ES2267236T3 - Unidad de separacion que comprende un dispositivo para controlar el flujo de almenos un fluido. - Google Patents
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Abstract
ESTA INVENCION DESCRIBE UN DISPOSITIVO DE REGULACION DE CAUDAL DE, POR LO MENOS, UN FLUIDO O EFLUENTE CIRCULANTE EN UN LECHO MOVIL SIMULADO QUE COMPRENDE VARIOS LECHOS COLOCADOS EN BUCLE CERRADO EN, AL MENOS, UNA COLUMNA (1) CROMATOGRAFICA Y QUE COMPRENDE, POR LO MENOS, UN ORGANO DE RECIRCULACION DE FLUIDO Y QUE TIENE, AL MENOS, DOS LINEAS DE INYECCION DE FLUIDO BAJO CONTROL DE CAUDAL Y, POR LO MENOS, DOS LINEAS DE TRASIEGO DE FLUIDO, ESTANDO UNA DE DICHAS LINEAS DE TRASIEGO (EXTRACTO O REFINADO) BAJO CONTROL DE CAUDAL, ESTANDO EL OTRO (60) BAJO CONTROL DE PRESION MEDIANTE, POR LO MENOS, UNA VALVULA DE MANDO (6) QUE SE CARACTERIZA POR EL HECHO DE QUE DICHA LINEA (60) DE TRASIEGO BAJO CONTROL DE PRESION, ADEMAS DE LA VALVULA DE CONTROL, TIENE, AL MENOS, UN ORGANO DE RESTRICCION (201) QUE PERMITE BAJAR LA PRESION EN UN SENTIDO DESCENDENTE, POR LO MENOS, DE UNO DE LOS LECHOS. ESTA INVENCION SE PUEDE APLICAR A LA SEPARACION DE UNO DE LOS ISOMEROS DEL XILENO.
Description
Unidad de separación que comprende un
dispositivo para controlar el flujo de al menos un fluido.
La invención se refiere a un dispositivo y a un
procedimiento de regulación indirecta de caudal de al menos un
fluido, un efluente por ejemplo, en una zona cromatográfica que
contiene una fase fija, adsorbente o tamiz molecular por ejemplo.
Más particularmente la invención permite obtener presiones dentro de
una gama de presiones predeterminada río arriba y río abajo de una o
de preferencia de válvulas de regulación en una zona de adsorción en
lecho móvil simulado, a contra-corriente o a
co-corriente.
La invención se aplica, particularmente, en la
separación de al menos un isómero de xileno y en particular del
paraxileno a partir de cargas de hidrocarburos que lo contienen.
La técnica anterior se ilustra por las patentes
EP-A-415.822,
US-5.156.736 y
FR-A-2.743.002 que describe la
puesta en práctica de más rendimiento.
Un lecho móvil simulado comprende al menos tres
zonas cromatográficas, ventajosamente cuatro o cinco, estando cada
una de estas zonas constituida por al menos una columna o un tramo
de columna. Al menos un punto entre dos zonas sirve para la
inyección de una carga a fraccionar y al menos un punto entre dos
zonas sirve para la inyección de un eluyente o desborbente o
disolvente. Además, el lecho móvil simulado comprende al menos un
punto de trasiego de un extracto entre el punto de inyección de
eluyente y el punto de inyección de la carga situada río abajo en el
sentido de circulación del desorbente y al menos un punto de
trasiego de un refinado entre cada punto de inyección de la mezcla y
el punto de inyección de eluyente situado río abajo en el sentido de
la circulación del desorbente.
El conjunto de columnas o tramos forma al menos
un bucle cerrado que contiene al menos una bomba de reciclado, entre
dos tramos, regulada en caudal (entre el primero y el último tramo
por ejemplo).
Se desfasa, generalmente, en el tiempo en un
mismo sentido (río abajo o río arriba) los puntos de inyección y de
trasiego de al menos un tramo o columna.
Resulta primordial respetar los caudales de
efluentes que circulan por una zona a otra y que deben permanecer
sustancialmente constantes en una zona dada. En efecto, una pequeña
variación de caudal, incluso en una sola zona puede tener una
influencia muy grande en el resultado de la separación.
Se considera, por ejemplo, el caso de un lecho
móvil simulado, a contra-corriente que comprende
cuatro zonas con una bomba de reciclado y dos flujos entrantes, el
desorbente y la carga, y dos flujos salientes, el extracto y el
refinado.
La zona 1 está situada entre el desorbente y el
extracto, la zona 2 está situada entre el extracto y la carga, la
zona 3 está situada entre la carga y el refinado y la zona 4 entre
el refinado y el desorbente. Los caudales en las diferentes zonas
son los siguientes cuando la bomba se encuentra en la zona 1 por
ejemplo:
- Caudal de zona 1: caudal de la bomba.
- Caudal de la zona 2: caudal de la zona 1 - caudal del extracto
- Caudal de la zona 3: caudal de la zona 2 + caudal de carga
- Caudal de zona 4: caudal de zona 3 - caudal de refinado.
Todos los errores sobre los caudales de los
flujos que entran o salen repercuten por consiguiente en el caudal
de reciclado y deben por consiguiente controlarse con precisión.
Cada vez que uno de los flujos entrante o
saliente del bucle pasa de un lado a otro de la bomba de reciclado,
por ejemplo de una posición inmediatamente anterior a una posición
inmediatamente posterior a la bomba de reciclado cuando se realiza a
contra-corriente simulada, dos dificultades se
presentan desde el punto de vista de la regularidad de los
caudales:
- la primera dificultad se refiere a la bomba de
reciclado, cuando cambia de zona. Es muy importante que su caudal
sea casi instantáneamente modificado y que el nuevo caudal, el de la
nueva zona donde se encuentra, sea regulado con precisión y de forma
estable sin que el paso de un caudal a otro se realice de forma
demasiado lenta (caso de una regulación amortiguada) o con
fluctuaciones alrededor del nuevo valor (caso de una regulación con
acciones rápidas).
Este primer problema técnico está en relación
con el cambio de zonas. En efecto, es muy importante que el caudal
pase de un primer valor a otro valor deseado instantáneamente. Se ha
observado, por ejemplo que con una variación del caudal de reciclado
del 0,6%, se observaba una variación de 4,2% sobre la pureza.
En efecto, resulta que un regulador de caudal
que regula un caudal de forma estable, al cual se proporciona una
nueva consigna, tarda un cierto tiempo en regular al nuevo valor. El
paso de un caudal a otro que debe ser rápido, es preciso que la
ganancia del regulador sea importante. En este caso, la regulación
no es muy estable. Se tiene por consiguiente la elección entre una
regulación rápida pero fluctuante o una regulación fina y estable
pero con inercia. Estas dos soluciones no son aceptables para
regular un lecho móvil simulado cuyo objetivo es alcanzar purezas
elevadas.
- la segunda dificultad se refiere al caudal del
flujo entrante, o saliente, de la unidad. En efecto, el caudal de
este flujo debe mantenerse constante, y con una precisión muy buena,
mientras que su punto de inyección, o de trasiego, pasa de una
presión baja, la presión de aspiración de la bomba, a una presión
elevada, la presión de descarga de la bomba (la diferencia de
presión corresponde a la pérdida de carga en el conjunto de columnas
o tramo de columna).
Es muy importante resolver bien estos problemas
para obtener buenos resultados de separación.
La solución propuesta, por la técnica anterior,
consiste en no dejar al regulador actuar solo sino, utilizando un
autómata, un ordenador, o cualquier otro medio que pueda actuar
sobre el regulador, con el fin de imponer a dicho regulador detener
temporalmente su regulación, imponerle simultáneamente modificar su
acción (preposicionamiento de la acción), de forma que la nueva
acción impuesta, tal como un porcentaje de apertura de válvula, una
frecuencia de corriente para un motor, un voltaje, etc., corresponda
a las nuevas condiciones que aseguran una buena regulación del
caudal considerado, y seguidamente, pero de hecho casi
inmediatamente, poner de nuevo en acción el regulador:
- -
- en el caso de la bomba de reciclado para cambiar un caudal de una zona a otra,
- -
- en el caso de un efluente para mantener un caudal en presencia de una fuerte variación de las condiciones de presión.
