als Pain, dans schliesst der Regler 29 das Ventil 26 so weit, dass der Druck wieder annähernd gleich Pmin wird.
Der Regler 30 vergleicht den in 28 gemessenen Druck mit dem dem maximal zulässigen
Druck Pmax entsprechenden Sollwert.
Solange der Druck niedriger als Pmax ist, ist das Ausgangssignal vom Regler 30 ein maxima- les. Dieses Ausgangssignal und das vom Regler 22 werden zur Abstimmeinrichtung 23 übertra- gen. Diese Abstimmeinrichtung hat ein Ausgangssignal, das dem niedrigsten Wert der beiden Eingangs- signale gleich ist. Ist der Druck niedriger als Pmax'dann ist das Ausgangssignal vom Regler 30 ein maximales, so dass das Ausgangssignal vom Regler 22 zum Ventil 24 übertragen wird, wodurch, wie bereits erwähnt, die Qualität der Auftrennung geregelt wird. Wird der Druck höher als Pmax, dann wird das Ausgangssignal vom Regler 30 immer schwächer, bis es durch die Abstimmeinrichtung 23 auf das Ventil 24 übertragen wird, wodurch dieses Ventil so weit geschlossen wird, dass der Druck annähernd gleich Pmax wird.
Im allgemeinen empfiehlt es sich, einen kleinen Sicherheitsspielraum bei den Sollwerten der Reg- ier 29 und 30 vorzusehen.
Fig. 2 zeigt eine Art der Hintanhaltung rascher Druckänderungen über das Regelventil 24 für die Zufuhr des Heizmediums zum Aufkocher 10. Der Regler 31 erhält ein Signal, entsprechend dem Druck in der Kolonne, von dem Druckmesser 28. Der eingestellte Sollwert für den Druck im Regler 31, der mit dem Istwert des Druckes aus 28 verglichen wird, stammt von dem Regler 22, welch letzterer den von 21 kommenden Istwert für die Qualität mit dem gewünschten Sollwert vergleicht.
Der Sollwert von 31 kann jedoch nicht höher als Pmax werden, weil dies durch die Abstimmeinrichtung 32 verhindert wird. Im normalen Zustand, d. h. wenn der Druck weder zu hoch ist, noch sich rasch ändert, wird die Zufuhr des Heizmediums zu dem Aufkocher so geregelt, wie es durch die Qualitätsmessvorrichtung 21 vorgeschrieben wird.
Bei raschen Druckschwankungen reagiert der Druckmesser 28 und auch der Regler 31 rascher als die Qualitätsmessvorrichtung 21 und der Regler 22, der den Sollwert für den Regler 31 liefert. Infolgedessen kann das Ventil 24 rasch derart eingestellt werden, dass es die Druckschwankungen verhindert. Das Ventil 24 wird dann rasch bei einem plötzlichen Druckanstieg weiter geschlossen und bei einem plötzlichen Druckabfall rasch geöffnet. An Stelle des Druckmessers 28 kann eine Messvorrichtung für die Druckänderungen verwendet werden. In Fig. 2 hat die Abstimmeinrichtung 32 dieselbe Funktion wie der Regler 30 und die Abstimmeinrichtung 23 in Fig. 1.
Fig. 3 zeigt eine Art der Verhinderung plötzlicher Druckänderungen über das Kontrollventil 26 für die Zufuhr von Kühlmedium zum Kondensator 5.
Der Druckmesser 28, der hier mit der Rohrleitung 3 verbunden ist, aber auch mit der Kolonne 1 verbunden sein kann, sendet ein Signal zum Regler 34, für welchen der Sollwert von einem Regler 35 erhalten wird, der das Ausgangssignal vom Regler 34 mit einem Sollwert des Ausgangssignals vergleicht, bei dem das Regelventil 26 fast vollständig offen ist. Der Regler 35 strebt den Unterschied zwischen den beiden Eingangssignalen auf ein Minimum zu bringen, d. h. der Sollwert des Reglers 34 wird so lange verändert, bis das Ventil 26 fast offen ist. Bei raschenDruckschwan- kungen liefert der Regler 34 ein verschiedenes Ausgangssignal, wodurch das Ventil 26 weiter ge- öffnet oder stärker geschlossen wird, je nachdem, ob der Druck gestiegen oder gefallen ist.
