DE1024055B

DE1024055B - Schaltschema fuer Regelvorrichtungen zum Zwecke einer vollautomatisch arbeitenden Blasendestillation

Info

Publication number: DE1024055B
Application number: DEB27470A
Authority: DE
Inventors: Karl Rogge
Original assignee: Pintsch Bamag AG
Current assignee: Pintsch Bamag AG
Priority date: 1953-09-15
Filing date: 1953-09-15
Publication date: 1958-02-13

Description

Schaltschema für Regelvorrichtungen zum Zwecke einer vollautomatisch arbeitenden Blasendestillation Bei der Fraktionierung eines Vielstoffgemisches. z. B. rohbenzol, oder der Feindestillation hieraus anfallender Fraktionen in einer absatzweise arbeitenden Blasendestillation ist das Destillationserebnis weitgehnd abhd abhängig von der zuverlässigen und richtigen bedienung. Zur Erreichung eines idealen Destillationsergehnisses sind über die Gesamtdestillationszeit von bei. spielsweise 40 Stunden so geringe und möglichst stufenlose Nachregulierungen notwendig, wie sie von Hand nicht mehr ausgeführt werden können, Darüber hinaus ist es zur Erreichung von in engsten Grenzen siedenden Anteilen notwendig. den Destillationsprozeß von den Schwankungen ii des Barometerstandes unabhängig zn ma£hen.
Bisher hat man versucht, einzelne Vorgänge zu regeln, wie z. B. der Sumpfregelung bei der kontinuierlichen Destillation von Alkohol, oder man hat lediglich die Regelung einer Destillationstemperatur und eines Destillationsdruckes vorgenommen. Es sind auch Regler zur Steuerung der Gesamtverdampfung während der Destillationszeit bekanntgeworden sowie der Produktmenge, der Rückflußmenge und des Rückflußverhältnisses. Alle diese bisher beka1mten Regeleinrichtungen haben nur einen sehr begrenzten Erfolg, weil niemals ein vollautomatischer Betrieb einer Anlage erreicht werden kann, denn es bleiben immer noch Aufgaben übrig, der der Überwachung und der Bedienung on Hand vorbehalten sind. Erst durch di@ vorliegende Erfindung ist es möglich geworden, durch ein sinnvolles Zusammenarbeiten von vier Reglern acht Funktionen zu erreichen und hierdurch ein vollautomatisches Arbeiten einer Destillation zu ermöglichen.
Durch die Erfindung ist ein Schaltsdiema für Regelvorrichtungen zum Zwecke einer vollautomatisch arbeitenden Blasendestillation geschaffen worden, daß unter Konstanthaltung der Verdampfungsmenge sowie der Rückflußtemperatur für das abzuziehende Destillat eine Einstellung der Kopftemperatur mittels des Reglers vorgenommen wird, wodurch der in der Dämpfeleitung befindliche Fühler den entsl)rechenden Impuls erhält, mittels denen über den Regler das den Produktafluß regelnde Ventil derart verstellt wird, daß mit zunehmender Verarmung des Blaseninhaltes an dem entsprechend der eingestellten Kopftemperatur abzuzihende Destillat das Rückflußverhältnis wächst, bis bei vollkommener Verarmung das Rückflußverhältnis unendlich groß wird.
Dabei ist vorgesehen, daß zur Erzielung einer konstanten Gesamtverdampfung während der Destillationszeit der in der Dampfleitung vorn Kopf der Destillationskolonne zum Kondensator durch die ühertretendeu Dämpfe sich einstellende Druckunterschied an der hier eingebauten Meßblende zur Steue- rung des zur Destillationsblase ührenden Dampfes mittels des Reglers dient.
Außerdem besteht ein weiteres Merkmal der Erfindung darin, daß zur Kopnstanthaltung des im Kopf der Destillationskolonne herrschenden Druckes eine nach Kondensator angeordnete Vorrichtung das gesamte Kondensat abtrennt, die nicht kondensierbaren Bestandteile durch eine Pumpe über ein zur Abfangung kleiner Druckschwankungen dienendes Puffergefäß durch einen Druckregler geleitet werden, dadurch der gewünschte gasdruck gehalten und nur so viel Gas, wie zur aurechterhaltung des Druckes erforderlich ist, zur Trennvorrichtung gefördert und der Rest zuviel gesaugten Gases, abgeleitet wird.
