PL102736B1 - Sposob regulacji ilosci ciepla doprowadzanego do sekcji ponownego odparowania w kolumnie destylacyjnej i uklad do regulacji ilosci ciepla doprowadzanego do sekcji ponownego odparowania w kolumnie destylacyjnej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób regulacji ilosci ciepla doprowadzanego do sekcji ponowne¬ go odparowania kolumny destylacyjnej lub frak¬ cjonujacej o dzialaniu ciaglym oraz uklad do re¬ gulacji ilosci ciepla doprowadzanego do sekcji ponownego odparowania kolumny destylacyjnej lub frakcjonujacej.

W rozumieniu niniejszego wynalazku pojecie kolumny destylacyjnej obejmuje takze kolumny frakcjonujace, redestylacyjne, odpadowe, przezna¬ czone do destylacji ekstrakcyjnej i podobne. W ni¬ niejszym opisie okreslenie — sekcja ponownego odparowania w kolumnie destylacyjnej, oznacza czesc znajdujaca sie pod najnizsza pólka kolum¬ ny. Czesc znajdujaca sie natomiast ponad naj¬ nizsza pólka kolumny jest nazywana sekcja frak¬ cjonowania, i obejmuje ona zarówno strefe rek¬ tyfikacji znajdujaca sie nad pólka zasilajaca jak tez strefe odpedowa pod ta pólka zasilajaca.

Jak wiadomo ponowne odparowywanie w pra¬ cy kolumny destylacyjnej polega na przepuszcza¬ niu goracej frakcji dolnej z sekcji ponownego odparowania przez zewnetrzny kociol ponownego odparowania gdzie przynajmniej czesc cieczy tej goracej cieklej fazy dolnej ulega odparowaniu.

Mieszanina fazy lotnej i gazowej jest stad za¬ wracana do sekcji ponownego odparowania w ko¬ lumnie. Pary przeplywaja ku górze z sekcji po¬ nownego odparowania do sekcji frakcjonujacej, gdzie sluza one do usuwania skladników o nfz- szej temperaturze wrzenia z przeplywajacej w dól fazy cieklej.

Najistotniejszym aspektem dla sprawnego, funk¬ cjonowania kolumny destylacyjnej jest bilans cieplny tej kolumny, na który wplywa najbar¬ dziej cieplo doprowadzane poprzez sekcje ponow¬ nego odparowania chociaz wiele parametrów eks¬ ploatacyjnych ma takze nie maly wplyw na bi¬ lans cieplny kolumny. Ponadto ogólnie rzecz bio¬ rac regulacja ilosci ciepla doprowadzanego do sek¬ cji ponownego odparowania jest najtrudniejsza do osiagniecia w stopniu wymaganym dla utrzy¬ mania zasadniczo stalego bilansu cieplnego. To wszystko dotyczy pracy kotla ponownego odparo¬ wywania niezaleznie od zakresu temperatur wrze¬ nia frakcji dolnej poddawanej ponownemu odpa¬ rowywaniu. Jednakze trudnosci towarzyszace re¬ gulacji ciepla doprowadzanego przez ponowne od- jparowywanie sa wieksze gdy ciecz poddawana po¬ nownemu odparowywaniu ma zakres temperatur wrzenia stosunkowo waski np. rzedu 5°C lub mniej.

Cieplo doprowadzane za posrednictwem znajdu¬ jacej sie w obiegu cieczy poddawanej ponowne¬ mu odparowaniu przyjmuje dwie rózne postacie, takie jak zwiekszone cieplo wyczuwalne ogrzanej cieczy przeplywajacej z powfotecn do sekcji po¬ nownego odparowania i utajone cieplo parowania pochloniete przez pary wytworzone w zewnetrz¬ nym kotle do ponownego odparowywania. To os- 102 736102736 3 tatnie stanowi zródlo najwiekszej ilosci ciepla do¬ prowadzanego do sekcji „ponownego odparowania i z koniecznosci musi byc ono scisle sterowane i/lub regulowane. Ponadto skutecznosc oddziela¬ nia dla uzyskania wymaganej czystosci produktu, destylacji W znacznym stopniu zalezy od ilosci wy¬ tworzonej pary oraz od sterowania jej wytwarza¬ niem.

W calym przemysle naftowym i petrochemicz¬ nym szeroko stosuje sie rozmaite rodzaje techniki destylacji dla oddzielania i odzyskiwania wybra¬ nych frakcji surowca albo zasadniczo czystych zwiazków. Na przyklad w procesie reformowania katalitycznego benzyny ciezkiej, czesc ciekla od¬ cieku ze strefy reakcyjnej jest poddawana po¬ nownej destylacji czesto w celu otrzymania benzyny lekkiej o zakresie temperatur wrzenia od 43 do 138°C i benzyny ciezkiej o zakresie temperatur Wrzenia od 138 do 204°C.

W procesach adsorpcyjnych gdzie weglowodory polarne sa oddzielane z ich mieszaniny z weglowo¬ dorami niepolarnymi, w których stosuje sie roz¬ puszczalnik o wiekszej selektywnosci do adsorbo- wania skladników polarnych mieszaniny, ostatecz¬ nie uzyskiwany produkt ma stosunkowo waski za¬ kres temperatur wrzenia i jego charakterystyka destylacji-jest zasadniczo taka sama jak czystego produktu.