Se obtienen, así, los correctos caudales sin
oscilaciones y prácticamente de forma instantánea. El conjunto de
las operaciones descritas dura entre 1/100 y 10 segundos y lo más a
menudo entre 1/10 y 5 segundos según los casos.
Los ejemplos del texto de la técnica anterior se
aplican a una unidad piloto que comprende por ejemplo 24 lechos y
una única bomba de recirculación.
Cuando el procedimiento de regulación de los
caudales según la técnica anterior (FR 95/15526) se aplica a la
unidad descrita en las figuras 1A, 1B y 2, se observa que subsisten
perturbaciones residuales en particular sobre el caudal del refinado
(ver figuras 3A, 3B, 3D, 3C).
El examen de estas figuras permite comprender
mejor la naturaleza de este problema. Las figuras 1A y 1B muestran
como se regulan las presiones y los caudales en el interior del
bucle cerrado de los 24 lechos que constituyen el lecho móvil
simulado. Dos adsorbedores 1 y 2 comprenden cada uno 12 lechos de
1,3 m de altura y 7,6 m de diámetro. Dos bombas 9 y 10 permiten
establecer una circulación de líquido en el interior de los
adsorbedores. Un medidor de caudal 3 y una válvula de regulación de
caudal 4 permiten controlar con una precisión muy buena (0,2%) un
caudal comprendido entre 1100 y 3200 m^{3}/h entre los
adsorbedores 1 y 2. Una válvula de extracción de refinado 6 bajo
control de presión permite mantener una presión de consigna 5 en la
aspiración de la bomba 9. Una válvula de control 8 permite mantener
una presión de consigna 7 en la aspiración de la bomba 10. Por
referencia a un ciclo de 24 periodos donde el desorbente se inyecta
sobre el primer lecho del adsorbedor 1, la válvula de control 6 se
encuentra en comunicación directa con el adsorbedor 2 en el
transcurso de los periodos 1 a 3 y 16 a 24 (figura 1b) y con el
adsorbedor 1 en el transcurso de los periodos 4 a 15. Entre los
periodos 3 y 4 la extracción del refinado pasa del fondo de
adsorbedor 2 a la cabeza del adsorbedor 1, entre los periodos 15 y
16 la extracción del refinado pasa del fondo del adsorbedor 1 a la
cabeza del adsorbedor 2. Válvulas de todo o nada que permiten la
puesta en comunicación con un lecho determinado con el circuito de
extracción tardan aproximadamente 2,5 segundos para pasar de la
posición abierta a la posición cerrada (o a la inversa). La pérdida
de carga media en cada uno de los dos adsorbedores es de 4,2 bares.
Cuando la válvula de control 6 está conectada con el fondo de uno de
los dos adsorbedores, su apertura es de aproximadamente un 67%,
cuando se conecta en cabeza de uno de los adsorbedores, su apertura
es de aproximadamente un 55%, el tiempo de maniobra para pasar del
67% de apertura al 55% de apertura es de aproximadamente 2,5
segundos. Según la técnica anterior los mejores resultados se
obtienen imponiendo a la válvula de control 6 pasar al 55% de
apertura aproximadamente 2 segundos antes de la maniobra de las
válvulas todo o nada y manteniendo esta apertura durante
aproximadamente 6 segundos, al inicio de estos 6 segundos la válvula
se recupera en automático por el controlador. Se aprecia igualmente
que los mejores resultados son obtenidos con tiempos de anticipación
y de mantenimiento ligeramente diferentes en el transcurso de las
dos transiciones de fondo a la cabeza del adsorbedor. Las válvulas
de control 4 y 8 son maniobradas según el mismo principio con sin
embargo tiempos de anticipación o de retraso y de mantenimiento
diferentes.
La figura 2 muestra la disposición de los
trasiegos y de las inyecciones en el bucle. El circuito de
extracción de refinado comprende 24 válvulas todo o nada numeradas
601 a 612 y 651 a 662 (solo las válvulas 601 a 603 y 651 a 653 están
representadas), estas 24 válvulas están conectadas con la válvula de
control 6 de presión por mediación de los conductos 60, 61 y 62. El
circuito de extracción de extracto comprende 24 válvulas todo o nada
numeradas 1201 a 1212 y 1251 a 1262 (solo las válvulas 1201 y 1253
están representadas), estas 24 válvulas están conectadas con el
medidor de caudal 11 y con la válvula de control de caudal 12 por
mediación de los conductos 120, 121 y 122. El circuito de inyección
de carga comprende 24 válvulas todo o nada numeradas 1301 a 1312 y
1351 a 1362 (solo la válvula 1353 está representada), estas 24
válvulas están conectadas con una bomba 15, a un medidor de caudal
14 y a una válvula de control de caudal 13 por mediación de los
conductos 130, 131 y 132. El circuito de inyección de desorbente
comprende 24 válvulas todo o nada numeradas 1601 a 1612 y 1651 a
1662 (solo la válvula 1653 está representada), estas 24 válvulas
están conectadas con una bomba 18, con un medidor de caudal 17 y con
una válvula de control de caudal 16 por mediación de los conductos
130, 131 y 132.
Las figuras 3A, 3B, 3C y 3D presentan registros
de los cuatro caudales principales durante un ciclo completo. Las
consignas de caudal de desorbente (fig. 3A), de extracto (fig. 3C) y
de carga (fig. 3B) son respectivamente de 830 m^{3}/h, 320
m^{3}/h y 480 m^{3}/h. Se observa que las amplitudes de
variación alrededor de la consigna son de más o menos 5 m^{3}/h
para el extracto y la carga y de más o menos 5m^{3}/h para el
desorbente. El caudal medio resultante de refinado (fig. 3D) es de
990 m^{3}/h. Para este flujo particular las amplitudes de
variación son de más o menos 50 m^{3}/h en lugar de los 20
m^{3}/g a los cuales se podría esperar (suma de las amplitudes de
variación de los otros caudales). En estas condiciones, se obtiene
una producción de paraxileno de 74 t/h con una pureza de 99,87% y un
rendimiento del 94,5%.
Estas perturbaciones son de dos tipos:
1) cada vez que se permuta la extracción del
refinado de río arriba a río abajo de las bombas de recirculación,
no obstante el preposicionamiento de la válvula de control de
refinado y una anticipación de su maniobra con el fin de tener en
cuenta el tiempo de maniobra de algunos segundos y de la diferencia
de presión de algunos bares, se observa que la presión regulada en
el fondo de uno de los dos adsorbedores y el caudal de refinado
experimentan una perturbación.
2) cada vez que se permuta otro de los flujos
principales desde la cabeza al fondo del adsorbedor, se observa una
perturbación residual mínima sobre el caudal del flujo que se está
tratando de permutar, y una perturbación inducida sobre el caudal de
refinado.
Los inconvenientes de estas perturbaciones del
caudal de refinado son:
1) la columna de destilación situada río abajo
de la válvula de control del refinado que admite un caudal sacado,
se produce por consiguiente un sobredimensionamiento con relación a
un caudal de entrada mucho más regular.
2) un caudal de refinado sacado provoca impulsos
de caudales internos particularmente en las zonas 3 y 4 del lecho
móvil simulado. Con el fin de garantizar que los constituyentes del
refinado no puedan atravesar la zona 4, se está obligado a bajar el
caudal en la zona 4, es decir aumentar el caudal de desorbente con
relación a un funcionamiento ideal. Con el fin de no bajar el caudal
en la zona 3 (por consiguiente el caudal de carga y a fin de cuentas
la productividad de la unidad) se está obligado a tolerar una
pérdida de constituyente buscado en el extracto un poco más fuerte
que lo que se hubiese obtenido con un funcionamiento ideal.
