EP1191291A1 - Regelverfahren für eine Tieftemperatur-Rektifikationsanlage - Google Patents

Regelverfahren für eine Tieftemperatur-Rektifikationsanlage Download PDF

Info

Publication number
EP1191291A1
EP1191291A1 EP01122754A EP01122754A EP1191291A1 EP 1191291 A1 EP1191291 A1 EP 1191291A1 EP 01122754 A EP01122754 A EP 01122754A EP 01122754 A EP01122754 A EP 01122754A EP 1191291 A1 EP1191291 A1 EP 1191291A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
column
operating
liquid
higher pressure
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP01122754A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1191291B1 (de
Inventor
Horst Corduan
Dietrich Rottmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10047102A external-priority patent/DE10047102A1/de
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to EP20010122754 priority Critical patent/EP1191291B1/de
Publication of EP1191291A1 publication Critical patent/EP1191291A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1191291B1 publication Critical patent/EP1191291B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04769—Operation, control and regulation of the process; Instrumentation within the process
    • F25J3/04793—Rectification, e.g. columns; Reboiler-condenser
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04248—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion
    • F25J3/04284—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams
    • F25J3/0429—Generation of cold for compensating heat leaks or liquid production, e.g. by Joule-Thompson expansion using internal refrigeration by open-loop gas work expansion, e.g. of intermediate or oxygen enriched (waste-)streams of feed air, e.g. used as waste or product air or expanded into an auxiliary column
    • F25J3/04303—Lachmann expansion, i.e. expanded into oxygen producing or low pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04406—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system
    • F25J3/04412—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air using a dual pressure main column system in a classical double column flowsheet, i.e. with thermal coupling by a main reboiler-condenser in the bottom of low pressure respectively top of high pressure column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04642—Recovering noble gases from air
    • F25J3/04648—Recovering noble gases from air argon
    • F25J3/04654—Producing crude argon in a crude argon column
    • F25J3/04666—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system
    • F25J3/04672—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system having a top condenser
    • F25J3/04678—Producing crude argon in a crude argon column as a parallel working rectification column of the low pressure column in a dual pressure main column system having a top condenser cooled by oxygen enriched liquid from high pressure column bottoms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04769—Operation, control and regulation of the process; Instrumentation within the process
    • F25J3/04793—Rectification, e.g. columns; Reboiler-condenser
    • F25J3/048—Argon recovery
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2235/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams
    • F25J2235/58—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being argon or crude argon