Ponowne odparowywanie jest zasadniczo stoso¬ wane dla zapewnienia ipewnej ilosci substancji w postaci pary potrzebnej dla bilansu cieplnego i skutecznosci oddzielania, przez regulacje ilosci paliwa doprowadzanego do kotla ponownego od¬ parowywania w celu regulowania ilosci ciepla do¬ prowadzanego do sekcji odparowania ponownego kolumny destylacyjnej.

Z literatury technicznej znanych jest wiele roz¬ maitych metod stosowanych do regulowania ilosci ciepla doprowadzanego do sekcji ponownego od¬ parowania kolumny destylacyjnej.

Ze wzgledu na obszerny charakter opisów tych wszystkich technik nie beda one tutaj omawiane w sposób wyczerpujacy dla okreslenia stanu tech¬ niki. Ponizej opisano kilka typowych przykladów znanych metod. Jedna z dosc popularnych i sta¬ rych metod jest znacznie ulepszona do chwili obec¬ nej, metoda polegajaca na okresleniu bilansu ener¬ getycznego wokól kotla do ponownego odparowy¬ wania. Podobna zasade stosuje sie przy metodzie polegajacej na obliczaniu bilansu energetycznego wokól sekcji ponownego odparowania. Obie te metody, poza tym ze daja bardzo mala dokladnosc regulacji i sa malo skuteczne to jeszcze dodatko¬ wo wiaza sie z koniecznoscia wykonywania duzej ilosci pomiarów a sam bilans energetyczny jest skomplikowany i trudny do ustalenia.

Inna metoda regulacji polega na regulowaniu doplywu paliwa do kotla ponownego odparowy¬ wania w zaleznosci badz od temperatury substan¬ cji ogrzanej zawracanej z kotla do sekcji ponow¬ nego odparowania badz tez wydatku przeplywu tej sirastancji stanowiacej mieszanine faz. W tym ostatnim przypadku trzeba ustalic ilosc cieklej frakcji dolnej przeplywajacej do kotla za pomoca odpowiednich urzadzen do regulacji przeplywu. 4 Regulacja przeplywu ogrzanej frakcji zawra¬ canej do sekcji ponownego odparowania wia¬ ze sie z koniecznoscia pomiaru przeplywu pa¬ ry czego nie mozna dokonac z duza do- kladnoscia a ponadto zalezy od stalego wydat¬ ku przeplywu frakcji cieklej do kotla jako do istotnego czynnika. Regulacja w oparciu o tem¬ peratury bedzie zwykle wystarczajaca w przypad¬ ku gdy ciecz poddawana ponownemu odparowy- io waniu bedzie miala stosunkowo duzy zakres tem¬ peratur wrzenia ale nie jest korzystna w przypad¬ ku zasadniczo czystego zwiazku lub gdy jest to substancja o stosunkowo niewielkim zakresie tem¬ peratur wrzenia albo tez w przypadku gdy po- trzebne jest odparowywanie tylko w niewielkim stopniu.

Jak to przedstawiono powyzej najistotniejszym kryterium jest pomiar stopnia wyparowania w ogrzanej substancji, skladajacej sie z dwóch faz, zawracanej z kotla do sekcji ponownego odparo-* wania kolumny. Jest to szczególnie wazne w od¬ niesieniu do przypadków gdy fcakcje dolna sta¬ nowi zasadniczo czysty zwiazek.

Zwiazek pomiedzy pojemnoscia cieplna i tern- < peratura przy okreslonym stosunku procentowym odparowania wskazuje, ze w przypadku cieklej frakcji dolnej o stosunkowo duzym zakresie tem¬ peratur wrzenia wartosc A t na jednostke pojem- * ^ nosci cieplnej jest stosunkowo duza przy wzroscie 3(J procentowego stosunku odparowania. Tak wiec da¬ jace sie zmierzyc zmiany temperatury beda Wska¬ zywaly znaczne zmiany w stopniu odparowywania * i' odpowiednie zmiany w bilansie cieplnym kolum¬ ny. Zmiany takie moga byc wykorzystane do re- gulowania przeplywu paliwa do kotla tak, ze przez odparowanie wiekszej lub mniejszej ilosci cieczy bedzie mozliwe utrzymanie kolumny bardzo blisko stanu równowagi cieplnej.

