Устройство для регулирования теплоподвода к секции кипятильника перегонной колонны

 

О П И С А Н И Е („)

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 10.04.75 (21) 2125299/23-26 (23) Приоритет — (32) 11.04.74 (51) М. К .

В 01 Q 3/42

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (31) 45997 5 (33) CIIIA (43) Опубликовано30,01.78.Бюллетень ¹ 4 (45) Дата опубликования опгсания 09 О< 1о (53) УДК 66.012-52 (088,8) Инос тр анец

Рональд Д,жин Фиккел (США) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

"Юниверсал ойл Продактс Компани" (США) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОПОДВОДА

К СЕКЦИИ КИПЯТИЛЬНИКА ПЕРЕГОННОЙ КОЛОННЫ

Изобретение относится к системе управления или регулирования подвода тепла к секции кипятильника непрерывных перегонных или ректификационных колонн и может применяться в нефтяной и нефтехимической промышленности для разделения и извлечения заданных фракций или чистых компонентов из смеси.

Известно устройство для регулирования процесса перегонки сложных смесей, содержащее регуляторы уровня, связанные через регуляторы расхода соответственно с регулирующими клапанами отвода избытка. кубовой жидкости из колонны и отвода кубовой жидкости в подогреватель, регулирующий клапан подачи топлива в подогреватель 11).

Недостатком такого устройства является трудность регулирования подвода тепла к секции кипятильника таким образом, чтобы обеспечить получение стабильного теплового баланса.

Цель изобретения — повышение точности регулирования теплового баланса.

Для этого предлагаемое устройство снабжено датчиком измерения количества паров в парожидкостном кубовом продукте, установленным внутри секции кипятильника и связанным через регулятор расхода с регулирующим клапаном подачи топлива в подогреватель.

Кроме того, датчик измерения количества паров представляет собой трубу Вентури или диск с отверстиями.

На чертеже представлена схема описываемого устройства.

5 Колонна 1 экстрактивной перегонки, применяемая обычно в процессе экстракции ароматических углеводородов растворителем, имеет ректификационную часть 2, расположенную над самой нижней тарелкой 3, и кипятильник

4 под тарелкой 3. Кипятильник 4 разделен поперечной перегородкой 5, при этом образуются две камеры 6 и 7.

Устройство для регулирования теплоподвода к секции кипятильника 4 перегонной колонны 1 содержит регулятор 8 уровня, связанный через регулятор 9 расхода с регулируюшим клапаном 10 отвода избытка кубовой жидкости из колонны, регулятор 11 уровня, соединенный через регулятор 12 расхода с регулируюшим клапаном 13 отвода части кубовой жидкости в подогреватель 14, датчик 15 количества

20 паров, установленный внутри секции кипятильника 4 и связанный через регулятор 16 расхода с регулирующим клапаном 17 подачи топлива в подогреватель 14, причем датчик 15 образован частично поперечной перегородкой 5, которая находится на некотором расстоянйи ниже тарелки 3 и идет вниз через куб. Перегородка

591127 неподвижно прикреплена к внутренней поверхности днища колонны 1. Таким образом, две камеры 6 и 7 для жидкости в сочетании с перегородкой 18 создают вертикальный стояк 19. В данном случае в стояк 19 помещен диск с отверстием, который связан с датчиком

15 в целях определения количества проходяших паров, которые поступают в ректификационную часть 2. Стояк 19 снабжен колпачком 20 для того, чтобы предотвратить поступление жидкости с тарелки 3 в отверстие стояка.

Датчик измерения потока может иметь форму трубы Вентури. Существенная особенность заключается во внутреннем замере потока паров в ректификационной части и предпочтительно в условиях среды, не содержагцей жидкости. Таким образом, всю жидкость, поступающую вниз с тарелки 3, собирают в камере

7 для жидкости.

Устройство работает следуюши vl образом.

Растворитель поступает в верхнюю часть колонны 1 по трубопроводу 21, углеводороды вводят по трубопроводу 22, по трубопроводу 23 отводят пары верхнего погона.

В момент пуска процесса экстрактивной перегонки, устанавливают все показанные органы управления процессом, а начальные рабочие параметры получают вручную для того, чтобы достигнуть теплового равновесия и добиться работы в условиях установившегося рея<има в соответствии с требуемой эффективност1яо разделения.

Для заданного количества загрузки постоянного состава осуществля1от установку регулятора 16 для получения минимального количества паров, поступающих В ректификационную часть 2. Если в подогреватель 14 кипятильника подают недостаточное количество l!3ров для отпарки, то в кубовом жидком продукте появляются неароматические углеводороды и наоборот избыточное коли-гество паров

I приведет к появлению растворителя и1или ароматики в верхнем неароматич,ском погоне — рафинате. В любой ситуации получавшийся сбой в тепловом балансе неблагоппиятно влияет на требую1цуюся эффективность разделения перегонной колонны. Поэтому, замеряя поток пара внутри колонны, можно регулировать и поддерживать установившийся режим

PBOOTbl.

Регулятор 16 показывает количество паров, идущих вверх через отверстие стояка 19, и передает сигнал Ilа клапан 17, изменя1оший подачу топлива к подогревателю 14.