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the capacity of a low-temperature rectification plant, in which a fluid in a column operating at higher pressure a low-temperature rectification plant is initiated, which the higher Pressure working column and a lower pressure column and the liquid from the sump is operating at higher pressure Column is passed into the column operating at a lower pressure.
  • Control methods for changing the capacity of a low-temperature rectification plant are known, with those in the column operating at higher pressure Setpoint for the sump level is set as the manipulated variable.
  • the setpoint of the sump level is set to a changed amount of feed fluid set.
  • the change in capacity is also called load change.
  • F / D ratio ratio of liquid to steam
  • the object of the invention is therefore to provide a method provide a low-temperature rectification with constant product purity Load changes, as well as in the event of malfunctions with fluctuating amount of feed fluid guaranteed.
  • This object is achieved in that the amount of liquid, which is taken from the bottom of the column operating at higher pressure and which is fed to the column operating at a lower pressure, via a Flow control is regulated, with a manipulated variable for the flow control a desired flow rate is set and the level of the Liquid in the bottom of the column operating at higher pressure without Set the target value according to the amount of liquid withdrawn.
  • a FIC unit Flow Indicated Control
  • This unit usually has one Flow meter, as well as at least one with the flow meter over a Control line connected, controllable valve.
  • the low-temperature rectification system is preferably a low-temperature rectification system for air separation. It is particularly preferred to increase the Operational safety in addition to flow control, a sump level indicator (level Indicator), the purpose of which is to exceed a displayed maximum value for the sump level, as well as the shortfall a set minimum value. Expediently, the described A warning signal is given if the values are exceeded or not reached.
  • level Indicator level Indicator
  • a further development of the invention provides that the low-temperature rectification system in addition to the higher pressure column and the an argon column with a Has top condenser and liquid from the sump which at higher pressure working column in the top condenser and from the top condenser in the lower pressure column is passed, the amount of liquid, which is taken from the bottom of the column operating at higher pressure, is regulated by means of a flow control, wherein a valve is actuated which the amount of fluid to be fed into the lower pressure column determined, and a valve is actuated that the corresponding amount of fluid in allows the top condenser of the argon column to enter.
  • the degree of opening of the two valves by means of a split range control is particularly advantageous specified. This divides the from the swamp withdrawn amount of liquid. The distribution of the quantity on the both valves specified in proportions. When the flow rate changes the valve positions adapt automatically according to their proportions.
  • the invention has the advantage that even with fluctuations Use fluid amount only a constant amount of liquid from the bottom of the higher pressure working column is removed. This leaves the Liquid feed into the column operating at lower pressure constant and undisturbed. The rectification in the column operating at a lower pressure remains unchanged good. The product purity is maintained. Furthermore, one Flow control an easy to implement with little effort on components reliable control method.
  • the change in the amount of feed fluid is only reflected in a change in the The sump level is noticeable, which corresponds to that from the Bottom of the amount withdrawn from the column operating at higher pressure Liquid adjusts.
  • Liquid adjusts To increase security, there are only a maximum value and a Minimum value set for the sump level. If the specified limit is exceeded Maximum value for the sump level and if the specified level is undershot A jerk signal is expediently given as a minimum value.
  • the bottom level of the column operating at higher pressure can fall or increase without having a disruptive effect on the rectification.
  • the amount of liquid withdrawn from the sump increases or the amount of feed air reduced. It can also be the amount of nitrogen-rich liquid in the column operating at a lower pressure or into a storage tank.
  • FIG. 1 shows a column 1 operating at higher pressure, one at lower pressure column 2, a subcooler 3, and a FIC control 4 (Flow Indicated Control 4), a valve 5, and a control line 6 are shown.
  • the withdrawn from the bottom of column 1 operating at higher pressure Liquid is passed through the subcooler 3 to the FIC control 4, which is a Has flow meter.
  • the flow and the resulting one Feed via the valve 5 into the column 2 operating at a lower pressure regulated so that the F / D ratio in column 2 also changes The quantity of input air remains constant.
  • the flow of the Fluids measured after the fluid has passed the subcooler 3.