Jednakze kontrola temperatury w przewodzie 40 zwrotnym nie jest w wystarczajacym stopniu sku¬ teczna przy regulacji w przypadkach gdy ciekla frakcja dolna jest zasadniczo czystym zwiazkiem lub gdy ma waski zakres temperatur wrzenia np. 5°C lub mniej. Wspomniany wyzej zwiazek 45 wskazuje, ze zmiana temperatury A t przy zmia¬ nie procentowego stosunku odparowania moze byc bardzo niewielka jesli nawet wystapi. Tak wiec pomiar temperatury w jakimkolwiek miejscu w obiegu prowadzacego przez kociol lub w dolnej 50 sekcji ponownego odparowania nie bedzie wystar¬ czajaco dokladna dla wskazania uzyskanego stop¬ nia odparowania. Temperatura bedzie w efekcie utrzymywala sie na takim samym poziomie nieza¬ leznie od tego czy w kotle ponownego odparowy- gg wania bedzie wytworzona nadmierna lub niedo¬ stateczna ilosc pary. Tak wiec utrzymanie kolum¬ ny destylacyjnej w stanie równowagi cieplnej lub blisko tego stanu bedzie w takich przypadkach wyjatkowo trudne. 6o Podobnie temperaturowa regulacja ciepla dopro¬ wadzanego do kotla odparowania ponownego nie bedzie skuteczna jesli ponownemu odparowywaniu poddawany bedzie czysty zwiazek lub mieszanina o waskim zakresie temperatur wrzenia, a to na tt skutek wplywu zmian cisnienia w kolumnie de-102 rae stylacyjnej. Wszelka zmiana cisnienia w kolufn- nie destylacyjnej bedzie powodowala odpowiednia zmiane temperatury wrzenia czystego zwiazku lub temperatury pary mieszaniny o waskim zakresie temperatur wrzenia bez widocznej zmiany szyb¬ kosci lub stopnia odparowywania. Dlatego tez zmiany cisnienia w kolumnie beda powodowaly zmiany temperatur, które nie beda rzeczywistym odzwierciedleniem zmian w przebiegu ponownego odparowywania. Tak wiec uklad regulacji tempe¬ raturowej bedzie powodowal zmiany kompensacyj¬ ne w ilosciach doprowadzanego ciepla wtedy gdy nie beda one potrzebne.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie lub przy¬ najmniej zmniejszenie do minimum opisanych wy¬ zej trudnosci.

Dla osiagniecia tego celu postawiono sobie za zadanie opracowac sposób regulacji pozwalajacy na uzyskanie stalej wydajnosci wytwarzania pary w kotle ponownego odparowywania przez nasta¬ wianie lub regulacje doplywu paliwa do kotla ponownego odparowywania w zaleznosci od syg¬ nalu reprezentujacego rzeczywista- ilosc pary prze¬ plywajaca do sekcji frakcjonowania w kolumnie destylacyjnej.

Sposób regulacji ilosci ciepla doprowadzanego do sekcji ponownego odparowywania w kolumnie destylacyjnej w zaleznosci od zmian w ustalonych warunkach pracy tej kolumny przez regulowanie ilosci cieklej frakcji dolnej, odprowadzanej z jed¬ nej strony podzielonej sekcji ponownego odparo¬ wania i doprowadzanej do kotla ponownego od¬ parowania oraz przez przeprowadzanie tej ogrza¬ nej frakcji dolnej, skladajacej sie z mieszaniny faz z kotla do drugiej czesci dzielonej sekcji po¬ nownego odparowania, wedlug wynalazku polega na. tym, ze mierzy sie wewnatrz kolumny ilosc pary wchodzacej w sklad mieszaniny faz prze¬ plywajacej z sekcji ponownego odparowywania do sekcji frakcjonowania kolumny destylacyjnej i re¬ guluje sie doplyw paliwa do kotla ponownego od¬ parowania w zaleznosci od sygnalu reprezentuja¬ cego ilosc pary przeplywajacej do sekcji frakcjo¬ nowania, a nadmiar cieklej frakcji dolnej z tej drugiej czesci dzielonej sekcji ponownego odpa¬ rowania odprowadza sie na zewnatrz kolumny.

Korzystne jest, jesli pomiar ilosci pary prze¬ plywajacej do sekcji frakcjonowania z sekcji po¬ nownego odparowania przeprowadza sie. wewnatrz sekcji ponownego odparowania w atmosferze za¬ sadniczo wolnej od cieczy.

Uklad do regulacji ilosci ciepla doprowadzane¬ go do sekcji ponownego odparowania w kolumnie destylacyjnej, skladajacy sie z zasobnika cieklej frakcji dolnej w sekcji ponownego odparowania, elementów do regulacji przeplywu czesci tej frak¬ cji dolnej do kotla ponownego odparowywania, przewodów przenoszacych ogrzana frakcje dolna w postaci mieszaniny dwóch faz lotnej i cieklej z tego kotla do sekcji ponownego odparowania oraz elementów do zmiany wydatku przeplywu paliwa w celu regulowania doplywu tego paliwa do kotla ponownego odparowania, wedlug wyna¬ lazku polega na tym, ze jest wyposazony w ele¬ menty do pomiarju przeplywu ilosci pary przeply- 6 wajacej do sekcji frakcjonowania oraz w regula¬ tor rejestrujacy do ustalenia sygnalu wskazuja¬ cego ilosc pary przeplywajacej w góre do sekcji frakcjonowania i przekazywania tego sygnalu do znanych elementów, zmieniajacych wydatek prze¬ plywu paliwa.

Uklad wedlug wynalazku moze takze posiadac drugi regulator przeplywu do odprowadzania dol¬ nej fazy cieklej z komory zasobnika na zewnatrz kolumny, który to regulator korzystnie jest pola¬ czony z komora zasobnikowa.