Es claro por consiguiente que la aplicación de
la técnica anterior no permite obtener un caudal de refinado muy
regular, y que para los demás flujos, cada cambio de etapa da lugar
a una pequeña perturbación claramente observable en los registros de
las figuras 3A, 3B, 3C, 3D.
El objeto de la invención es reducir al mínimo
estas perturbaciones residuales de caudal por medio de al menos un
dispositivo mecánico simple. Más generalmente el objeto de la
invención es obtener en unidades de separación en lecho móvil
simulado caudales de aporte y de trasiego así como caudales internos
lo más constantes posibles, e indirectamente utilizar menos
desorbente y aumentar el rendimiento.
Un objeto particular de la invención es asegurar
una presión sustancialmente constante justo río arriba de las
válvulas de regulación de los flujos de trasiego del lecho móvil
simulado. Un segundo objeto particular de la invención es asegurar
una presión sustancialmente constante justo río abajo de las
válvulas de regulación de los flujos de inyección en el lecho móvil
simulado.
Es bien conocido que una cadena de regulación de
caudal o de presión constituida por un captador, un regulador
generalmente que funciona según el algoritmo Proporcional Integral
Derivado (PID) y por una válvula debe asegurar dos funciones:
- 1)
- mantener la medición lo más cerca posible de la consigna mientras que la indicada consigna permanece fija (o sea un rechazo rápido de las perturbaciones),
- 2)
- llevar de nuevo la medición al valor de la consigna lo más rápidamente posible cuando la indicada consigna se cambia (o sea una continuación rápida).
En el caso de un lecho móvil simulado puesto que
se trasiega y se inyecta en secuencia a partir de o hacia una serie
de lechos, donde transcurre un fluido, es la presión río arriba de
las válvulas de trasiego o la presión río abajo de las válvulas de
inyección que varía en función de la posición de la inyección o del
trasiego. El valor de la consigna permanece por consiguiente
constante pero las condiciones en uno de los bornes de la válvula de
regulación varían. El regulador P.I.D. debe por consiguiente
reajustar la posición de la válvula en cada permuta.
\newpage
La invención consiste por consiguiente en
colocar uno o varios dispositivos mecánicos que permiten bajar la
presión, juiciosamente dispuestos en el circuito de extracción bajo
control de presión (generalmente el refinado) y de preferencia en
colocar uno o varios dispositivos mecánicos que permiten bajar la
presión en cada uno de los circuitos de extracción y de introducción
en el bucle de lechos que constituyen el lecho móvil simulado.
De forma más precisa, la invención se refiere a
una unidad de separación en lecho móvil simulado por al menos un
isómero de xileno a partir de una carga de hidrocarburos que lo
contiene que comprende una pluralidad de lechos dispuestos en bucle
cerrado en al menos una columna cromatográfica, al menos un órgano
de recirculación de fluido, y que comprende al menos dos conductos
de inyección de fluido bajo control de caudal y al menos dos
conductos de trasiego de fluido, estando uno de los indicados
conductos de trasiego (extracto o refinado) bajo control de caudal,
estando el otro bajo control de presión por mediación de al menos
una válvula de control,
caracterizada porque el indicado conducto de
trasiego bajo control de presión comprende al menos un órgano de
restricción, y de preferencia varios órganos de restricción en
paralelo o en serie, que permiten bajar la presión entre uno al
menos de los lechos y la válvula de control de presión, estando este
o estos órganos concebidos para asegurar, río arriba de la indicada
válvula, una presión sustancialmente constante o bien situada dentro
de una gama de valores comprendidos entre el valor de presión de
trasiego la más baja PO y el valor de PO aumentado por una fracción
de la pérdida de carga de la columna.
En el caso de unidades piloto o de pequeñas
unidades industriales, un solo dispositivo por flujo extraído o
inyectado es necesario: se trata de un regulador de presión río
abajo o vertedor en el caso de un trasiego de fluido; para una
inyección de fluido se utilizará un regulador de presión río arriba.
Estos dispositivos puramente mecánicos bien conocidos de la técnica
anterior están esencialmente constituidos por un muelle y por una
membrana.
En el caso de grandes unidades industriales este
tipo de dispositivo no conviene muy bien: es por una parte demasiado
costoso y por otra parte, su tiempo de reacción es importante. Es
por consiguiente mucho más práctico que el conducto de trasiego bajo
control de presión comprenda varios órganos de restricción en
paralelo o en serie con el fin de mantener la presión río arriba de
la válvula de control de los flujos extraídos dentro de una gama
predeterminada. De preferencia este conducto de trasiego puede
comprender una pluralidad de orificios calibrados para asegurar una
presión sustancialmente constante río abajo de una válvula de
regulación de un flujo de inyección o río arriba de una válvula de
regulación de un flujo de trasiego. Según una variante, el conducto
de trasiego que comprende una válvula de control de presión
comprende como órgano de restricción que permite bajar la presión,
al menos una válvula de regulación de la presión diferencial en los
bornes de la válvula de control de presión, estando la indicada
válvula de regulación de presión diferencial situada río abajo de
la válvula de control de presión y en derivación del conducto de
trasiego.
Según un modo preferido, el conducto de trasiego
bajo control de presión que comprende al menos un órgano de
restricción puede ser el conducto de trasiego de un refinado.
El otro conducto de trasiego puede comprender
una válvula de control de caudal y al menos un órgano de restricción
situado entre al menos uno de los lechos y la entrada (río arriba)
de la válvula de trasiego bajo control de caudal. Como variante, la
misma puede comprender una válvula de control de caudal y al menos
una válvula de regulación de la presión diferencial en los bornes de
la válvula de control de caudal, estando la indicada válvula de
regulación de presión diferencial situada río abajo de la válvula de
control de caudal y en derivación del conducto de trasiego.
Según otra característica de la invención, al
menos uno de los conductos de inyección de fluido puede comprender
una válvula de control de caudal y al menos un órgano de restricción
situado entre la salida (río abajo) de la válvula de control de
caudal y al menos un lecho con el fin de mantener la presión río
abajo de la válvula de control de caudal dentro de una gama de
presiones predeterminada.
Según una variante, al menos uno de los
conductos de inyección de fluido puede comprender una válvula de
control de caudal y al menos una válvula de regulación de la
presión diferencial en los bornes de la válvula de control de
caudal, estando la indicada válvula de regulación de presión
diferencial situada río arriba de la válvula de control de caudal y
en derivación con el conducto de inyección. Esta válvula de
regulación de presión diferencial puede así constituir el órgano de
restricción mencionado más arriba, en este caso particular está
localizado río arriba de la válvula de control de caudal en lugar de
estar situado río abajo.
La invención se refiere también a un
procedimiento de regulación de caudales que utiliza el dispositivo
descrito según la reivindicación 10, caracterizado porque se
establece una pérdida de carga apropiada disponiendo al menos un
órgano de restricción y de preferencia varios órganos de restricción
en paralelo o en serie, de tamaño adecuado, en un conducto de
trasiego de un fluido de la o de las columnas entre al menos uno de
los lechos y una válvula de control de presión situada en el
indicado conducto de trasiego (extracto o refinado) con el fin de
obtener una presión río arriba de la indicada válvula dentro de una
gama de valores comprendidos entre el valor de presión de trasiego
el más bajo PO y el indicado valor PO aumentado por una fracción de
la pérdida de carga de la columna, y de preferencia igual a como
máximo el indicado valor PO aumentado con el 50% de la pérdida de
carga de la columna y de forma particularmente preferida igual a
como máximo el mencionado valor PO aumentado con el 10% de la
pérdida de carga de la columna.
