DE1010057B

DE1010057B - Verfahren zur Regelung von durch Bruedenausnutzung beheizten hintereinandergeschalteten Rektifizierkolonnen

Info

Publication number: DE1010057B
Application number: DER15095A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Julius Geller; Dr-Ing Erich Goeschel; Dipl-Ing Karl-Heinz Koch; Franz Dostal; Dipl-Ing Adolf Hupe
Original assignee: Ruetgerswerke AG
Current assignee: Ruetgers Germany GmbH
Priority date: 1954-09-24
Filing date: 1954-09-24
Publication date: 1957-06-13

Description

Verfahren zur Regelung von durch Brüdenausnutzung beheizten hintereinandergeschalteten Rektifizierkolonnen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Brüdenmenge einer Rektifizi erkolonne, deren Brüden, zur Beheizung einer anderen Rektifizierkolonne dienen.
Die Ausnutzung der Kondensationswärme von Brüden, die eine Kolonne verlassen, zur Beheizung einer weiteren Kolonne ist wünschenswert, um den Wärmeaufwand für die Gesamtanlage möglichst klein zu halten. Die enge thermische Koppelung bringt jedoch einige Nachteile. Jede Temperaturabweichung der vorgeschalteten Kolonne vom Normalzustand wirkt sich wärmetechnisch in der nachgeschalteten Rektifizierkolonne aus. Geringes Pendeln um den Temperatursollwert ist vom Standpunkt der Regelung wiinschenswert, da man nur dann das Arbeiten der Regelanlage überwachen kann. Die normalen Regelabweichungen beim Betrieb der nachgeschalteten Kolonne können jedoch durch die zusätzlichen Regelabweichungen, z. B, die Menge des zur Beheizung benutzten Brüdenstromes, beträchtlich verstärkt werden. Eine Drosselung des Brüdenstromes ist wegen der Rückwirkungen auf die vorgeschaltete Kolonne nicht zweckmäßig. Eine geregelte Aufteilung des Brüdenstromes auf denAufkocher der nachgeschalteten Kolonne und einen zweiten Kondensator bringt größeren apparativen Aufwand und benötigt Regelorgane von beträchtlichen Abmessungen. Darüber hinaus kann nur ein Teil der im Normalbetrieb anfallenden Brüdenwärme im Aufkocher der nachgeschalteten Kolonne ausgenutzt werden; der Rest wird üblicherweise durch Kühlwasser abgeführt.
Es wurde nun gefunden, daß man diese Schwierigkeiten durch die Anwendung des Regelverfahrens nach vorliegender Erfindung vermeiden kann. Zusätzlich ergibt sich dabei auch für die Regelung der vorgeschalteten Kolonne der Vorteil einer kürzeren Regelstrecke. Die Erfindung soll an zwei Anwendungsbeispielen erläutert werden.
Beispiel 1 In Fig. 1 stellt 1 die Rektifizierkolonne dar, deren Brüden zur Beheizung der nachgeschalteten Kolonne 12 verwandt werden sollen. Der Kolonne 1 fließt das zu trennende Gemisch durch den Einlauf 2 zu. Die Einsatzmenge wird durch den Mengenregler 3 konstant gehalten. Die Sumpfumwälzpumpe4 bewirkt den Kreislauf des Sumpfproduktes durch den z. B. durch Dampf beheizten Aufkocher 5. Mit der Kondensatpumpe 6 und dem Mengenregler 7 wird die Kondensatmenge konstant gehalten. Das Kondensat wird so weit aufgestaut, daß das Gewicht des kondensierten Dampfes gleich dem des abgeführten Kondensats ist.
Das Sumpfprodukt wird durch die Pumpe 8 gefördert, wobei die Menge durch den Niveauregler 9 gesteuert wird. Die Kopfbrüden verlassen die Kolonne 1 durch den Brüdenstutzen 10 und werden durch die Brüdenleitung in den Aufkocher 11 der nachgeschalteten Kolonne 12 eingeführt, wo sie unter Wärmeabgabe kondensieren. Das Kondensat dieser Brüden fließt in die Vorlage 13 und wird durch die Pumpe 14 gefördert. Die Rückflußmenge wird durch den Mengenregler 15 konstant gehalten, die Kondensatmenge durch den Niveauregler 16 gesteuert. Eine weitere Kondensatteilmenge wird über das Regelventil 17 in den Abtriebsteil der Kolonne 1 -eingespei ?;Düse Menge ist ein Bruchteil der Kondensatrückflul5meIge. Sie wird durch einen oder mehrere Temperaturfühler 18 im Abtriebsteil der Kolonne 1 gesteuert. Die zuletzt beschriebene Einspeisung einer geregelten Menge Kondensat in den Abtriebsteil der Kolonne 1 dient zur Erzielung einer gleichmäßigen Dämpfebelastung der Kolonne durch einen besonders kurzen Regelkreis.
