DE747687C

DE747687C - Verfahren zur Temperaturregelung in Druck-Trennkolonnen

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Publication number: DE747687C
Application number: DEI70737D
Authority: DE
Priority date: 1941-10-28
Filing date: 1941-10-28
Publication date: 1944-10-11

Description

Verfahren zur Temperaturregelung in Druck-Trennkolonnen Es ist bekannt, die Temperaturverhältnisse in Trennkolonnen durch einen am Kopf der Kolonne eingebauten Temperaturfühler zu regeln, der ein in der Destillatleitung befindliches Ventil einstellt, derart, daß ein Teil des Kondensates als Rücklauf auf die Kolonne gegeben wird. Steigt die Temperatur, so drosselt das Regelventil die Destillatmenge.
Die größere Rücklaufmenge bedingt dann eine Wiederherstellung der gewünschten Kopftemperatur. Der Nachteil dieser Anordnung ist der, daß die Temperaturverhältnisse in der Kolonne sich schon so weit verschoben haben, daß, wie auch immer die Änderung des Rücklaufes sein mag, der Eingriff zu spät erfolgt, wodurch Pendelungen in der Regelung auftreten, und die Gefahr besteht, daß ein unreines Produkt als Destillat abläuft.
Bei Druck-Trennkolonnen, bei denen das Destillat einer meist ebenfalls unter Druck stehenden Vorlage zugeführt wird, 'werden noch aus anderen Gründen Störungen auftreten, die sogar der Temperaturregelung entgegenwirken können. Schwankt aus irgendeinem Grund der Druck in der Vorlage, so ist der Druckabfall über das Regelventil von diesen Schwankungen abhängig. Je nach der Größe der Druckänderung wird dann eine größere oder kleinere Destillatmenge durch das Regelventil abfließen, wobei diese Menge sogar dem augenblicklich gegebenen Impuls des Temperaturfühlers entgegenwirken kann.
Erfindungsgemäß werden diese Nachteile bei Druck-Trennkolonnen dadurch vermieden, daß der Rücklauf durch einen Fühler, der nicht am Kopf der Kolonne, sondern unterhalb des Kolonnenkopfes in der Kolonne, beispielsweise in einem Gebiet eines größeren Temperatursprunges, etwa in der Nähe oder unterhalb des Zulaufes der Kolonne, eingebaut wird und daß außerdem das Regelorgan in der Destillatleitung an einer solchen Stelle eingebaut wird oder daß solche Maßnahmen getroffen oder Vorrichtungen eingebaut sind, daß bei allen Belastungen (Abflußmengen des Destillates) über das Regelventil ein konstanter oder nahezu konstanter Druckunterschied herrscht. Ein Ausnahmefall ist nur dann gegeben, wenn das Regelventil vollkommen geschlossen ist. In diesem Fall ist es aber von den Druckschwankungen in der Vorlage, der das Destillat zugeführt wird, sowieso unabhängig.
Die. Abbildung zeigt schematisch den Aufbau der Vorriciltullg zur Ausführung des Erfindungsgedankens. Der Temperaturfühler 1 ist beispielsweise unterhalb des Zulaufes zur Iolonne 3 eingebaut, wodurch er sich zwangsläufig in einem Gebiet eines größeren Temperatursprunges befindet, da hier ein Gemilch von leicht und schwer siedenden Bestandteilen einläuft. Der Temperaturfühler steuert ein unter dem Kondensator 5 liegendes Regelventil 4 in der Destillatleitung 6, die zu einer Vorlage, in diesem Fall einem Vorratsbehälter 7, fiihrt, der unter Druck steht.
Ist das Regelventil 4 geschlossen, so fließt die gesamte Iiondensatmenge als Rücklauf durch die Leitung 8 auf die Kolonne 3. Ist das Regelventil 4 vollständig geöffnet, so fließt nur eine geringe NIenge als Rücklauf auf die Nolonne 3. Herrscht zwischen dem Kopf der Kolonne 3 und dem Vorratsbehälter7 ein l)rucl;unterschied Po-Ps, so ist ersichtlich, daß bei wechselndem Wert dieses Druckunterschiedes bei einer festen Regelventilstellung recht beträchtliche Unterschiede in der Durchfluß menge auftreten können, die, wie schon oben ausgeführt, dem Sinn der neuen Einstellung des Regelventils sogar entgegenwirken können. Schwankt beispielsweise der Druckunterschied zwischen Kopf der Rolonne 3 und Vorlage 7 voll I Atni. aus irgendeinem Grund auf 4 Atm., so ist bei einem augenblicklich festen Offnungsquerschnitt des Regelventils 4 die Durchflußmenge im letzten Fall nahezu doppelt so groß wie im Falle eines Druck unterschiedes von nur 1 Atin. Solche Belastungsschwankungen, die sich zuerst gar nicht auf den Temperaturfühler I auswirken, fiihren in kurzer Zeit zu aufschaukelnden Bewegungen des Reglers 4. Erfindungsgemäß wird deshalb, etwa nach dem Temperaturregelventil 4, ein zweites Regelventil 9 eingebaut, das den Druck P2 unmittelbar hinter dem Temperaturregelventil 4 gleichbleibend hält.