\newpage
Según una característica del procedimiento, se
puede establecer una pérdida de carga adecuada disponiendo al menos
un órgano de restricción y de preferencia varios órganos de
restricción en paralelo o en serie, de tamaño adecuado, sobre al
menos uno de los conductos de inyección de un fluido en la o las
columnas entre la válvula de control de caudal situada en el
indicado conducto de inyección (carga o desorbente) y entre al
menos uno de los lechos con el fin de obtener una presión río abajo
de la indicada válvula dentro de una gama de valores comprendidos
entre el valor de presión de inyección el más fuerte PM y el
indicado valor PM restado por una fracción de la pérdida de carga
de la columna, y de preferencia igual a al menos el indicado valor
PM restado un 50% de la pérdida de carga de la columna y de forma
particularmente preferida igual a al menos el mencionado valor PM
restado un 10% de la pérdida de carga de la columna.
Según una variante, se puede regular la pérdida
de carga en los bornes de al menos una válvula de control de caudal
situada en al menos uno de los conductos de inyecciones (carga o
desorbente) situando una válvula de regulación de presión
diferencial río arriba de la válvula de control de caudal, en
derivación del conducto de inyección de fluido, con el fin de
obtener una diferencia de presión en los bornes de la válvula de
regulación de caudal comprendida entre un valor de referencia y el
indicado valor de referencia aumentado por una fracción de la
pérdida de carga de la columna, y de preferencia igual a como máximo
el indicado valor de referencia aumentado con un 50% de la pérdida
de carga de la columna y de forma particularmente preferida igual a
como máximo al indicado valor de referencia aumentado un 10% de la
pérdida de carga de la columna, estando el indicado valor de
referencia habitualmente comprendido entre 0,2 y 10 bares y más
particularmente entre 0,5 y 2 bares.
Según otra característica del procedimiento, se
puede establecer una pérdida de carga apropiada disponiendo al
menos un órgano de restricción y de preferencia varios órganos de
restricción en paralelo o en serie, de tamaño adecuado, en un
conducto de trasiego de un fluido de la o de las columnas entre al
menos uno de los lechos y una válvula de control de caudal situada
en la indicada línea de trasiego (extracto o refinado) con el fin
de obtener una presión río arriba de la indicada válvula en una gama
de valores comprendidos entre el valor de presión de trasiego el
más bajo P0 y el indicado valor P0 aumentado por una fracción de la
pérdida de carga de la columna, y de preferencia igual a como
máximo el indicado valor P0 aumentado un 50% de la pérdida de carga
de la columna y de forma particularmente preferida igual a como
máximo el indicado valor P0 aumentado un 10% de la pérdida de carga
de la columna.
La pérdida de carga creada por un orificio de
restricción es proporcional a K r v^{12}, donde K es una
constante, r es la masa volúmica del fluido y v la velocidad lineal
en el orificio. Generalmente, se puede considerar que la velocidad
máxima tolerable en el orificio es del orden de 15 metros por
segundo, y que la pérdida de carga máxima creada por un orificio
calibrado no excede de 1 bar aproximadamente.
Se puede utilizar el procedimiento del modo
siguiente:
La forma más sencilla de proceder sería poner en
cada lecho, entre cada válvula todo o nada y el conducto común de
extracción o de trasiego un número de orificios de restricción que
dependen de cada uno de los niveles de presión y de trasiego. Por
ejemplo si la pérdida de carga por lecho es de 0,35 bares y si doce
lechos están dispuestos en cada una de las columnas, para obtener
una presión constante río arriba de una válvula de control de
trasiego, para el trasiego del primero de los lechos se disponen en
serie cinco orificios que aseguran cada uno una pérdida de carga de
0,7 bares y un orificio que asegura una pérdida de carga de 0,35
bares. Para el trasiego del segundo de los lechos se dispone una
serie de cinco orificios que aseguran cada uno una pérdida de carga
de 0,7 bares. Para el trasiego del tercero de los lechos se disponen
en serie cuatro orificios que aseguran cada uno una pérdida de
carga de 0,7 bares y un orificio que asegura una pérdida de carga de
0,35 bares. Para el trasiego del cuarto de los lechos se dispone en
serie cuatro orificios que aseguran cada uno una pérdida de carga
de 0,7 bares. Para el trasiego del quinto de los lechos se dispone
en serie tres orificios que aseguran cada uno una pérdida de carga
de 0,7 bares y un orificio que asegura una pérdida de carga de 0,35
bares. Para el trasiego del sexto de los lechos se disponen en serie
tres orificios asegurando cada uno una pérdida de carga de 0,7
bares. Para el trasiego del séptimo de los lechos se disponen en
serie dos orificios que aseguran cada uno una pérdida de carga de
0,7 bares y un orificio que asegura una pérdida de carga de 0,35
bares. Para el trasiego del octavo de los lechos se disponen en
serie dos orificios que aseguran cada uno una pérdida de carga de
0,7 bares. Para el trasiego del noveno de los lechos se dispone en
serie un orificio que asegura cada uno una pérdida de carga de 0,7
bares y un orificio que asegura una pérdida de carga de 0,35 bares.
Para el trasiego del décimo de los lechos se dispone un orificio que
asegura una pérdida de carga de 0,7 bares. Para el trasiego del
undécimo de los lechos se dispone un orificio que asegura una
pérdida de carga de 0,35 bares. O sea 36 orificios calibrados por
columna y por corriente inyectada o trasegada. El número total de
orificios de restricción para la totalidad del bucle sería por
consiguiente de 288.
Muy felizmente, en el caso anteriormente citado,
una disposición más juiciosa permite reducir de 36 a 11 el número
de orificios de restricción por columna y por corriente inyectada o
trasegada: para el trasiego del primero de los lechos se dispone un
orificio que asegura cada uno una pérdida de carga de 0,35 bares.
Para el trasiego del segundo de los lechos no se dispone de
orificio alguno, en el conducto común entre el segundo y el tercer
lecho se dispone un orificio que asegura una pérdida de carga de 0,7
bares. Para el trasiego del tercero de los lechos se dispone un
orificio que asegura una pérdida de carga de 0,35 bares. Para el
trasiego del cuarto de los lechos no se dispone ningún orificio, en
el conducto común entre el cuarto y el quinto lecho se dispone un
orificio que asegura una pérdida de carga de 0,7 bares. Para el
trasiego del quinto de los lechos se dispone un orificio que
asegura una pérdida de carga de 0,35 bares, para el trasiego del
sexto de los lechos no se dispone ningún orificio, en el conducto
común entre el sexto y el séptimo lecho se dispone un orificio que
asegura una pérdida de carga de 0,7 bares. Para el trasiego del
séptimo de los lechos se dispone un orificio que asegura cada uno
una pérdida de carga de 0,35 bares.
Para el trasiego del octavo de los lechos no se
dispone ningún orificio, en el conducto común entre el octavo y el
noveno lecho se dispone un orificio que asegura una pérdida de carga
de 0,7 bares. Para el trasiego del noveno de los lechos se dispone
un orificio que asegura una pérdida de carga de 0,35 bares. Para el
trasiego del décimo de los lechos no se dispone ningún orificio, en
el conducto común entre el décimo y el undécimo lecho se dispone un
orificio que asegura una pérdida de carga de 0,7 bares. Para el
trasiego del undécimo de los lechos se dispone un orificio que
asegura una pérdida de carga de 0,35 bares.
Según la amplitud tolerada de variación de
presión, el número de lechos, el número de bombas de recirculación
en el bucle, y el tiempo de maniobra de la válvula de control, se
podrán disponer de 2 a 30 orificios calibrados por circuito de
extracción.
La invención se comprenderá mejor a la vista de
los ejemplos siguientes:
La figura 4 presenta un ejemplo de realización
según la invención en el caso en que se tolere aproximadamente 1 bar
de variación de presión río arriba de la válvula de control de
refinado: basta con 6 orificios calibrados para obtener una presión
comprendida entre 8,35 y 9,4 bares. Solo el adsorbedor 1 está
representado en la figura 4.