Ein Ansteigen der Temperatur an der Einbaustelle der Temperaturfühler 18 würde bei Konstanthaltung von Wärmemenge, Einspeisung und Rückfluß ein Absinken der Dämpfemenge bedeuten. Gleichzeitig wäre der Temperaturzustand der Kolonne gestört. Durch die Einspeisung von Kondensat wird die überschüssige Flüssigkeitswärme, die durch die zu hohe Temperatur gegeben ist, zur Verdampfung des Kondensats herangezogen und damit spontan die Dämpfemenge wieder auf den normalen Stand gebracht. Der nachgeschalteten Kolonne 12 wird dadurch im Aufkocher immer die gleiche Brüdenmenge und damit also immer die gleiche Wärmemenge zugeführt. Die Konstanthaltung der Temperaturen in der vorgeschalteten Kolonne 1 wird somit wesentlich erleichtert gegenüber einer Regelung durch den Kolonnenrückfluß, wobei sich erfahrungsgemäß sehr lange Ansprechzeiten ergeben. Eine Verschlechterung des Abtriebs ergibt sich nicht, da die Temperaturfühler ebenfalls im Abtriebsteil angeordnet sind und damit eine zu starke Einspeisung verhindern. Die Regelung der Kolonne 1 erfolgt ausschließlich durch die in den Abtriebsteil eingespeiste Menge Kondensat.
Beispiel 2 Genauso wie bei konstant gehaltener Kolonne beheizung kann man das erfindungsgemäße Regelverfahren auch benutzen, wenn die Kolonnenbeheizung der vorgeschalteten Kolonne in Abhängigkeit von anderen Größen geregelt wird. In diesem Falle ist es zweckmäßig, als Regelgröße für die Einspeisung des leichtsiedenden Kopfproduktes in den Abtriebsteil den Druckabfall in einem Kolonnenteil, vorzugsweise im Auftriebsteil, oder den Druckabfall durch eine Blende oder Düse im Brüdenrohr zu benutzen.
In Fig. 2 wird der Kolonne 1 durch den Stutzen 2 das Einsatzprodukt durch den Mengenregler 3 konstant zugeführt. Die Sumpfumwälzpumpe 4 fördert das Sumpfprodukt durch den z.B. dampfbeheizten Aufkocher 5. Die Heizdampfmenge wird durch den Mengenregler 7 konstant gehalten; der Sollwert dieses Mengenreglers wird durch einen Temperaturregler mit den Temperaturfühlern 18 gesteuert. Der Sumpfflüssigkeitsstand wird durch die Sumpfproduktpumpe 8 in Verbindung mit dem Niveauregler 9 geregelt. Die Kopfbrüden verlassen die Kolonne 1 durch den Brüdenstutzen 10 und werden in dem Aufkocher 11 der nachgeschalteten Kolonne 12 kondensiert. Das Kondensat wird aus der Vorlage 13 durch die Pumpe 14 gefördert. Die durch den Mengenregler 15 konstant gehaltene Rückflußmenge wird dem Kopf der Kolonne 1 zugeführt. Die Menge des Kondensates wird durch den Niveauregler 16 gesteuert. Eine im Vergleich zu der Rücklaufmenge kleine Teilmenge Kondensat wird in den Abtriebsteil der Kolonne 1 eingespeist. Diese Menge wird durch den Druckabfall im Auftriebsteil der Kolonne 1 gesteuert und dient dazu, die Dämpfebelastung in der Kolonne 1 konstant zu halten. Eine erforderliche Korrektur der Wärmemenge wird durch Sollwertverstellung des Dampfmengenreglers 7 mittels des Temperaturreglers 18 vorgenommen, dessen Temperaturfühler im Abtriebsteil der Kolonne 1 angeordnet sind. Mit dieser Schaltung sind auch größere Schwankungen aufzufangen. Durch diese Einspeisung des Kondensats wird die Dämpfemenge im Oberteil der Kolonne 1 konstant gehalten. Sinkt dabei die Temperatur im Bereich der Temperaturfühler, so wird entsprechend der Abweichung vom Sollwert die Wärmemenge für den Sumpfaufkocher vergrößert.
Auf diese Weise können auch Schwankungen in der Zusammensetzung oder der Temperatur des Einsatzgemisches mit geringfügigen Totzeiten ausgeglichen werden. Der Kolonne 12 wird immer die gleiche Brüdenmenge zugeführt und damit die Beheizung konstant gehalten.
PATFNTANspnl;cnß: 1. Verfahren zur Regelung von durch Brüdenausnutzung beheizten hintereinandergeschalteten Rektifizierkolonnen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einhaltung einer konstanten Brüdenmenge als Heizmittel für die nachgeschaltete Kolonne eine verhältnismäßig geringe Menge' Brüdenkondensat in den Abtriebsteil der vorgeschalteten Kolonne mittels bekannter Regelorgane gesteuert eingespeist wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,- daß die Menge des in den Abtriebsteil der vorgeschalteten Kolonne eingespeisten Kondensates in Abhängigkeit von der Temperatur im Abtriebsteil dieser Kolonne geregelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des in den Abtriebsteil - der vorgeschalteten Kolonne eingespeisten Kondensats durch den Druckunterschied zwischen zwei Stellen verschiedener Höhenlage innerhalb der Kolonne, vorzugsweise im Auftriebsteil, geregelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des in den Abtriebsteil der vorgeschalteten Kolonne eingespeisten Kondensates durch den Druckabfall an einer Blende oder Düse im Brüdenrohr geregelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich größerer Störungen zusätzlich die Wärmemenge für die Beheizung des Aufkochers der vorgeschalteten Kolonne nach der Temperatur im Abtriebsteil dieser Kolonne geregelt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 639 321, 742 079, 747 687, 853 751, 903 448; französische Patentschrift Nr. 973 258; USA.-Patentschriften Nr. 2 086 808, 2 456 398.