Zaleca sie, aby kociol ponownego odparowania mial postac wymiennika ciepla. Ponadto uklad wedlug wynalazku moze takze posiadac regulator wskaznikowy do pomiaru poziomu cieczy w sekcji ponownego odparowywania. W ukladzie takim ja¬ ko element do pomiaru przeplywu korzystnie moz¬ na zastosowac zwezke Venturiego wzglednie fcfy- ze. Korzystne Jest, aby w ukladzie wedlug wyna¬ lazku elementy do pomiaru przeplywu pary byly umieszczone w sekcji ponownego odparowywania w otoczeniu zasadniczo wolnym od cieczy.

Sposób i uklad regulacji, wedlug wynalazku, eliminuja trudnosci i niedogodnosci dotychczas znanych rozwiazan zwlaszcza w przypadku zasad¬ niczo czystych zwiazków lub mieszanin zwiazków, majacych stosunkowo -waskie granice temperatur wrzenia. Ma to miejsce dzieki dokonywaniu bez¬ posrednich wewnetrznych pomiarów przeplywu wytworzonej pary ku górze z sekcji ponownego odparowania do sekcji frakcjonowania. Sygnal wskazujacy ilosc pary, przeplywajacej do sekcji frakcjonowania jest przekazywany do elementów zmieniajacych doplyw paliwa, sluzacych do regu¬ lacji lub nastawiania ilosci paliwa doprowadza¬ nego w Jednostce czasu da kotla ponownego od¬ parowywania. Tak wiec zapewniony jest tutaj sta¬ ly wydatek przeplywu odparowanej substancji przez sekcje frakcjonowania kolumny destylacyj¬ nej przy parametrach roboczych kolumny utrzy¬ mujacych sie na stalym poziomie a takze regu¬ lacja szybko i latwo reagujaca w sensie kompen¬ sowania-zmian w ustalonych warunkach pracy- kolumny tak, ze zostaje utrzymana wymagana sprawnosc oddzielania w kolumnie.' Dalsza do¬ datkowa zaleta wynalazku polega na tym, ze moz¬ na utrzymac najnizszy stopien procentowego od¬ parowywania dla danych wartosci poszczególnych parametrów roboczych kolumny. Wewnetrzny po- miar^ przeplywu par jest wyjatkowo dokladny i czuly poniewaz nastepuje on w obszarze sekcji ponownego odparowania zasadniczo wolnym od cieczy.

Ponizej7 podano przyklady-procesów, w których sklad wchodzi oddzielanie i otrzymywanie czyste¬ go zwiazku lub mieszaniny o waskim zakresie temperatur odparowania, do których to procesów sposób wedlug wynalazku moce ibyc z korzyscia zastosowany. Jest to otrzymywanie styrenu w pro¬ cesie odwodorniania etylobenzenu, oddzielanie jed¬ nego z izomerów ksylenu od mieszaniny tego izo¬ meru z innymi izomerami ksylenu, oddzielanie we¬ glowodoru aromatycznego od jego mieszaniny z weglowodorami niearomatycznymi oraz oddzie¬ lanie i otrzymywanie etylobenzenu z jego miesza¬ lo 1.5 $5 40 45, 50 55 60 6510Z736 7 niny z róznymi izomerami ksylenu. Sa to przykla¬ dowe mozliwosci zastosowania wynalazku i w zad¬ nym stopniu nie ograniczaja zakresu ochrony.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykla¬ dzie wykonania na rysunku pokazujacym sche¬ mat ukladu do regulacji ilosci ciepla doprowadza¬ nego do sekcji ponownego odparowania kolumny destylacyjnej.

Przyklad ten jest ponizej omówiony w zastoso¬ waniu do procesu selektywnej ekstrakcji weglo¬ wodorów aromatycznych z ich mieszaniny z nie¬ aromatycznymi weglowodorami obejmujacymi za¬ równo parafiny jak i nafteny. W jednym z takich procesów stosuje sie destylacje ekstrakcyjna we¬ glowodorów zmieszanych z rozpuszczalnym w wo¬ dzie adsorbentem, adsorbujacym selektywnie we¬ glowodory aromatyczne, mp. adsorbentem typu sutóolanowego. Parametry destylacji ekstrakcyjnej byly nastepujace: adsorbent rozpuszczony w wo¬ dzie w stosunku wagowym 0,5% do 20%, stosunek predkosci doprowadzania roztworu adsorbentu do mieszaniny weglowodorów 2:1 do 6:1, cisnienie w kolumnie destylacyjnej pd 90 mm Hg cisnienia ab¬ solutnego do okolo 2,8 atmosfer, temperatura gór¬ nej frakcji od 54 do 166°C a frakcji dolnej na dnie sekcji powtórnego odparowania od 77 do oko¬ lo 182°C W kolumnie tej znajduje sie zasadniczo wolny od weglowodorów niearomatycznych eks¬ trakt skladajacy sie z roztworu adsorbentu i we¬ glowodorów aromatycznych ze znajdujaca sie nad nim faza gazowa rafinatu zawierajaca weglowo¬ dory niearomatyczne, wody w postaci pary wod¬ nej i stosunkowo minimalnej ilosci adsorbentu sulfolanowego., Rafinat jest skraplany i przemy¬ wany woda w celu odzyskania weglowodorów nie¬ aromatycznych zasadniczo wolnych od adsorbentu.