La pérdida de carga para un caudal interno medio
de aproximadamente 2000 m^{3}/h es de 4,2 bares, la pérdida de
carga media a través de cada uno de los lechos es de aproximadamente
0,35 bares, esta pérdida de carga se reparte a razón de
aproximadamente 0,27 bares para el tamiz molecular y 0,08 bares para
atravesar uno de los platos 101 a 111. Los platos 101 a 111
contienen además una serie de orificios de distribución mediante
flujo principal inyectado o trasegado. El diámetro de estos
orificios y el de los conductos que ponen en comunicación los
orificios en cada una de las cuatro bridas de conexión con el
exterior del adsorbedor han sido calculados para que la pérdida de
carga entre el interior y el exterior del absorbedor sea de 1 bar.
La válvula 601 de trasiego constituye una singularidad ya que se
encuentra directamente en comunicación con la descarga de la bomba
de recirculación 10. Según la invención se han colocado tres
orificios calibrados 200, 201 y 202 en el conducto 60. (Los
orificios correspondientes están situados en el conducto 61 que
conecta el adsorbedor 2 (figura 2) con la válvula de control 6 no
representados en la figura). El orificio calibrado 200 realiza una
pérdida de carga de 1 bar, mientras que los orificios calibrados 201
y 202 realizan cada uno una pérdida de carga de 1,4 bar. Para
simplificar la descripción se ha llamado "el orificio calibrado
201 y el orificio calibrado 202" una serie de dos orificios
calibrados que realizan cada uno una pérdida de carga de 0,7 bares.
El balance de presión según la posición de la extracción del
refinado se facilita a continuación:
Periodo 4: el refinado es extraído por la
válvula 601: presión en el conducto de recirculación 13,2 bares,
presión río abajo del orificio 200 12,2 bares, presión río abajo del
orificio 201 10,8 bares, presión río abajo del orificio 202 9,4
bares.
Período 5: el refinado es extraído por la
válvula 602: presión el adsorbedor a nivel del plato 101 12,85
bares, presión río arriba del orificio 201, 11,85 bares, presión
río abajo del orificio 201 10,45 bares, presión río abajo del
orificio 202 9,05 bares.
Período 6: el refinado es extraído por la
válvula 603: presión en el absorbedor a nivel del plato 102 12,5
bares, presión río arriba del orificio 201 11,5 bares, presión río
abajo del orificio 201 10,1 bares, presión río abajo del orificio
202 8,65 bares.
Período 7: el refinado es extraído por la
válvula 604: presión en el adsorbedor a nivel del plato 103 12,15
bares, presión río arriba del orificio 201 11,15 bares, presión río
abajo del orificio 201 9,75 bares, presión río abajo del orificio
202, 8,35 bares.
Periodo 8: el refinado es extraído por la
válvula 605: presión en el absorbedor a nivel del plato 104, 11,8
bares, presión río arriba del orificio 202 10,8 bares, presión río
abajo del orificio 202 9,4 bares.
Período 9: el refinado es extraído por la
válvula 606: presión en el adsorbedor a nivel del plato 105 11,45
bares, presión río arriba del orificio 202 10,45 bares, presión río
abajo del orificio 202 9,05 bares.
Período 10: el refinado es extraído por la
válvula 607: presión en el adsorbedor a nivel del plato 106, 11,1
bares, presión río arriba del orificio 202, 10,1 bares, presión río
abajo del orificio 202 8,7 bares.
Período 11: el refinado es extraído por la
válvula 608: presión en el adsorbedor a nivel del plato 107 10,75
bares, presión río arriba del orificio 202 9,75 bares, presión río
abajo del orificio 202 8,35 bares.
Período 12: el refinado es extraído por la
válvula 609: presión el adsorbedor a nivel del plato 108 10,4 bares,
presión río abajo del orificio 202 9,4 bares.
Período 13: el refinado es extraído por la
válvula 610: presión en el adsorbedor a nivel del plato 109 10,05
bares, presión río abajo del orificio 202 9,05 bares.
Período 14: el refinado es extraído por la
válvula 611: presión en el adsorbedor a nivel del plato 110 9,7
bares, presión río abajo del orificio 202 8,7 bares.
Período 15: el refinado es extraído por la
válvula 612: presión en el adsorbedor a nivel del plato 111 9,35
bares, presión río abajo del orificio 202 8,35 bares. La presión
medida entre el orificio 202 y la válvula de control 6 varía entre
8,35 y 9,4 bares. La apertura de la válvula de control de 64,5 al
67%. El preposicionamiento con mantenimiento de la válvula durante
5 segundos se produce entre las etapas 3 y 4, 7 y 8, 11 y 12, 15 y
16, 19 y 20, 23 y 24. La fluctuación de caudal de refinado observada
alrededor del valor medio es de aproximadamente +/- 30 m^{3}/h.
Con esta modificación, se reducen los caudales de desorbente y de
refinado de 20 m^{3}/h manteniendo rendimientos idénticos, se
observa igualmente que la pérdida en desorbente en cabeza de la
columna de destilación de refinado se encuentra igualmente reducida
en aproximadamente un 30%, gracias al funcionamiento más
estable.
La figura 5 presenta un ejemplo de realización
según la invención en el caso en que se tolere aproximadamente 0,1
bar de variación de presión justo río arriba de la válvula de
control de refinado 6: es preciso entonces 24 orificios calibrados
para obtener una presión del orden de 8,35 bares río arriba de la
indicada válvula. Según la invención se han colocado doce
orificios calibrados 200 a 2111 en el conducto 60. (Los orificios
simétricos correspondientes situados en el conducto 61 que conectan
el absorbedor 2 con la válvula de control 6 no están representados
en la figura). Los orificios calibrados 203, 206 y 209 realizan cada
uno una pérdida de carga de 1,05 bares, el orificio calibrado 201
realiza una pérdida de carga de 1 bar, los orificios calibrados
200, 204, 207 y 211 realizan cada uno una pérdida de carga de 0,7
bares, los orificios calibrados 202, 205, 208 y 212 realizan cada
uno una pérdida de carga de 0,35 bares. El balance de presión según
la posición de la extracción del refinado se facilita a
continuación: periodo 4: el refinado es extraído por la válvula 601:
presión en el conducto de recirculación 13,2 bares, presión río
abajo de los orificios 200 y 201, 11,5 bares, presión río abajo del
orificio 203 10,45 bares, presión río abajo del orificio 206 9,4
bares, presión río abajo del orificio 209 8,35 bares.
Período 5: el refinado es extraído por la
válvula 602: presión en el adsorbedor a nivel del plato 101 12,85
bares, presión río arriba del orificio 202 11,85 bares, presión río
abajo del orificio 202 11,5 bares, presión río abajo del orificio
203 10,45 bares, presión río abajo del orificio 206 9,4 bares,
presión río abajo del orificio 209 8,35 bares.
Período 6: el refinado es extraído por la
válvula 603: presión en el adsorbedor a nivel del plato 102 12,5
bares, presión río arriba del orificio 203 11,5 bares, presión río
abajo del orificio 203 10,45 bares, presión río abajo del orificio
206 9,4 bares, presión río abajo del orificio 209 8,35 bares.
Período 7: el refinado es extraído por la
válvula 604: presión en el adsorbedor a nivel del plato 103 12,15
bares, presión río arriba del orificio 204 11,15 bares, presión río
abajo del orificio 204 10,45 bares, presión río abajo del orificio
206 9,4 bares, presión río abajo del orificio 209 8,35 bares.
Período 8: el refinado es extraído por la
válvula 605: presión en el adsorbedor a nivel del plato 104 11,8
bares, presión río arriba del orificio 205 10,8 bares, presión río
abajo del orificio 205 10,45 bares, presión río abajo del orificio
206 9,4 bares, presión río abajo del orificio 209 8,35 bares.