  • a sump level indicator 7 (Level Indicator 7) attached at Exceeding a specified maximum value for the sump level and at Emits a signal if the value falls below a specified minimum value.
  • FIG. 2 shows in addition to those already described in the section on FIG. 1 Components an argon column 8, a top condenser 9 of the argon column 8, and a second control line 10, which controls a second valve 11 through which the supply amount of fluid is fed into the top condenser 9 of the argon column 8 becomes.
  • the FIC control 4 is designed as a split range control 4, which ensures that the division of those extracted from the swamp Amount of liquid on the two valves 5, 11 when the Flow rate through the FIC unit is adjusted so that the Readjust valve positions automatically according to their fluid content.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Kapazität einer Tieftemperatur-Rektifikationsanlage, bei dem ein Fluid in eine bei höherem Druck arbeitende Kolonne (1) einer Tieftemperatur-Rektifikationsanlage eingeleitet wird, welche die bei höherem Druck arbeitende Kolonne (1) und eine bei niedrigerem Druck arbeitende Kolonne (2) aufweist, und bei dem Flüssigkeit von dem Sumpf der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne (1) in die bei niedrigerem Druck arbeitende Kolonne (2) geleitet wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der Flüssigkeit, die aus dem Sumpf der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne (1) entnommen wird und der bei niedrigerem Druck arbeitenden Kolonne (2) zugeführt wird, über eine Durchflussregelung (4) geregelt wird, wobei eine Stellgröße für die Durchflussregelung (4) auf eine gewünschte Durchflussmenge eingestellt und sich der Pegelstand der Flüssigkeit im Sumpf der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne (1) ohne Sollwertvorgabe entsprechend der entnommenen Menge an Flüssigkeit einstellt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Kapazität einer Tieftemperatur-Rektifikationsanlage, bei dem ein Fluid in eine bei höherem Druck arbeitende Kolonne einer Tieftemperatur-Rektifikationsanalge eingeleitet wird, welche die bei höherem Druck arbeitende Kolonne und eine bei niedrigerem Druck arbeitende Kolonne aufweist, und bei dem Flüssigkeit von dem Sumpf der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne in die bei niedrigerem Druck arbeitende Kolonne geleitet wird.
Bekannt sind Regelverfahren zur Änderung der Kapazität einer Tieftemperatur-Rektifikationsanlage, bei denen in der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne ein Sollwert für den Sumpfpegel als Stellgröße eingestellt wird. Durch Änderung des Sollwerts des Sumpfpegels wird die Anlage auf eine geänderte Menge an Einsatzfluid eingestellt. Die Änderung der Kapazität wird auch Lastwechsel genannt. Bei einer mit einem Lastwechsel einhergehenden Änderung der Menge des Einsatzfluids tritt in der Rektifikationskolonne vorübergehend eine Änderung des Verhältnisses von Flüssigkeit zu Dampf (F/D-Verhältnis) auf. Diese Änderung zieht eine unerwünschte Änderung der Reinheit der Produkte nach sich. Die bekannten Regelverfahren haben daher zum Ziel, das F/D-Verhältnis möglichst konstant zu halten, so dass die Produkte der Rektifikationsanlage für verschiedene Lastfälle der Anlage die gleiche Reinheit aufweisen. Dies wird bei allen bekannten Verfahren durch eine Regelung des Sumpfpegels erreicht, die den Pegelstand als Stellgröße benutzt. Derartige Regelverfahren sind beispielsweise aus den Druckschriften EP 0 684 436 oder US 3,912,476 bekannt.
Darüber hinaus ist es bekannt, zum Konstanthalten des F/D-Verhältnisses Pufferspeicher einzusetzen. Diese Methode ist jedoch mit einem erheblichen baulichen Aufwand verbunden.
Bekannt ist außerdem, dass nicht nur bei Kapazitätsänderungen Maßnahmen ergriffen werden müssen, um das F/D-Verhältnis konstant zu halten, sondern auch bei auftretenden Betriebsstörungen. Beispielsweise führen Schwankungen in der Luftmenge bei einer Luftzerlegungsanlage zu unterschiedlichen Flüssigkeitszuläufen in den Sumpf der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne. Bei der bekannten Sumpfstandregelung, die den Sumpfstand konstant hält, wird die geänderte Flüssigkeitszulaufmenge auch als ebenso geänderte Flüssigkeitsablaufmenge weitergegeben. Das heißt, dass aus dem Sumpf der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne variable Stöme in die bei niedrigerem Druck arbeitende Kolonne gelangen. Dies wirkt sich in der bei niedrigerem Druck arbeitenden Kolonne negativ aus, weil die variable Flüssigkeitsaufgabe die Rektifikation stört.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das eine Tieftemperatur-Rektifikation mit gleichbleibender Produktreinheit bei Lastwechsel, wie auch bei Betriebsstörungen mit schwankender Einsatzfluidmenge gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Menge der Flüssigkeit, die aus dem Sumpf der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne entnommen wird und der bei niedrigerem Druck arbeitenden Kolonne zugeführt wird, über eine Durchflussregelung geregelt wird, wobei eine Stellgröße für die Durchflussregelung auf eine gewünschte Durchflussmenge eingestellt ist und sich der Pegelstand der Flüssigkeit im Sumpf der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne ohne Sollwertvorgabe entsprechend der entnommenen Menge an Flüssigkeit einstellt. Dabei ist als Durchflussregelung bevorzugt eine FIC-Einheit (Flow Indicated Control) als Regelungskomponente eingesetzt. Diese Einheit weist üblicherweise einen Durchflussmesser, sowie mindestens ein mit dem Durchflussmesser über eine Regelungsleitung verbundenes, ansteuerbares Ventil auf.