In der Zeichnung ist das Schaltschema für Regelvorrichtungen zum Zwecke einer vollautomatisch arbeitenden Blasendestillation dargestell. In dieser wird z. B. das vordestillierte und gewaschene Rohbenzol fraktioniert, d. h. in seine Hauptbestandteile Benzol, Toluol und Xylol zerlegt, wobei die übrigen anfallenden Stoffe besonders abgeleitet werden.
Die Apparatur der Fraktionierung besteht aus einer Destillierblase 1, die z. B. mit einer aufgesetzten Glockenbodenkolonne 2 versehen ist. die Beheizung kann durch das tief angeordnete Heizsystem 3 erfolgen ; beim Destillieren hochsidender Stoffe kann dises auch durch Einblasen von Wasserdampf beheizt werden. Bei Heizbeginn wird das Eintrittsventil für das Heizmittel geöffnet.
Die Temperatur im Blasen, sumpf steigt nun allmählich. Bald erhöht sich dann auch die Kopftemperatur der Kolonne 2. Sobald der Blaseninhalt zu sieden beginnt, tritt in der Leitung von Kolonnenkopf zum Kondensator 4 führenden Leitung 5 ein Druckunterschied ein, der durch die dort befindliche Ringkammer-Meßblende 6 über eine Ringwaage 7 den Regler 8 und damit die in die Blase 1 ein, strömende Dampfmenge steuert. Dadurch wird erreicht, daß während der ganzen Detillationszeit die Gesamtverdampfung, das ist die in der Zeiteinheit in der Kolonne hochströmende Dampfmnge, konstant gehalten wird.
Die aufsteigenden Dämpfe. gelangen nun durch die Dämpfeleitung 5 in den Kühler 4, wo eine totale Kondensation stattfindet. Ein Teil des Kondensats wird als Rückfluß über Leitung 9 in die Kolonne 2 zurückgeschickt, der Rest als Produkt aus Leitung 10 entnommen. Die Summe von Rückflußmenge und Produktmenge ergibt die Gesamtverdampfung und soll immer konstant bleiben, entsprechend der durch den Regler 8 eingestellten Heizdampfmenge.
Die abfließende Produktmenge wird durch einen Regler 11 geregelt. Man stellt diesen Regler auf den gewünschten Sollwert, beispielsweise au den Siedepunkt des Benzols 80,1° ein, Wenn nun nach einer bestimmten Zeit die Temperatur infolge Verarmung des Blaseninhalts an Benzol die Tendenz zum Steigen zeigt, was über den Temperaturfühler 12 an einem Thermometer angezeigt wird, drosselt der Regler 11, so daß weniger Produkt abläuft. Dadurch wird das Rückflußverhältnis größer, d. h. die größere Rückflußmenge bewirkt, da sie gekühlt in die Kolonne 2 eintritt, die Einhaltung der eingestellten Temperatur. Dies geht so lange, bis auf diese Weise der letzte Rest von Benzol abdestilliert ist. In diesem Falle ist bei unveränderter REglereinstellung die Produktmenge gleich Null geworden, und das gesamte Kondensat fließt als Rückfluß in die Kolonne 2 zurück. Bei diesem Zeitpunkt muß der Regler 11 allmählich von seiner bisherigen Einstellung 80,10 auf den Siedepunkt des nächst höherliegenden Stoffes eingestellt werden, hier Toluol bei 110,80. In der gleichen Weise, wie oben beschrieben, geht nun die Destillation des Toluol vor sich.
Damit die Kolonne 2 unabhängig vom atmosphärischen Außendruck arbeiten kann, da geringe Druckschwankungen schorr eine merkbare Änderung des Siedepunktes hervorrufen würden, wird erfindnngsgemäß so verfahren, daß iin Kopf der Kolonne 2 ein immer konstanter Druck von der gewünschten Größe herrscht. Bei einem konstant ein, gestellten Reglerwert von beispielsweise 80,10 bedeutete das aber, daß infolge des nun veränderten Siedepunktes ein relativ unreines Produkt bei 10 anfallen würde.