Dabei ist angenommen, daß der Druck am Kolonnenkopf, wie im vorliegenden Fall, ebenfalls gleichbleibt.
Sind die Druckschwankungen po-p5 nicht sehr groß, so genügt es in vielen Fällen, vor das Temperaturregelventil 4 ein Drosselorgan, beispielsweise eine Blende oder ein Ventil, einzubauen. Dieses Ventil kann den jeweiligen Betriebsverhältnissen entsprechend von Band eingestellt werden, es kann aber auch von dem unterhalb des Regelventils 4 auftretenden Druck p derart gesteuert werden, daß es den Druck p1 um einen bestimmten Betrag über dem Druck p2 hält, derart, daß der Druckunterschied p1-p einen gleichbleibenden Wert besitzt, der etwas größer ist als der vol dem Temperaturregelventil 4 erzeugte Druck abfall bei voll geöffnetem Ventil.
Es können auch andere Vorrichtungen benutzt werden, die beispielsweise den Druck unterschied Pl-P2 messen und diesen Druckabfall durch das zweite Regelventil stets gleichhalten. Dasselbe wird erreicht, wenig der Druck in dem Destillatsammelgefäß 7 auf gleicher Höhe gehalten wird, beispielsweise durch Überlagerung eines Stickstoffdruckes.
Bei sinkendem Druck wird dem Behälter 7 Stickstoff zugeführt und bei steigendem Druck durch ein Ventil Io abgelassen.
Die Erfindung kann sinngemäß abgeändert werden. Es ist z. B. nicht erforderlich, daß der Temperaturfühler I im eigentlichen Gebiet des Temperatursprunges angeordnet wird, sondern er kann sich auch in der Sähe dieses Gebietes befinden, da ja auch dort noch bei Änderungen des Zulaufes oder durch andere Störungsquellen ein durch Verschieben der Temperaturkurve beträchtlicher Regelanstoß ohne größere zeitliche Verzögerung ausgelöst werden kann. Auch kann das Verfahren simlgemäß auf Kolonnen angewandt werden, die mit mehreren Entnahmen in verschiedenen Höhen der Kolonne arbeiten, wobei das abgezogene Destillat ein Mehrstoffgemisch sein kann, das einer weiteren Kolonne zugeführt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Temperaturregelung in Drucli-Trennkolonnen durch Steuerung des Rücklaufes bestimmter Destillaunengen in die Kolonne (3) mit einem Temperaturfühler (I), dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (1) in der Kolonne (3) unterhalb des Kolonnenkopfes, beispiels weise in einem Gebiet eines größeren Temperatursprunges, eingebaut ist und daß das von ihm betätigte Regelorgan (4) in der Destillatleitung (6) derart mit einer zusätzlichen Regelvorrichtung (9) zusammenarbeitet, daß der Druckunterschied unmittelbar beiderseits des Regelorgans (4) bei allen Belastungen nahezu gleichbleibt.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder hinter dem Regelventil (4) in der Destillatleitung (6) ein Drosselorgan (9), beispielsweise eine Blende oder ein Regelventil, eingebaut ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vor oder hinter dem durch den Temperaturfühler (I) gesteuerte Regelorgan (4) in der Destillatleitung (6) eingebaute zweite Regelorgan (g) den Druck vor oder hinter dem Temperaturregelventil auf gleicher Höhe hält.
4 Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gleichhaltung des Druckunterschiedes über das Temperaturregelventil (4) ein Differenzdruckregler das zweite Regelorgan (g) betätigt.
5. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Destillatsammelgefäß (7) mit Ventilen o. dgl. versehen ist, durch die der Druck in diesem Gefäß dauernd auf gleicher Höhe gehalten wird.