Bevorzugt ist die Tieftemperatur-Rektifikationsanlage eine Tieftemperatur-Rektifikationsanlage zur Luftzerlegung. Besonders bevorzugt wird zur Erhöhung der Betriebssicherheit zusätzlich zur Durchflussregelung ein Sumpfpegelanzeiger (Level Indicator) eingesetzt, dessen Zweck darin besteht, die Überschreitung eines festgelegten Maximalwerts für den Sumpfpegel anzuzeigen, sowie die Unterschreitung eines festgelegten Minimalwerts. Zweckmäßigerweise wird bei den beschriebenen Unter- bzw. Überschreitungen ein Warnsignal abgegeben.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Tieftemperatur-Rektifikationsanlage zusätzlich zu der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne und der bei niedrigerem Druck arbeitenden Kolonne eine Argonkolonne mit einem Kopfkondensator aufweist und Flüssigkeit von dem Sumpf der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne in den Kopfkondensator und von dem Kopfkondensator in die bei niedrigerem Druck arbeitende Kolonne geleitet wird, wobei die Menge der Flüssigkeit, die aus dem Sumpf der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne entnommen wird, mittels einer Durchflussregelung geregelt wird, wobei ein Ventil angesteuert wird, das die Menge an zuzuführendem Fluid in die bei niedriegerem Druck arbeitende Kolonne bestimmt, und ein Ventil angesteuert wird, das die entsprechende Menge an Fluid in den Kopfkondensator der Argonkolonne eintreten lässt.
Besonders vorteilhaft wird der Öffnungsgrad der beiden Ventile mittels einer Split-Range-Regelung vorgegeben. Dabei erfolgt eine Aufteilung der aus dem Sumpf entnommenen Flüssigkeitsmenge. Vorteilhaft wird die Verteilung der Menge auf die beiden Ventile in Anteilen vorgegeben. Bei einer Änderung der Durchflussmenge passen sich die Ventilstellungen entsprechend ihrer Anteile automatisch an.
Mit besonderem Vorteil wird bei einer Erhöhung der Kapazität einer Tieftemperatur-Rektifikationsanlage keine außerhalb der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne gespeicherte stickstoffreiche Flüssigkeit in die bei höherem Druck arbeitende Kolonne eingeführt. Bevorzugt werden der Sumpf und das anschließende Leitungsnetz in der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne, sowie gegebenenfalls der Kopfkondensator der Argonkolonne als Flüssigkeitspuffer bei Laständerungen eingesetzt. Damit wird das konstanthalten des F/D-Verhältnisses erleichtert. Mit Vorteil wird auch eine Kombination von beidem als Pufferspeicher eingesetzt.
Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass auch bei Schwankungen der Einsatzfluidmenge nur eine konstante Flüssigkeitsmenge aus dem Sumpf der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne entnommen wird. Dadurch bleibt die Flüsigkeitsaufgabe in die bei niedrigerem Druck arbeitende Kolonne konstant und ungestört. Die Rektifikation in der bei niedrigerem Druck arbeitenden Kolonne bleibt unverändert gut. Die Produktreinheit bleibt erhalten. Des Weiteren ist eine Durchflussregelung eine einfach, mit geringem Aufwand an Bauteilen zu realisierende, zuverlässige Regelungsmethode.
Die Änderung der Einsatzfluidmenge macht sich jeweils nur in einer Änderung des Sumpfpegels bemerkbar, der sich ohne Sollwertvorgabe entsprechend der aus dem Sumpf der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne entnommenen Menge an Flüssigkeit einstellt. Zur Erhöhung der Sicherheit sind lediglich ein Maximalwert und ein Mmimalwert für den Sumpfpegel festgelegt. Bei Überschreitung des festgelegten Maximalwerts für den Sumpfpegel sowie bei Unterschreitung des festgelegten Minimalwerts wird zweckmäßigerweise ein Wamsignal abgegeben. Innerhalb dieser Grenzen kann der Sumpfpegel der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne fallen oder steigen, ohne dass das störende Auswirkungen auf die Rektifikation hat.
Für den Fall, dass eine Überschreitung des festgelegten Maximalwerts oder eine Unterschreitung des festgelegten Minimalwerts für den Sumpfpegel durch ein Wamsignal angezeigt wird, stehen mehrere Maßnahmen zu Verfügung, die alle darauf abzielen, den Sumpfpegel wieder in den unkritischen Bereich zwischen dem Maximal- und dem Minimalwert zu bringen. Allen Maßnahmen ist gemein, dass ein oder mehrere der Fluidströme, die aus der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne heraus oder in diese hinein strömen, in ihrem Durchsatz verändert werden.
Beispielsweise wird bei einer Überschreitung des Maximalwerts für den Sumpfpegel die Entnahmemenge an Flüssigkeit aus dem Sumpf erhöht oder die Einsatzluftmenge vermindert. Es kann auch die Einspeisemenge der stickstoffreichen Flüssigkeit in die bei niedrigerem Druck arbeitende Kolonne oder in einen Speichertank erhöht werden.
Im Falle einer Unterschreitung des Minimalwerts für den Sumpfpegel in der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne werden die genannten Maßnahmen mit umgekehrtem Vorzeichen durchgeführt.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:
Figur 1
zeigt einen Ausschnitt einer Tieftemperatur-Rektifikationsanlage, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine FIC-Regelung aufweist.
Figur 2
zeigt einen Ausschnitt einer Tieftemperatur-Rektifikationsanlage mit Argonkolonne, wobei zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine FIC-Regelung vorgesehen ist, die zwei Ventile ansteuert.
Im einzelnen ist in der Figur 1 eine bei höherem Druck arbeitende Kolonne 1, eine bei niedrigerem Druck arbeitende Kolonne 2, ein Unterkühler 3, sowie eine FIC-Regelung 4 (Flow Indicated Control 4), ein Ventil 5, sowie eine Regelungsleitung 6 gezeigt. Die aus dem Sumpf der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne 1 entnommene Flüssigkeit wird über den Unterkühler 3 zu der FIC-Regelung 4 geleitet, die einen Durchflussmesser aufweist. Der Durchfluss und die sich daraus ergebende Einspeisung über das Ventil 5 in die bei niedrigerem Druck arbeitende Kolonne 2 wird so geregelt, dass das F/D-Verhältnis in der Kolonne 2 auch bei sich ändemder Einsatzluftmenge konstant bleibt. Mit besonderem Vorteil wird der Durchfluss des Fluids gemessen nachdem das Fluid den Unterkühler 3 passiert hat. Zur Erhöhung der Sicherheit ist im Bereich des Sumpfes der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne 1 vorteilhaft ein Sumpfpegelanzeiger 7 (Level Indicator 7) angebracht, der bei Überschreitung eines festgelegten Maximalwerts für den Sumpfpegel sowie bei Unterschreitung eines festgelegten Minimalwerts ein Signal abgibt.
Die Figur 2 zeigt zusätzlich zu den bereits im Abschnitt über die Figur 1 beschriebenen Komponenten eine Argonkolonne 8, einen Kopfkondensator 9 der Argonkolonne 8, sowie eine zweite Regelungsleitung 10, die ein zweites Ventil 11 ansteuert, durch das die Zufuhrmenge an Fluid in den Kopfkondensator 9 der Argonkolonne 8 eingespeist wird. Die FIC-Regelung 4 ist in diesem Beispiel als Split-Range-Regelung 4 ausgeführt, wodurch sichergestellt ist, dass die Aufteilung der aus dem Sumpf entnommenen Flüssigkeitsmenge auf die beiden Ventile 5, 11 bei einer Änderung der Durchflussmenge durch die FIC-Einheit so angepasst wird, dass sich die Ventilstellungen entsprechend ihren Fluidanteilen automatisch nachregeln.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Regelung der Kapazität einer Tieftemperatur-Rektifikationsanlage, bei dem ein Fluid in eine bei höherem Druck arbeitende Kolonne (1) einer Tieftemperatur-Rektifikationsanlage eingeleitet wird, welche die bei höherem Druck arbeitende Kolonne (1) und eine bei niedrigerem Druck arbeitende Kolonne (2) aufweist, und bei dem Flüssigkeit von dem Sumpf der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne (1) in die bei niedrigerem Druck arbeitende Kolonne (2) geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der Flüssigkeit, die aus dem Sumpf der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne (1) entnommen wird und der bei niedrigerem Druck arbeitenden Kolonne (2) zugeführt wird, über eine Durchflussregelung (4) geregelt wird, wobei eine Stellgröße für die Durchflussregelung (4) auf eine gewünschte Durchflussmenge eingestellt ist und sich der Pegelstand der Flüssigkeit im Sumpf der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne (1) ohne Sollwertvorgabe entsprechend der entnommenen Menge an Flüssigkeit einstellt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tieftemperatur-Rektifikationsanlage eine Tieftemperatur-Rektifikationsanlage zur Luftzerlegung ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tieftemperatur-Rektifikationsanlage zusätzlich zu der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne (1) und der bei niedrigerem Druck arbeitenden Kolonne (2) eine Argonkolonne (8) mit einem Kopfkondensator (9) aufweist und Flüssigkeit von dem Sumpf der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne (1) in den Kopfkondensator (9) und von dem Kopfkondensator (9) in die bei niedrigerem Druck arbeitende Kolonne (2) geleitet wird, wobei die Menge der Flüssigkeit, die aus dem Sumpf der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne (1) entnommen wird, mittels einer Durchflussregelung (4) geregelt wird, wobei ein Ventil (5) angesteuert wird, das die Menge an zuzuführendem Fluid in die bei niedrigerem Druck arbeitende Kolonne (2) bestimmt, und ein Ventil (11) angesteuert wird, das die entsprechende Menge an Fluid in den Kopfkondensator (9) der Argonkolonne (8) eintreten lässt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungsgrad der beiden Ventile (5, 11) mittels einer Split-Range-Regelung (4) vorgegeben wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Erhöhung der Kapazität einer Tieftemperatur-Rektifikationsanlage keine außerhalb der bei höherem Druck arbeitenden Kolonne (1) gespeicherte stickstoffreiche Flüssigkeit in die bei höherem Druck arbeitende Kolonne (1) eingeführt wird.
EP20010122754 2000-09-21 2001-09-21 Regelverfahren für eine Tieftemperatur-Rektifikationsanlage Expired - Lifetime EP1191291B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20010122754 EP1191291B1 (de) 2000-09-21 2001-09-21 Regelverfahren für eine Tieftemperatur-Rektifikationsanlage