Durch die Leitung 13 strömen nun, nachdem durch die Vorrichtung 14 das gesamte Kondensat abgetrennt wurde, die nicht kondensierbaren Gashestandteile ab. Sollte deren Menge je nach Zusammensetzung des Rohbenzols zu gering sein, so kann eine kleine Menge Gas zugesetzt werden. Dieses Gemisch wird nun durch eine Pumpe 15 über ein Puffergefäß 16, das lediglich kleinere Schwankungen abfangen Soll, durch einen Druchregler 17 geleitet. Dieser vermag einen gewünschten Gasdruck, z. B. 30 mm WS, unabhängig vom Außendruck konstant zu halten, indem nur so viel Gas, wie diesem eingestellten Druck von 30 mm WS entspricht, wieder zurückgefördert wird'; dabei gelangt das Gas über eine Trennvorrichtung 20 und darau angeschlossenen Kühler 21 wieder in die Leitung 13 zurück. Der Rest des zuviel angesaugen Gases aber wird abgeleitet. Auf diese Weise wird erreicht, daß in der Leitung 13 und damit auch im Kopf der Kolonne 2 ein immer konstanter Druck von der gewünschten Größe herrscht.
Die Kühlwassertemperatur und damit die Temperatur des ablaufenden Kondensats 21 wird durch einen in der Kühlwasserzufluß leitung 18 eingebauten Regler 19 konstant gehalten. Dadurc wird verhindert, daß z. B. bei Erhöhung der Kühlwassertemperatur eine erhöhte Menge unkondensierbaren Dampfes in der Trennvorrichtung 14 auftreten würde, was ebenfalls eine Erhöhung des Druckes zur Folge hätte.
Als zusätzlich zuzuführende Gasmenge eignet sich Gas besser als Luft. Das Gas kann bequem wieder z. B. dem Unterfeuerungsgas des Koksofens zugeführt werden, andererseits würde Luft mit den Benzoldämpfen ein leicht explodierendes Gemisch bilden.
In dem Schema ist noch in der vom Temperaturfühler 12 zum Regler 11 führenden Leitung der Druckregler 22 angegeben sowie der den Luftbedarf erzeugende Kompressor 23, dessen Wirkungsweise sich von selbst ergibt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schaltschema für Regelvorrichtungen zum Zwecke einer vollautomatisch a arbeitendlen Blasendestillation, dadurch gekennzeichnet, daß unter Konstanthaltung der Verdampfungsmenge sowie der. Rückflußtemperatur für das abzuziehende Destillat eine Einstellung der Kopftemperatur mittels des Reglers (22) vorgenommen wird, wodurch der in der Dämpeleitung (5) befindliche Fühler (12) den entsprechenden Impuls erhält. mittels denen über den Regler (22) das den Produktabfluß regelnde Ventil (11) derart verstellt wird, daß mit zunehmender Verarmung des Blaseninhaltes an dem entsprechend der eingestellten Kopftemperatur abzuziehende Destillat das Rücklflußverhältnis wächst, bis bei vollkommener Verarmung das Rückflußverhältnis unendlich groß wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer konstanten Gesamtverdampfung während der Destillationszeit der in der Dampfleitung (5) vom Kopf der Destillationskolonne (2) zum Kondensator (4) durch die übertretenden Dämpfe sich einstellende Druckunterschied an der hier eingebauten SIeßblende (6) zur Steuerung des zur Destillationsblase (1) führenden Dampfes mittels des Reglers (8) dient.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur nKonstanthaltung des im Kopfder Destillationskolonneyherrschenden Druckes eine nach Kondensator (4) angeordnete Vorrichtung (14) das gesamte Kondensat abtrennt, die nicht kondensierbaren Bestandteile durch eine Pumpe (15) über ein zur Abfangung kleiner Druckschwankungen dienendes Puffergefäß (16) durch einen Druckregler (17) geleitet werden, dadurch der gewünschte Gasdruck gehalten und nur so viel Gas, wie zur Aufrechterhaltung des Druckes erforderlich ist, zur Trennvorrichtung (14) gefördert und der Rest zuviel gesaugten Gases abgeleitet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften : Deutsche Patentschriften Nr. 897 172, 853 751, 748 371, 747 687, 716 666 ; französische Patentschrift Nr. 787 295; britische Patentschrift Nr. 496 168; USA.-Patentschriften Nr. 2 622 062, 2 598 036.