Weglowodory aromatyczne znajdujace sie w eks¬ trakcie sa oddzielane w kolumnie do odzyskiwa¬ nia adsorbentu. Jako medium odpedzajace zasto¬ sowano pare wodna i za pomoca tej pary oddzie¬ lono weglowodory aromatyczne od adsorbentu sul- folanowego. Frakcja górna skladajaca sie zasad¬ niczo z pary wodnej w zasadzie wolnej od adsor¬ bentu i weglowodorów aromatycznych zostala pod¬ dana skraplaniu dla otrzymania ostatecznego pro¬ duktu ekstrakcji. Woda zawracana byla do plucz¬ ki wodnej dla rafinatu. Odzysk weglowodorów aro¬ matycznych wyniósl 96,5% objetosciowo w sto¬ sunku do zawartosci w surowcu wyjsciowym a czystosc otrzymanych weglowodorów aronia- tycznych byla rzedu 99,0%.

Na rysunku pokazano kolumne ekstrakcyjna 1 taka jak zwykle stosuje sie przy ekstrakcji ad- sorbcyjnej weglowodorów aromatycznych przy zastosowaniu sulfolanu. Kolumna ekstrakcyjna. 1 ma sekcje frakcjonowania 4 znajdujaca sie nad najnizsza pólka 6 oraz sekcje ponownego odparo¬ wania 4a pod najnizsza pólka 6. Sekcja ponow¬ nego odparowania 4a jest podzielona przebiegajac ca po cieciwie przegroda 9 na dwie komory za¬ sobnikowe 9a i 9b na frakcje ciekla.

Sposób i uklad regulacji wedlug wynalazku sa opisane ponizej na przykladzie urzadzenia przezna¬ czonego do przetwarzania z wydajnoscia 863,04 mole/godz heptanu plus frakcja otrzymana z urza- 8 dzenia do reformowania katalitycznego. Surowiec wyjsciowy skladal sie w 83,96% z weglowodorów aromatycznych, 2,45% naftenów i 13,59% parafin.

Jako absofbent zastosowano sulfolan w ilosci 2,515 moli/godz zawierajacy 3,25% wody, wplywajacy do górnej czesci kolumny 1 poprzez otwór 3 w temperaturze okolo 127°C. Stosunek wydatku prze¬ plywu z jakim doprowadzano adsorbent w sto¬ sunku do doprowadzanego materialu wyjsciowego wynosil w przyblizeniu 3:1, przy czym material . wyjsciowy zawierajacy weglowodory byl dopro¬ wadzany przez przewód 2. Cisnienie robocze w sekcji ponownego odparowania wynosilo okolo 1,2 atmosfer, w miejscu doprowadzenia surowca wyjs¬ ciowego okolo 0,9 atmosfer a na górze kolumny okolo 0,5 atmosfer. Temperatura w sekcji ponow¬ nego odparowywania wynosila okolo 177°C a tem¬ peratura rafinatu odprowadzanego w postaci pary przewodem 5 wynosila okolo 140°C.

Kolumna destylacyjna 1 ma górna sekcje frak¬ cjonujaca 4, obejmujaca wszystkie pólki ponad pólka 6 czyli sekcje odpedowa i rektyfikacyjna.

Czesc kolumny 1 znajdujaca sie pod pólka 6 jest tutaj okreslana jako sekcja ponownego odparo^ wania. W sekcji ponownego odparowania 4a umieszczone sa elementy do pomiaru wydatku przeplywu oznaczone ogólnie przez 7. W sklad elementów do pomiaru przeplywu wchodzi rów¬ niez przegroda 9 przebiegajaca po cieciwie, która konczy sie w okreslonej odleglosci pod dolna pól¬ ka 6 i przebiega w dól przez sekcje ponownego odparowania 4a bedac rozlacznie polaczona z den¬ na czescia kolumny 1. W ten sposób sa utwo¬ rzone w tej sekcji dwie komory zasobnikowe 9a i 9b dla cieklej frakcji przy czym przegroda 9 wspólnie Ze scianka 10 tworza pionowo ku górze przebiegajacy kanal 11. W kanale 11 umieszczona jest kryza nalezaca do elementów do pomiaru przeplywu pary przeplywajacej ku górze do sekcji frakcjonujacej 4. Nad pionowym kanalem 11 znaj¬ duje sie daszek 8 zapobiegajacy przedostawaniu sie cieczy z pólki 6 w obreb kryzy umieszczonej w kanale pionowym U. Chociaz element pomia¬ rowy przeplywu jest tutaj nazywany kryza to jednak moze go stanowic takze zwezka Venturie- go. Istotna cecha ukladu polega tutaj na doko¬ nywaniu pomiaru przeplywu pary do sekcji frak¬ cjonujacej wewnatrz sekcji ponownego odparowa* nia najlepiej w obszarze wolnym zasadniczo od cieczy. Tak wiec wszystka ciecz splywajaca w dól z pólki 6 jest gromadzona w komorze zasob¬ nikowej 9b.