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10047102A DE10047102A1 (de) 2000-09-21 2000-09-21 Regelverfahren für eine Tieftemperatur-Rektifikationsanlage
DE10047102 2000-09-21
EP01103827 2001-02-15
EP01103827A EP1191290A1 (de) 2000-09-21 2001-02-15 Regelverfahren für eine Tieftemperatur-Rektifikationsanlage
EP20010122754 EP1191291B1 (de) 2000-09-21 2001-09-21 Regelverfahren für eine Tieftemperatur-Rektifikationsanlage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1191291A1 true EP1191291A1 (de) 2002-03-27
EP1191291B1 EP1191291B1 (de) 2005-05-04

Family

ID=27214078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20010122754 Expired - Lifetime EP1191291B1 (de) 2000-09-21 2001-09-21 Regelverfahren für eine Tieftemperatur-Rektifikationsanlage

Country Status (1)

Country Link
EP (1) EP1191291B1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0299751A2 (de) * 1987-07-16 1989-01-18 The BOC Group, Inc. Verfahren und Apparat zur Regelung der Speiseströme der Argonkolonne
DE3732363A1 (de) * 1987-09-25 1989-04-06 Linde Ag Verfahren und vorrichtung zum wiederanfahren einer gaszerlegungsanlage
FR2676371A1 (fr) * 1991-05-17 1992-11-20 Air Liquide Colonne de distillation d'air a garnissage ondule-croise.
US5901580A (en) * 1993-04-29 1999-05-11 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process and installation for the separation of air
EP0935109A2 (de) * 1998-02-04 1999-08-11 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0299751A2 (de) * 1987-07-16 1989-01-18 The BOC Group, Inc. Verfahren und Apparat zur Regelung der Speiseströme der Argonkolonne
DE3732363A1 (de) * 1987-09-25 1989-04-06 Linde Ag Verfahren und vorrichtung zum wiederanfahren einer gaszerlegungsanlage
FR2676371A1 (fr) * 1991-05-17 1992-11-20 Air Liquide Colonne de distillation d'air a garnissage ondule-croise.
US5901580A (en) * 1993-04-29 1999-05-11 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process and installation for the separation of air
EP0935109A2 (de) * 1998-02-04 1999-08-11 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft

Also Published As

Publication number Publication date
EP1191291B1 (de) 2005-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69727044T2 (de) Regelsystem zur überspannungsverhütung bei dynamischen kompressoren
EP0399197B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Tieftemperaturzerlegung von Luft
DE2427230C3 (de) System zum Mischen von Gasen
DE2756916C2 (de) Vorrichtung zur Einrichtung der Fördermenge einer Wasserwerk-Pumpenanordnung
EP1845323A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Druckprodukts durch Tieftemperatur-Luftzerlegung
DE2732361C2 (de) Steuervorrichtung für einen Stoffauflaufkasten mit mehreren Kanälen für eine Papiermaschine zur Herstellung von mehrlagigen Papierbahnen
EP1664551A1 (de) Steueranordnung und verfahren zur druckmittelversorgung von zumindest zwei hydraulischen verbrauchern
DE112005001691T5 (de) Anordnung und Verfahren zum Steuern bzw. Regeln der Ableitung von Kohlendioxid für Klimaanlagensysteme
EP0328729A2 (de) Verfahren und Einrichtung zum Regeln von Turbokompressoren
DE60214174T2 (de) Verfahren und anlage zur erzeugung von elektrischer energie durch eine gasturbine, die mit einer luftzerlegungsanlage versehen ist
DE102009060454B4 (de) Vorrichtung zur Aerosolerzeugung
EP3141295A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur auftrennung eines gasgemisches mittels einer membraneinheit
DE3601714A1 (de) Vorrichtung zur anreicherung von atemgas mit sauerstoff
DE3540285A1 (de) Verfahren und einrichtung zum regeln von turbokompressoren
EP1191291B1 (de) Regelverfahren für eine Tieftemperatur-Rektifikationsanlage
EP1191290A1 (de) Regelverfahren für eine Tieftemperatur-Rektifikationsanlage
DE10160603A1 (de) Verfahren zur Regelung von Sortiersystemen sowie zur Durchführung dieses Verfahrens geeignetes Sortiersystem
DE3100322A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines homogenen gemisches
WO1988006114A1 (en) Hydraulic device with regulable pump
EP0974880A1 (de) Selbstadaptiver PID-Regler
DE4204172A1 (de) Verfahren zur behandlung eines einsatzstromes und verfahren zur tieftemperaturzerlegung von luft
DE10249383A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur variablen Erzeugung von Sauerstoff durch Tieftemperatur-Zerlegung von Luft
DE60130997T2 (de) Adsorptionsverfahren und vorrichtung zur herstellung von stickstoff und eine solche vorrichtung enthaltender getränkespender
DE1519707A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Steuerung einer kontinuierlichen Destillation
DE10130754A1 (de) Regelung einer Luftzerlegungsanlage mit Argongewinnung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

17P Request for examination filed

Effective date: 20020821

AKX Designation fees paid

Free format text: AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

17Q First examination report despatched

Effective date: 20040311

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20050504

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20050504

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20050504

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20050504

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20050504

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REF Corresponds to:

Ref document number: 50106083

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20050609

Kind code of ref document: P

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20050804

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20050804

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20050804

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20050815

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20050805

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20050921

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20050921

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20050930

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20050930

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20050930

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20050930

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20050930

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20051017

NLV1 Nl: lapsed or annulled due to failure to fulfill the requirements of art. 29p and 29m of the patents act
REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FD4D

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

ET Fr: translation filed
26N No opposition filed

Effective date: 20060207

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

BERE Be: lapsed

Owner name: LINDE A.G.

Effective date: 20050930

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: CA

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20090916

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20090917

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20091012

Year of fee payment: 9

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20100921

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20110531

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 50106083

Country of ref document: DE

Effective date: 20110401

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110401

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100930

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100921