Sobald die Störung vorüber ist, öffnet sich das Ventil 26 wieder fast vollständig, entsprechend dem schon besprochenen Mechanismus. In der Leitung für das Ausgangssignal von dem Regler 35 ist eine Abstimmeinrichtung 36 angeordnet, die verhütet, dass der Sollwert des Reglers 34 kleiner als Pmin wird.
Fig. 4 zeigt, wie plötzliche Druckschwankungen durch die Regelung des Kondensatniveaus im Kondensator 5 verhindert werden können. Ein Regelventil 38 ist in der Leitung für den kondensierten Dampf zwischen dem Kondensator 5 und dem Sammelgefäss 6 angeordnet. Dieses Regelventil wird durch den Regler 39 betätigt, der das Signal von dem Druckmesser 28 mit einem Signal von dem Niveaustandmesser 40 und dem Regler 41 vergleicht. Der Sollwert des Reglers 41 entspricht einem fast minimalen Wert des Kondensatniveaus in dem Kondensator. Wenn nun der Druckmesser 28 einen plötzlichen Druckanstieg weiterleitet, wird das Ventil 38 stärker geöffnet, wodurch das Kondensatniveau in 5 sinkt. Die Kühlkapazität von 5 nimmt zu und hiedurch wird dem plötzlichen Druckanstieg entgegengewirkt.
Der Niveaustandmesser 40 und der Regler 41 sorgen für die Wiederherstellung des Normalzustandes in dem Kondensator. Bei plötzlichem Druckabfall wird das Ventil 38 stärker geschlossen. Die Regelung des Stromes des Kopfproduktes und des Rückflusses erfolgen
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hier mittels der Durchflussmesser 42 und 44 und der Regler 43 und 45. Der Strom des Kopfproduktes, Regler 43, erhält die Sollwerte von dem Niveaustandmesser des Sammelbehälters und von den Reglern für das Niveau im Sammelbehälter 14 und 13. Der Regler für den Rückfluss 45 erhält seinen Sollwert von der Qualitätsmessvorrichtung für das Kopfprodukt und den Reglern für die Qualität des Kopfproduktes 18 und 19.
Der Durchflussmesser 42 und der Regler 43 halten den Strom des Kopfpro- duktes auf einem konstanten Wert. Ändert sich jedoch das Flüssigkeitsniveau in dem Sammelbehälter
6, dann ändert sich der Sollwert der Regelvorrichtung 43, wodurch das Ventil 12 bei einem Niveauanstieg in 6 weiter geöffnet und bei einem Niveauabfall weiter geschlossen wird. Der Durchflussmesser 44 und der Regler 45 halten den Rückfluss konstant. Ändert sich jedoch die Qualität des Kopfproduktes, dann ändert sich auch der Sollwert des Reglers 45, wodurch das Ventil 20 weiter geöffnet wird, wenn die Qualität des Kopfproduktes schlechter als vorgeschrieben ist und weiter geschlossen wird, wenn die Qualität besser als vorgeschrieben ist.