Przy rozpoczynaniu procesu destylacji ekstrak¬ cyjnej wszystkie elementy regulacji nastawiane sa recznie na wyjsciowe wartosci parametrów robo¬ czych tak, aby uzyskac równowage cieplna i za¬ sadniczo stale warunki pracy zgodnie z wymagal¬ na wydajnoscia oddzielania. Regulator rejestru¬ jacy przeplywu 13 odbierajacy poprzez przewód 12 sygnal wskazujacy wydatek przeplywu pary ku górze poprzez kryze umieszczona w pionowym kanale 11 jest nastawiony na przekazywanie syg¬ nalu przez przewód: 14 do elementów 15 zmienia¬ jacych doplyw paliwa.

Dla danej ilosci materialu wyjsciowego o stalym 40 45 50 55 001A2 73B 9 skladzie regulator 13 jest nastawiany tak, aby za¬ pewnic minimalna ilosc pary przeplywajacej ka górze do sekcji frakcjonujacej 4. Jesli kociol po¬ nownego odparowywania 17 dostarcza niewystar¬ czajaca ilosc pary odpedowej, w dolnym cieklym produkcie ekstrakcji beda sie pojawiac weglowo¬ dory niearomatyczne. Odwrotnie jesli nadmierna ilosc pary bedzie sie przedostawala do sekcji frak¬ cjonujacej wtedy spowoduje to pojawienie sie ad¬ sorbentu i/lub weglowodorów aromatycznych w rafinacie w górze kolumny. W obu tych przypad¬ kach powstajace zaklócenie równowagi cieplnej wplywa niekorzystnie na wymagana skutecznosc oddzielania w kolumnie destylacyjnej. Jedynie przez zastosowanie niniejszego wynalazku gdzie mierzy sie wewnetrznie przeplyw pary mozna utrzymac stale scisle kontrolowane warunki pra¬ cy kolumny. Wahania poszczególnych parametrów roboczych, które w ostatecznosci wplywaja nie¬ korzystnie na,bilans cieplny wynikaja glównie ze zmian w skladzie surowca wyjsciowego czyli ze stosunku weglowodorów aromatycznych do niearo¬ matycznych, zmiany szybkosci doprowadzania su¬ rowca wyjsciowego oraz zmian w szybkosci do¬ prowadzania adsorbentu w stosunku do surowca wyjsciowego. Oczywiscie równiez i inne parametry robocze takie jak temperatura, cisnienie, zawar- * tosc wody w adsorbencie, stan produktu i podob¬ ne wplywaja takze na bilans cieplny ale nie w tak duzym stopniu.

Zawór regulacyjny 15 w przewodzie 16 regu¬ luje doplyw paliwa do kotla 17 ponownego odpa¬ rowywania w zaleznosci od sygnalu przekazywa¬ nego z regulatora 13 poprzez przewód 14. Ciecz poddawana ponownemu odparowaniu pochodzaca z komory zasobnikowej 9b jest z niej odprowa¬ dzana w zaleznosci od sygnalów regulatora 28 re¬ jestrujacego poziom, który mierzy poziom cieczy w tej komorze za posrednictwem przewodów 29 i 30. Regulator 28 przekazuje sygnal do regulatora 32 poprzez przewód 31 w celu zmiany sygnalu za¬ dajacego dla tego regulatora. Regulator 32 mie¬ rzy poprzez przewód 33 i kryze 36 przeplyw cie¬ czy przez przewód 37 i dokonuje potrzebnych zmian polozenia zaworu regulacyjnego 35. Ilosc cieklej frakcji dolnej o temperaturze okolo 155°C przeplywajacej przez przewód 37 do kotla 17 wy¬ nosi okolo 4381 moli/godz. Paliwo jest dostarczane poprzez przewód 16 do kotla 17 w ilosci wystar¬ czajacej dla spowodowania, aby ogrzana substan¬ cja stanowiaca mieszanine faz przeplywajaca przez przewód 38 miala temperature okolo 177°C. Ta substancja jest•• wprowadzana, do sekcji ponowne¬ go odparowania 4a poprzez otwór 39. Rozdziela¬ nie sie faz w komorze zasobnikowej 9» zachodzi w takim stopniu, ze ku górze poprzez kryze w kanale pionowym 11 przeplywa para w ilosci 1164 mole/godz dostajac sie do sekcji frakcjonujacej.

Przez przewód 27 odprowadzana jest ciecz w ilos¬ ci 3217 moli/godz, która jest nastepnie przenoszo¬ na do nie pokazanej na rysunku instalacji do od¬ zyskiwania adsorbentu.

Regulator wskaznikowy poziomu 18 mierzy po¬ ziom w komorze zasobnikowej 9a za posrednic¬ twem przewodów 19 i 20. Zasadnicza jego funkcja jest utrzymywanie pewnej ilosci cieczy na dnie komory zasobnikowe), wystarczajacej tylko dla przykrycia otworów wyplywowych, a tyra samym utrzymujac ciecz z dala od kryzy w kanale pio- s nowym. Sygnal z tego regulatora jest przekazy¬ wany przez przewód 21 do regulatora 22 w celu spowodowania zmiany sygnalu zadajacego tego re¬ gulatora. Regulator 22 mierzy przeplyw cieczy przez przewód 27 za posrednictwem przewodu 2S i kryzy 26 i odpowiednio reguluje za posred¬ nictwem przewodu 23 przeplyw przez zawór re¬ gulacyjny 24.