Período 9: el refinado es extraído por la
válvula 606: presión en el absorbedor a nivel del plato 105 11,45
bares, presión río arriba del orificio 206 10,45 bares, presión río
abajo del orificio 206 9,4 bares, presión río abajo del orificio
209 8,35 bares.
Período 10: el refinado es extraído por la
válvula 607: presión en el adsorbedor a nivel del plato 106, 11,1
bares, presión río arriba del orificio 207 10,1 bares, presión río
abajo del orificio 207 9,4 bares, presión río abajo del orificio
209 8,35 bares.
Período 11: el refinado es extraído por la
válvula 608: presión en el adsorbedor a nivel del plato 107 10,75
bares, presión río arriba del orificio 208 9,75 bares, presión río
abajo del orificio 208 9,4 bares, presión río abajo del orificio
209 8,35 bares.
Período 12: el refinado es extraído por la
válvula 609: presión en el adsorbedor a nivel del plato 107 10,4
bares, presión río arriba del orificio 209 9,4 bares, presión río
abajo del orificio 209 8,35 bares.
Período 13: el refinado es extraído por la
válvula 610: presión en el adsorbedor a nivel del plato 108 10,05
bares, presión río arriba del orificio 2111 9,05 bares, presión río
abajo del orificio 211 8,35 bares.
Período 14: el refinado es extraído por la
válvula 611: presión en el adsorbedor a nivel del plato 109 9,7
bares, presión río arriba del orificio 212 8,7 bares, presión río
abajo del orificio 212 8,35 bares.
\newpage
Período 15: el refinado se extractó por la
válvula 612: presión en el adsorbedor a nivel del plato 110 9,35
bares, presión río arriba de la válvula de regulación 6 8,35
bares.
La presión medida entre justo río arriba de la
válvula de control 6 es de 8,35 bares con fluctuaciones inferiores
a 0,1 bar. La apertura de la válvula de control es de
aproximadamente un 67%. El preposicionamiento de la válvula de
control 6 ya no es necesario. La fluctuación de caudal de refinado
observada alrededor del valor medio es de aproximadamente +/-25
m^{3}/h. La mejora con relación al ejemplo 1 no es muy importante:
las perturbaciones residuales provienen esencialmente de la suma de
las fluctuaciones de los otros flujos.
Todas las inyecciones y todos los trasiegos
están equipados según la invención: en el circuito de extracción se
tolera una variación de presión del orden de 1 bar, se sitúan por
consiguiente 6 orificios calibrados en este circuito, en el
circuito de refinación solo se tolera una variación de 0,35 bares se
sitúan por consiguiente 12 orificios calibrados en este
circuito.
En el circuito de carga se tolera una variación
de presión del orden de 1 bar, se sitúan por consiguiente 4
orificios calibrados en este circuito: en efecto el equivalente del
orificio 200 en la figura 4 no es necesario en este caso. La figura
6 presenta un ejemplo de realización según la invención donde no se
tolera más que una variación de presión de 0,35 bares río abajo de
la válvula de control de desorbente 16. Solo el adsorbedor 1 está
representado con sus 7 orificios indicados en 300 a 306 y el
circuito de inyección de desorbente comprende 14 orificios. Los
orificios calibrados 300, 302, 304, 306 realizan cada uno una
pérdida de carga de 0,35 bares, el orificio calibrado 301 realiza
una pérdida de carga de 0,7 bares, los orificios calibrados 303 y
305 realizan cada uno una pérdida de carga de 1,05 bares. Para
simplificar la descripción se ha llamado "orificio calibrado
303" a una serie de dos orificios calibrados que realizan cada
uno una pérdida de carga de 0,525 bares. Se observará además que el
conducto 162 está conectado con el conducto 160 en la parte alta y
ya no en la parte baja como en la figura 2. El balance de presión
según la posición de la extracción del refinado se facilita a
continuación:
Periodo 1: el desorbente se inyecta por la
válvula 1601: presión en el conducto de recirculación 13,2 bares,
presión río arriba del orificio 300 13,5 bares.
Periodo 2: el desorbente se inyecta por la
válvula 1602: presión en el adsorbedor a nivel del plato 101 12,85
bares, presión a nivel de la válvula 1602 13,85 bares.
Período 3: el desorbente se inyecta por la
válvula 1603: presión en el adsorbedor a nivel del plato 102 12,5
bares, presión a nivel de la válvula 1603 13,5 bares.
Período 4: el desorbente se inyecta por la
válvula 1604: presión en el adsorbedor a nivel del plato 103 12,15
bares, presión a nivel de la válvula 1604 13,15 bares, presión río
arriba del orificio 301 13,85 bares.
Período 5: el desorbente se inyecta por la
válvula 1605: presión en el adsorbedor a nivel del plato 104 11,8
bares, presión a nivel de la válvula 1605 12,8 bares, presión río
arriba del orificio 301 13,5 bares.
Período 6: el desorbente se inyecta por la
válvula 1606: presión en el adsorbedor a nivel del plato 105 11,45
bares, presión a nivel de la válvula 1606 12,45 bares, presión río
arriba del orificio 302 12,8 bares, presión río arriba del orificio
301 13,5 bares.
Período 7: el desorbente se inyecta por la
válvula 1607: presión en el adsorbedor a nivel del plato 106 11,1
bares, presión a nivel de la válvula 1607 12,1 bares, presión río
arriba del orificio 303 13,15 bares, presión río arriba del
orificio 301 13,85 bares.
Período 8: el desorbente se inyecta por la
válvula 1608: presión en el adsorbedor a nivel del plato 107 10,75
bares, presión a nivel de la válvula 1608 11,75 bares, presión río
arriba del orificio 303 12,8 bares, presión río arriba del orificio
301 13,5 bares.
Período 9: el desorbente se inyecta por la
válvula 1609: presión en el adsorbedor a nivel del plato 108 10,4
bares, presión a nivel de la válvula 1609 11,4 bares, presión río
arriba del orificio 304 11,75 bares, presión río arriba del
orificio 303 12,8 bares, presión río arriba del orificio 301 13,5
bares.
Período 10: el desorbente se inyecta por la
válvula 1610: presión en el adsorbedor a nivel del plato 109 10,05
bares, presión a nivel de la válvula 1610 11,05 bares, presión río
arriba del orificio 305 12,1 bares, presión río arriba del orificio
303 13,15 bares, presión río arriba del orificio 301 13,85
bares.
Periodo 11: el desorbente se inyecta por la
válvula 1611: presión en el adsorbedor a nivel del plato 110 9,7
bares, presión a nivel de la válvula 1611 10,7 bares, presión río
arriba del orificio 305 11,75 bares, presión río arriba del
orificio 303 12,8 bares, presión río arriba del orificio 301 13,5
bares.
\newpage
Período 12: el desorbente se inyecta por la
válvula 1612: presión en el adsorbedor a nivel del plato 111 9,35
bares, presión a nivel de la válvula 1612 10,35 bares, presión río
arriba del orificio 306 10,7 bares, presión río arriba del orificio
305 11,75 bares, presión río arriba del orificio 303 12,8 bares,
presión río arriba del orificio 301 13,5 bares.
La presión medida justo río abajo de la válvula
de control 16 se encuentra comprendida entre 13,5 y 13,85 bares. La
apertura de la válvula de control 16 se encuentra comprendida entre
46 y 47%. El preposicionamiento de la válvula control 16 no es ya
necesario. El preposicionamiento de las válvulas de control 4, 8, 12
y 13 sigue siendo necesario.
La fluctuación de caudal de refinado observada
alrededor del valor medio es 20 aproximadamente +/- 10 m^{3}/h.