Кубовую жидкосто выводят из камеры 7. когда срабатывает регулятор 1! уровня, который воспринимает сигнал оо изменении уровня к бовой жидкости. Регулятор 11 уровня передает сигнал к регулятору 12 расхода, чтобы с нова установить его заданное значение. Регу( лятор 12 замеряет через диафрагму 24 поток жидкости, проходящий по трубопроводу 25. и осушествляет необходимую регулировку клапана 13. Количество жидкости из куба направляется по Tp áoïpoâoäó 25 в подогреватель 14.

Топливо поступает в подогреватель 14 по трубопроводу 26 в количестве. достато шоч для получения подогретой среды из двух фаз.

Парожидкостную смесь направляют в трубопровод 27. Смешанный продукт вводят снова в кипятильник 4 через входное отверстие 28.

В камере 6 происходит разделение фаз, так что часть паров поступает через отверстие

5 стояка 19 в ту часть колонны, где происходит разделение на компоненты. )Кидкость выводят по трубопроводу 29 и направляют в систему регенерации растворителя.

Регулятор 8 уровня дает показания по уровню жидкости в камере о. Его основная функция заключается в поддерживании слоя жидкости

1гидравлический затвор) в основании этой камеры с одновременной регулировкой уровня жидкости, не соприкаса1ошейся с отверстием стояка. Сигнал передается на регулятор 9 расхода для возврата его на исходное номинальное

15 значение. Регулятор 9 регистрирует поток жидкости по трубопроводу 29 через диафрагму 30 и устанавливает поток через регулируюший клапан 10.

Описанный процесс работы в установившемзв ся режиме дает поток рафината, который направляют в колонну для промывки водой по трубопроводу 23. Поток по трубопроводу 29 наг1равляк1т в систему регенерации растворителя. Г1осле удаления растворителя и воды извлекают продукт, обогашенный ароматикой.

Известно, что флуктуации одного или ряда рабочих параметров могут вызвать нарушение теплового баланса колонны и соответственно нарушение требуемой эффективности разделения. Независимо от точной причины или причин предполагается, что предельным результаГО vl ЯВЛЯЕТСЯ УВЕЛИЧСНИЕ ПОтОКа жИДКОСтИ, ИДУщей вниз по ректификационной колонне. Так как колпачок 20 стояка фактически направляет всю жидкость в камеру 7, уровень жидкости здесь влияет на регулятор 11 уровня. от которого поступает сигнал задания на регулятор 12 расхода, действую ций на открьггие регулирчю1цего клапана 13, образуя KQcKHäl!óê> схем .

Увели 1енная подача жидкости llo трубопроводу 25 в подогреватель 14 кипятильника уменьшает степень парообразования в этом Hll4О нарате. Как было указано ранее, полу (3c÷óþ нагретую смесь из двух фаз подают f30 вторую камеру 6 по трубопроводу 27 и регулятор 16 раск<ода регистрирует скорость потока паров через отверстие стояка 19. Сигнал вырабатыВЯЕТСЯ В тЕХ С,ili"Чаях, КОГДа CKOPOCTb iBPOB, поднимающихся вверх по колонне, ниже, чем требуется. Этот сигнал направляется регулятором 16 к кла11ану 17, изменякнцему подвод тепла, в результате чего увеличивается;1одвод

-.оилива по трубопроводу 26 в подогреватель

5о !4. Таким образом, скорость парообразования растет и соответственно увеличивается количество паров, проходяших через отверстие стояка 19.

Одновременно с указанной операцией регулятор 8 уровня регистрирует рост уровня жидKocTki 3 камере 6. Получа1о1цийся пеpeEj 1 Eiйeiib! É сиг11ал ВьlзыВает бо:lес почное ОEKphITHe регулирующеlo клапана 10, в результате чего дополнительное ко,1ичество кубовой жидкости направляется в систему регенерации растворителя. Из исходного потока извлека1от 97,02% ароматики, степень ее чистоты превьцпает 99 I().

591127

Формула изобретения,7 гК

CGCTBBHTE. Ib 1 . чулкова

Техред О. Луговая Корректор А. Гриценко

Тираж 954 Подписное

Редактор Т. Пилиненко

Заказ 248 I

11Н И И ПИ Государственного комитета Совета Министров ССС Р по делам изобретений и откры-,иг

113035, Москва, )К-35, Раугнская наб.. д. 4,5

<1>илиал ППГ! «Патент», г. Ужгород. Ул. 11роектная, 4

1. Ь стройство для регулирования теплоподвода к секции кипятильника перегонной колонны,включающее регуляторы уровня, связанные через регуляторы расхода с регулирующими клапанами отвода избытка кубовой жидкости из колонны и отвода части кубовой жидкости в подогреватель соответственно регулирующий клапан подачи топлива в подогреватель, отличаюи1ееся тем, что, с целью повышеHHH точности регулирования теплового баланса, оно снабжено датчиком измерения количества паб ров в парожидкостном кубовом продукте, установленным внутри секции кипятильника и связанным через регулятор расхода с регулирующим клапаном подачи топлива в подогреватель.

2. у ст ро йство по п. 1, отличающееся тем, что датчик измерения количества паров представляет собои трубу Вон гури или диск с отвер THHMH.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 371952, кл. В 01 D 3j42, 1973.