W opisanych stalych warunkach pracy kolum¬ ny ilosc rafinatu odprowadzanego z góry kolum- is ny do pluczki wodnej przez przewód 5 wynosi okolo 159,8 mola/godz z czego l,25*/t stanowi ad¬ sorbent sulfolanowy a 13£2V« weglowodory aro¬ matyczne. Ilosc cieczy przenoszonej przewodem 27 do instalacji odzysku adsorbentu wynosi 3720,7 w moli/godz z czego 2515 mola/godz stanowi adsor¬ bent Po oddzieleniu adsorbentu i wody uzyskuje sie bogaty w weglowodory aromatyczne produkt, w którym tylko 0,31*/i stanowia weglowodory nie¬ aromatyczne i który, jest otrzymywany w ilosci n 705,2 mola/feodz.

Z powyzszego mozemy zauwazyc, ze 97,02t/t we¬ glowodorów aromatycznych z surowca wyjsciowe¬ go jest odzyskiwana po jednym przejsciu a ich czystosc przekracza tiMP/t. 3t Uklad wedlug wynalazku mierzy i utrzymuje staly przeplyw pary odprowadzanej do sekcji frakcjonujacej. Jak to juz wyzej opisano, zadna ze zmian parametrów roboczych «ie moze spowo¬ dowac naruszenia bilansu cieplnego kolumny, S5 a tym samym naruszenia wymaganej skutecznosci oddzielania. Niezaleznie od przyczyny lub przyczyn nalezy sie spodziewac, ze ostatecznym skutkiem bedzie zwiekszenie sie przeplywu cieczy do dolu w sekcji frakcjonujacej. Poniewaz daszek 8 sku- w tecznie kieruje wszystka ciecz da komory zasob¬ nikowej 9b, poziom cieczy w tej komorze bedzie powodowal wysylanie przez regulator 28 stalych sygnalów zmieniajacych sygnal zadajacy regula¬ tora 3Z, który z kolei powoduje otwieranie zawo- ii ru regulacyjnego 35.

Zwiekszony wydatek przeplywu cieczy poprzez przewód 37 do kotla ponownego odparowywania 17 skutecznie obniza stopien parowania wywoly¬ wanego w nim. Jak poprzednio wspomniano otrzy- so mana w kotle ogrfcan* mieszanina faz wyplywa¬ jaca przewodem $8 jest doprowadzana do drugiej komory zasobnikowej 9a i regulator 11 mierzy wydatek przeplywu pary poprzez kryz^ w kanale pionowym 11. Sygnal reprezentujacy ten wydatek 51 przeplywu oczywiscie Wskazuje, ze wydatek prze¬ plywu pary ku górze - jest mniejszy niz potrze¬ ba. Ten sygnal jest przekazywany przez regula¬ tor 13 przewodem il do elementów 15 powodu¬ jacych zmiane intensywnosci ogrzewania i zwiek- ii sza doplyw paliwa do kotla 17 poprzez przewód 16. W wyniku tego szybkosc odparowywania wzra¬ sta i ilosc pary przeplywajacej przez kryze w ka¬ nale pionowym 11 odpowiednio zwieksza sie.

Jednoczesnie regulator 18 mierzy wzrastajacy poziom cieczy w komorze zasobnikowej 9a. Prze-102 73« kazany..w wyniku tego sygnal powoduje wieksze otwarcie zaworu regulacyjnego 24 przez co wiecej cieczy zostaje przeniesione do instalacji odzyski¬ wania adsorbentu. .

Zrozumialym jest, ze petle sterowania kaskado¬ wego, w których sfklad wchodza regulatory 28, 32 i zawór regulacyjny 35 oraz regulatory IB, 22 i zawór regulacyjny. 24 nie sa istotne dla wyna¬ lazku. Stanowia one tylko przyklad zastosowania najlepszej, techniki dla uzyskania bardziej równo¬ miernego dzialania ukladu sterowania. Podobnie kociol 17 moze miec postac wymiennika ciepla plaszczowo rurowego a nie tradycyjnego kotla: W szczególnej postaci wykonania kociol 17 mo¬ ze byc zastapiony para wymienników plaszczowo rurowych. Jest "to korzystne ze wzgledów ekono¬ micznych, czesto dyktowane w rozmaitych proce¬ sach (petrochemicznych i rafinacji ropy naftowej, potrzeba odzysku ciepla, w celu zmniejszenia do minimum kosztów eksploatacyjnych.

Dlatego tez w wielu tych procesach bedzie sie stosowalo wymienniki ciepla, w których wykorzy¬ stywane beda czynniki o Wyzszej temperaturze po¬ chodzace z innych procesów. Taki wymiennik do ponownego odparowywania zwykle ma postac zna¬ nego-wynrrennika plaszczowo rurowego. Czesc cie¬ klej frakcji dolnej jest odprowadzana z sekcji ponownego odparowania kolumny destylacyjnej i jest wprowadzana do wymiennika z jednej stro- Qy, Ochlodzony przez ogrzewanie tej cieczy czyn¬ nik pochodzacy z innego procesu jest zwracany do miejsca jego przeznaczenia w drugim procesie.

Caly szereg innych wzgledów konstrukcyjnych dyktuje, ponadto, aby temperatura tego czynnika pochodzacego z innego procesu przy odprowadza¬ niu z wyniiennika byla skladnie kontrolowana.