La fluctuación de caudal de desorbente observada alrededor del valor
medio es inferior a +/- 5 m^{3}/h. Las fluctuaciones de los
caudales de carga y de extracto observadas alrededor del valor medio
son aproximadamente +/- 2 m^{3}/h.
La mejora con relación a la técnica anterior es
muy clara: reduciendo los caudales de desorbente y de refinado de
40 m^{3}/h, manteniendo constantes los caudales internos en las
zonas 1, 2 y 3 se mantiene una pureza idéntica y se observa un
aumento del rendimiento del 0,45%, con ello resulta que la
producción aumenta 0,3 t/h.
La invención comprende otra ventaja: en la
permuta de un lecho al siguiente, durante un breve momento
(aproximadamente 2 segundos) existe la posibilidad de derivación
entre estos dos lechos (se espera que la válvula siguiente sea
abierta antes de cerrar de nuevo la precedente). Para evitar esta
derivación no deseada se puede instalar una chapaleta
anti-retorno entre cada válvula todo o nada y los
conductos comunes de inyección y de trasiego, lo cual plantearía
los problemas siguientes: Estas chapaletas son mecánicamente muy
solicitadas (gran número de ciclos entre dos paradas) y pueden
estropearse por los golpes que experimentan, en particular las
situadas en el lecho donde la presión es la más baja para los
trasiegos y las dispuestas en el lecho donde la presión es la más
fuerte para las inyecciones experimentan impactos muy violentos
comparados a todos los demás. Orificios de restricción permite sino
suprimir totalmente la posibilidad de derivación, cuando menos
limitarla considerablemente.
Cuando la unidad es impulsada al máximo de su
capacidad (típicamente 110 a 120%) de su capacidad nominal o cuando
por el contrario la misma debe girar a su mínimo de capacidad
(típicamente del 55 al 60% de su capacidad nominal), la relación de
los caudales en estos dos casos varían del sencillo al doble. En una
primera aproximación, la pérdida de carga en los lechos es
proporcional a los caudales. Resulta con ello que los orificios de
restricción adaptados a la capacidad nominal no cumplen ya
totalmente su papel.
Cuando un funcionamiento de larga duración con
una capacidad significativamente diferente de la capacidad nominal
está previsto, es interesante sustituirlos por otro juego de
orificios adaptados a los nuevos caudales operativos.
La aplicación de la invención ha sido descrita
anteriormente para las unidades que comprenden una pluralidad de
válvulas todo o nada realizando las inyecciones y trasiegos. La
invención puede igualmente aplicarse a las unidades de tipo
"Sorbex". En estas unidades una válvula llamada "rotativa"
pone en comunicación por una parte cada uno de los lechos del lecho
móvil simulado y por otra parte de 4 a 7 flujos de inyección y de
trasiego. Una de las particularidades de las unidades de tipo
sorbex es que solo llevan un único conducto de conexión por lecho.
En el caso de la unidad de 24 lechos dispuestos en dos adsorbedores
de 12 lechos por ejemplo, serían precisos al menos 16 orificios
dispuestos en las 16 salidas cuyo nivel de presión es el más elevado
para obtener una variación de presión del orden de 1 bar río arriba
de las válvulas de control de refinado y de extracto. Para los
circuitos de inyección la diferencia de presión río abajo de las
válvulas de control de carga y de desorbente sería entonces
claramente aumentada, ya que para inyectar en los lechos de cabeza
de adsorbedor, se encontrarían las presiones más elevadas del bucle,
que serían todavía aumentadas por pérdidas de cargas de los
orificios de restricción, lo que resultaría desde luego en
inconvenientes evidentes para el experto en la materia.
Se presentan por consiguiente dos alternativas:
gracias a una modificación de este tipo de unidad se puede utilizar
el dispositivo preferido de la invención; otra posibilidad consiste
en utilizar una variante de la invención.
Para utilizar el dispositivo preferido de la
invención, es preciso utilizar dos válvulas rotativas: una dedicada
a las inyecciones, y la otra a los trasiegos. Además dos conductos
por lecho son necesarios: uno que conecta el lecho a la válvula
rotativa de las inyecciones, y la otra a la válvula rotativa de los
trasiegos. De esta manera se pueden colocar los orificios de
restricción adaptados para el trasiego en los conductos que conectan
cada uno de los lechos con la válvula rotativa dedicada a los
trasiegos, e, independientemente se pueden colocar los orificios de
restricción adaptados a las inyecciones en los conductos que unen
cada uno de los lechos con la válvula rotativa dedicada a la
inyección.
Una variante de la invención permite utilizar
como órgano de restricción una válvula de regulación de la presión
diferencial en los bornes de al menos una y de preferencia en los
bornes de cada una de las válvulas de control de caudal o de
presión. Naturalmente, sea cual fuere el tipo de unidad en lecho
móvil simulado, las soluciones que consisten en entremezclar el
dispositivo preferido de la invención y la variante son siempre
posibles.
Se observará que con caudal constante y apertura
constante de una válvula de regulación (por ejemplo cuando la misma
se encuentra en la modalidad manual), si se produce una perturbación
de presión río abajo de la válvula la misma se encuentra
repercutida río arriba (y a la inversa). Para una válvula de
inyección de líquido que debe trabajar con caudal constante y con
un porcentaje de apertura lo más constante posible, una regulación
de la presión diferencial en los límites de la válvula de control de
caudal permite evitar colocar una serie de orificios de restricción
en los conductos de inyección por ejemplo (en caso de las unidades
de tipo Sorbex en cada uno de los conductos que conectan cada lecho
con la válvula rotativa). En este caso, los diferentes niveles de
presión se retransmitirán río arriba de las válvulas de control de
caudal de las inyecciones.
En los bornes de la cadena de regulación de
caudal de desorbente constituida por un medidor de caudal y por la
válvula de control, se instala un captador de presión diferencial.
Esta medición ataca una segunda válvula de control que permite
reenviar líquido río arriba de la bomba de desorbente. Cuando la
válvula rotativa avanza una posición, la bajada o el aumento de
presión entre dos lechos consecutivos se repercutirá río arriba de
la válvula de control de caudal. Una apertura o un cierre de la
válvula de control de presión diferencial permita por consiguiente
mantener la pérdida de carga constante a través de la válvula de
control de caudal. En el caso particular en que la inyección de
desorbente pase de río arriba a río abajo de una de las bombas de
reciclado, el preposicionamiento de válvula descrito en la técnica
anterior será desde luego utilizado. La adición de la válvula de
control de presión diferencial solo consiste justo en desplazar el
problema de una válvula a otra estrictamente idéntica: en efecto
como se regula una presión de líquido por una derivación desde el
conducto de inyección, un bajo trasiego de líquido entre la bomba y
la válvula de control de caudal basta para hacer bajar la presión
río arriba de la válvula de caudal.
Los trasiegos pueden ser tratados de una manera
similar: un control de presión diferencial en los límites de la
válvula de control se realizará colocando río abajo la indicada
válvula de control, en derivación, una segunda válvula de
control.
Sin embargo con respecto al dispositivo
preferido de la invención (una serie de orificios) que reacciona de
manera instantánea, una cadena de regulación de presión diferencial
presenta siempre un tiempo de reacción y persisten pequeñas
oscilaciones residuales de caudal, además las acciones de dos
válvulas de control acopladas son más delicadas de regular que las
de una sola válvula.
Claims (14)
1. Unidad de separación en lecho móvil simulado
por al menos un isómero de xileno a partir de una carga de
hidrocarburos que lo contiene que comprende una pluralidad de lechos
dispuestos en bucle cerrado en al menos una columna (1)
cromatográfica, al menos un órgano de recirculación (9) de fluido, y
que comprende al menos dos conductos de inyección de fluido bajo
control de caudal y al menos dos conductos de trasiego de fluido,
estando uno de los indicados conductos de trasiego (extracto o
refinado) bajo control de caudal, estando el otro bajo control de
presión por mediación de al menos una válvula de control,
caracterizada porque el indicado conducto
(60) de trasiego bajo control de presión comprende al menos un
órgano de restricción (201), y de preferencia varios órganos de
restricción en paralelo o en serie, que permiten bajar la presión
entre uno al menos de los lechos y la válvula de control de presión,
estando este o estos órganos concebidos para asegurar, río arriba
de la indicada válvula, una presión sustancialmente constante o
bien situada dentro de una gama de valores comprendidos entre el
valor de presión de trasiego la más baja PO y el valor de PO
aumentado por una fracción de la pérdida de carga de la columna.