Fig. 5 zeigt, wie plötzliche Druckänderungen verhindert werden können, indem man auf das Ventil 26 durch eine Messvorrichtung 46 für die Geschwindigkeit der Druckänderungen einwirkt. Die Messvorrichtung 46 liefert ein Signal zum Regler 47, der dieses Signal mit einem Sollwert vergleicht, der der Stellung des Ventils 26 in fast völlig geöffnetem Zustand entspricht. Der Regler 47 trachtet, diese Stellung zu erhalten. Nur bei einer plötzlichen Veränderung des Eingangssignals von Messvorrichtung 46 wird das Ventil 26 weiter geöffnet oder stärker geschlossen, je nachdem, ob der Druck zunimmt oder abnimmt. Sobald die Druckstörung vorüber ist, nimmt das Ventil 26 wieder seine fast völlig geöffnete Stellung ein. Das Signal vom Regler 29, das verhindern muss, dass der Druck in der Kolonne kleiner als Pmin wird, ist der Sollwert des Reglers 47.
Zur weiteren Erläuterung des erfindungsgemässen Regelungsverfahrens werden hier weitere schematische Darstellungen gegeben, die alternative Ausführungsformen zu den bereits gezeigten darstellen.
Jedoch werden dadurch die Möglichkeiten der Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens nicht erschöpft.
Die Regelung des Flüssigkeitsniveaus im Sammelbehälter und der Qualität des Kopfproduktes kann nach Fig. 6 erfolgen. Der Qualitätsmesser 18 und ein Regler 19 liefern den Sollwert für eine Regelvorrichtung 43, die dieses Signal mit der Anzeige des Durchflussmessers 42 vergleicht. Das Ventil 12 wird durch den Regler 43 so eingestellt, dass das Kopfprodukt den Qualitätsvorschriften entspricht. Der Rückfluss wird durch den Regler 45 eingeregelt, welcher das Ventil 20 betätigt.
Dieser Regler vergleicht die Anzeige des Durchflussmessers 44 mit einem Signal von dem Regler für
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Hilfe von Durchflussmessern und Durchflussregler erfolgen. In Fig. 7 ist 48 ein Durchflussmesser, der sein Signal an den Regler 49 abgibt, der das Ventil 24 des Aufkochers 10 einstellt. Der Sollwert des Reglers 49 stammt von dem früher besprochenen Regler 31. Der Niveaustandregler 16, getrennt durch den Niveaustandmesser 15, liefert den Sollwert für den Regler 51, der ausserdem ein Signal von der Messvorrichtung 50 erhält und das Ventil 17 in der Sumpfproduktleitung einstellt.
Wie in Fig. 8 gezeigt, ist es auch möglich, dass für die Regelung am Kolonnenkopf ein Durchflussmesser 44 in der Rückflussleitung 7 ein Signal zum Regler 45 sendet. der das Rückflussventil 20 betätigt. Der Sollwert des Reglers 45 wird vom Qualitätsregler 19 zusammen mit der Qualitätsmessvorrichtung 18 geliefert.
Des weiteren sind mehrere Regelanlagen möglich, bei welchen als einer der beiden Qualitätsregler ein Verhälmisregler verwendet wird.
Diesen wird man z. B. anwenden, wenn die Qualität der Auftrennung durch den Kochpunkt jener Komponente, welche gleichmässig über das Kopf- und Sumpfprodukt verteilt ist (Fraktionsschnittpunkt) und durch die Trennschärfe (Trennindex) ausgedrückt wird. In diesem Falle kann eine Qualitätsmessvorrichtung für die Regelung des Fraktionsschnittpunktes und ein Verhältnisregler für den Trennindex verwendet werden.
In Fig. 9 ist 52 ein Verhältnisregler, welcher Signale von den Durchflussmessern 53 und 48, die in der Speiseleitung 2 und in der Leitung für das Heizmedium 25 angeordnet sind, erhält.
Das Ausgangssignal von 52 ist der Sollwert des Reglers 31. Der Regler 52 sorgt dafür, dass der Strom des Heizmediums dem Strom des Zulaufes angepasst ist, Der Durchflussmesser 48 kann auch in der Rückflussleitung angebracht sein. Der Regler 52 regelt dann über 31 den Strom des Heizmediums zum Aufkocher 10 derart, dass der Regler 19 in Fig. 1, Fig. 3, Fig. 5 oder Fig. 6 den Rück-
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