Ponadto na skutek zmian w wydatku przeplywu lub. temperatury doprowadzanego czynnika pocho¬ dzacego z innego procesu ilosc ciepla w ten spo¬ sób dostarczanego nie bedzie stala. Moze sie wiec tak zdarzyc, ze ilosc ciepla dostarczana przez ten czynnik tne bedzie ^wystarczajaca dla potrzeb da¬ nej kolumny* Wymaga to zastosowania drugiego kotla. Chociaz - ten drugi kociol naoze byc opala¬ ny bezposrednio gazem to jednak w wiekszosci przypadków.bardziej ekonomicznie bedzie je£li za¬ stosuje sie drugi wymiennik plaszczowo rurowy znowu wykorzystujac do niego czynnik o.wyzszej temperaturze z innego procesu. W tym przypadku ilo& ciepla dostarczana doJego drugiego wymien¬ nika .moze byc regulowana równiez przez regu¬ lacje, doplywu paliwa lub innego medium grzew¬ czego w zaleznosci od temperatury frakcji ogrza¬ nej zawracanej .w postaci mieszaniny faz do sek¬ cji ponownego odparowywania.

Jednakze jak to wyzej opisano, wynalazek ni¬ niejszy pozwala na regulacje ciepla w zaleznosci od przeplywu pary poprzez kanal pionowy w sek¬ cji ponownego odparowania. -r-\

Claims (10)

Zastrzezenia patentowe *'

1. •: JL. Sposób regulacji ilosci ciepla doprowadzane¬ go do sekcjrponownego-odparowywania w kolum¬ nie destylacyjnej w zaleznosci od zmian w usta¬ lonych warunkach'pracy tej kolumny przez regu- 12 lowanie ilosci cieklej frakcji dolnej, odprowadza¬ nej z jednej strony podzielonej sekcji ponownego odparowania i doprowadzanej do kotla ponow¬ nego odparowania oraz przez przeprowadzanie tej 5 ogrzanej frakcji dolnej, skladajacej sie z miesza¬ niny faz, z kotla do drugiej czesci dzielonej sek¬ cji ponownego odparowania, znamienny tym, ze mierzy sie wewnatrz kolumny ilosc pary wcho¬ dzacej w sklad mieszaniny faz przeplywajacej z sekcji ponownego odparowywania do sekcji frak¬ cjonowania kolumny destylacyjnej i reguluje sie doplyw paliwa do kotla ponownego odparowania w zaleznosci od sygnalu reprezentujacego ilosc pa¬ ry przeplywajacej do sekcji frakcjonowania, a nadmiar cieklej frakcji dolnej z tej drugiej czesci dzielonej sekcji ponownego odparowania odprowadza sie na zewnatrz kolumny.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pomiar ilosci pary przeplywajacej do sekcji frak¬ cjonowania przeprowadza sie wewnatrz sekcji po¬ nownego odparowania w atmosferze zasadniczo wolnej od cieczy*

3. Uklad do regulacji ilosci ciepla doprowadza¬ nego do sekcji ponownego odparowania w kolum¬ nie destylacyjnej, skladajacy sie z zasobnika cie¬ klej frakcji dolnej w sekcji ponownego odparo¬ wania, elementów do regulacji przeplywu czesci tej frakcji dolnej do kotla ponownego odparowa¬ nia, przewodów przenoszacych ogrzana frakcje dolna w postaci mieszaniny dwóch faz, lotnej i cieklej, z tego kotla do sekcji ponownego od¬ parowania oraz elementów do zmiany wydatku przeplywu paliwa w celu regulowania doplywu tego paliwa do kotla ponownego odparowania, znamienny tym, ze jest wyposazony w elementy do pomiaru przeplywu (7) ilosci pary przeplywa¬ jacej do sekcji frakcjonowania (4) oraz w regu¬ lator rejestrujacy (13) do ustalenia sygnalu wska¬ zujacego ilosc pary przeplywajacej w góre do sek¬ cji frakcjonowania i przekazywania tego sygnalu do znanych elementów zmieniajacych wydatek przeplywu paliwa*

4. Uklad wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze ma drugi regulator przeplywu (22) do odprowa¬ dzania, dolnej fazy cieklej z komory <9a) zasób-, nika na zewnatrz kolumny.

5. Uklad wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze regulator przeplywu (22) jest polaczony z komora zasobnikowa (9a).

6. Uklad wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze kociol ponownego odparowywania (17) ma postac wymiennika ciepla.

7. Uklad wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze ma regulator wskaznikowy (18) do pomiaru po¬ ziomu cieczy w sekcji ponownego odparowywa¬ nia.

8. Uklad wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze zawiera zwezke Venturiego jako element do po¬ miaru przeplywu.

9. Uklad Wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze ma kryze jako element do pomiaru przeplywu.

10. Uklad wedlug zastrz.. 3, znamienny tym, ze elementy do pomiaru przeplywu pary sa umiesz¬ czone w sekcji ponownego odparowywania w otoczeniu zasadniczo wolnym od cieczy. i& 20 25 90 35 40 45 50 55 60102 736 I f,^ i! r38 14- \rA%