2. Unidad de separación según la reivindicación
1, en la cual la indicada fracción de la pérdida de carga de la
columna es igual al 50% de la pérdida de carga de la columna.
3. Unidad de separación según la reivindicación
2, en la cual la indicada fracción de la pérdida de carga de la
columna es igual al 10% de la pérdida de carga de la columna.
4. Unidad de separación según una de las
reivindicaciones 1 a 3, en la cual el conducto de trasiego bajo
control de presión contiene el refinado.
5. Unidad de separación según una de las
reivindicaciones 1 a 4 en la cual al menos uno de los conductos
(130) de inyección comprende una válvula (13) de control de caudal
y al menos un órgano de restricción situado entre la salida (río
abajo) de la válvula de control de caudal y al menos un lecho con el
fin de mantener la presión río abajo de la válvula de control de
caudal sustancialmente constante o dentro de una gama de valores
comprendidos entre el valor de presión de inyección más fuerte PM y
el valor de PM restado del 50% de la pérdida de carga de la
columna.
6. Unidad de separación según una de las
reivindicaciones 1 a 4, en la cual al menos uno de los conductos de
inyección comprende una válvula de control de caudal y al menos una
válvula de regulación de la presión diferencial en los límites de
la válvula de control de caudal, estando la indicada válvula de
regulación de presión diferencial situada río arriba de la válvula
de control de caudal y en derivación del conducto de inyección.
7. Unidad de separación según una de las
reivindicaciones 1 a 6, en la cual el otro conducto (120) de
trasiego comprende una válvula (12) de control de caudal y al menos
un órgano de restricción situado entre al menos uno de los lechos y
la entrada (río arriba) de la válvula de trasiego bajo control de
caudal.
8. Unidad de separación según una de las
reivindicaciones 1 a 6, en la cual el otro conducto de trasiego
comprende una válvula de control de caudal y al menos una válvula
de regulación de la presión diferencial en los bornes de la válvula
de control de caudal, situándose la indicada válvula de regulación
de presión diferencial río abajo de la válvula de control de caudal
y en derivación del conducto de trasiego.
9. Unidad de separación según una de las
reivindicaciones 1 a 8, en la cual el indicado conducto de trasiego
que comprende una válvula de control de presión comprende como
órgano de restricción que permite reducir la presión, al menos una
válvula de regulación de la presión diferencial en los bornes de la
válvula de control de presión, situándose la indicada válvula de
regulación de presión diferencial río abajo de la válvula de
control de presión y en derivación del conducto de trasiego.
10. Procedimiento de separación de al menos un
isómero de xileno a partir de una carga de hidrocarburos que lo
contienen, utilizado en una unidad de separación según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se establece
una pérdida de carga apropiada disponiendo al menos un órgano de
restricción (201) y de preferencia varios órganos de restricción en
paralelo o en serie, de tamaño adecuado, en un conducto de trasiego
(60) de un fluido de la o de las columnas entre al menos uno de los
lechos y una válvula (6) de control de presión situada en el
indicado conducto de trasiego (extracto o refinado) con el fin de
obtener una presión río arriba de la indicada válvula
sustancialmente constante o dentro de una gama de valores
comprendidos entre el valor de presión de trasiego más bajo PO y el
indicado valor PO aumentado por una fracción de la pérdida de carga
de la columna, y de preferencia igual a como máximo el indicado
valor PO aumentado con el 50% de la pérdida de carga de la columna
y de forma particularmente preferida igual a como máximo el
mencionado valor PO aumentado con el 10% de la pérdida de carga de
la columna.
11. Procedimiento de separación según la
reivindicación 10, caracterizado porque se establece una
pérdida de carga adecuada disponiendo al menos un órgano de
restricción y de preferencia varios órganos de restricción en
paralelo o en serie, de tamaño adecuado, sobre al menos uno de los
conductos (130) de inyección de un fluido (carga o desorbente) en
la o las columnas entre la válvula de control de caudal situada en
el indicado conducto de inyección y entre al menos uno de los
lechos con el fin de obtener una presión río abajo de la indicada
válvula sustancialmente constante o dentro de una gama de valores
comprendidos entre el valor de presión de inyección más fuerte PM y
el indicado valor PM restado por una fracción de la pérdida de carga
de la columna, y de preferencia igual a al menos el indicado valor
PM restado un 50% de la pérdida de carga de la columna y de forma
particularmente preferida igual a al menos el mencionado valor PM
restado un 10% de la pérdida de carga de la columna.
12. Procedimiento de separación según la
reivindicación 10, en el cual se regula la pérdida de carga en los
bornes de al menos una válvula de control de caudal situada en al
menos uno de los conductos de inyección (carga o desorbente) y en
el cual se coloca una válvula de regulación de presión diferencial
río arriba de la válvula de control de caudal, en derivación del
conducto de inyección de fluido, con el fin de obtener una
diferencia de presión en los bornes de la válvula de regulación de
caudal comprendida entre un valor de referencia y el indicado valor
de referencia aumentado una fracción de la pérdida de carga de la
columna, y de preferencia igual a como máximo el indicado valor de
referencia aumentado un 50% la pérdida de carga de la columna y de
forma particularmente preferida igual a como máximo el indicado
valor de referencia aumentado un 10% de la pérdida de carga de la
columna, estando el indicado valor de referencia habitualmente
comprendido entre 0,02 y 1 MPa y más particularmente entre 0,05 y
0,2 MPa.
13. Procedimiento de separación según una de las
reivindicaciones 10 a 12 en el cual se establece una pérdida de
carga apropiada disponiendo al menos un órgano de restricción y de
preferencia varios órganos de restricción, en paralelo o en serie,
de tamaño adecuado, en un conducto de trasiego de un fluido de la o
de las columnas entre al menos uno de los lechos y una válvula de
control de caudal situadas en el indicado conducto de trasiego
(extracto o refinado) con el fin de obtener una presión río arriba
de la indicada válvula sustancialmente constante o en una gama de
valores comprendidos entre el valor de presión de trasiego más bajo
PO y el mencionado valor PO aumentado en una fracción de la pérdida
de carga de la columna, y de preferencia igual a como máximo el
indicado valor PO aumentado un 50% la pérdida de carga de la columna
y de forma particularmente preferida igual a como máximo el
indicado valor PO aumentado un 10% de la pérdida de carga de la
columna.
14. Procedimiento de separación según una de las
reivindicaciones 10 a 12, en el cual se regula la pérdida de carga
en los bornes de al menos una válvula de control de caudal o de
presión situada en uno de los trasiegos (extracto o refinado) en el
cual se coloca una válvula de regulación de presión diferencial río
abajo de la válvula de control de presión o de caudal, en
derivación del conducto de trasiego de fluido, con el fin de
obtener una diferencia de presión en los bornes de la indicada
válvula de regulación comprendida entre un valor de referencia y el
mencionado valor de referencia aumentado una fracción de la pérdida
de carga de la columna, y de preferencia igual a como máximo el
indicado valor de referencia aumentado un 50% de la pérdida de
carga de la columna y de forma particularmente preferida igual a
como máximo al indicado valor de referencia aumentado un 10% de la
pérdida de carga de la columna, estando el indicado valor de
referencia habitualmente comprendido entre 0,02 y 1 MPa y más
particularmente entre 0,05 y 0,2 MPa.
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