Способ и устройство для проверки количества и чистоты в установке адсорбции при переменном давлении

Изобретение относится к способу настройки загрузки и контролирования количества и чистоты в установке адсорбции при переменном давлении, в котором установка адсорбции при переменном давлении проходит рабочий цикл, который содержит по меньшей мере одну фазу получения продукта. В течение фазы получения подаваемый газ подают непрерывно в по меньшей мере один адсорбер. Время окончания фазы получения продукта определяют посредством определения количества MA(t) газообразного продукта (Р), извлекаемого из по меньшей мере одного адсорбера в течение фазы получения. Окончание фазы получения происходит, когда количество MA(t) больше или равно заранее определенному количеству MDesign, и где количество MA(t) вычисляют исходя из количества Q(t), извлеченного из резервной емкости продукта и профиля давления в резервной емкости продукта. Изобретение также относится к установке адсорбции при переменном давлении для осуществления указанного способа. Изобретение обеспечивает извлечение из резервной емкости более высокого количества продукта, предотвращение прохождения загрязняющих веществ в резервную емкость продукта. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к способу настройки загрузки и контролированию количества и чистоты в установке адсорбции при переменном давлении согласно пункту 1 формулы изобретения и к устройству для выполнения данного способа согласно пункту 9 формулы изобретения.

Количественный контроль количества продукта в установке адсорбции при переменном давлении, который выполняют с помощью измерения и устройства регулирования с обратной связью, известен из предшествующего уровня техники. При этом, в частности, в случае установок, которые имеют резервную емкость продукта, количество продукта, извлеченного из резервной емкости продукта, регулируют с использованием обратной связи. Указанное устройство регулирования с обратной связью можно также одновременно использовать в качестве средств регулирования давления с обратной связью. Если количество извлеченного продукта ниже заранее определенного расчетного количества, давление сначала регулируют с использованием обратной связи, при этом затем, когда достигают расчетного количества, вступает в действие регулирование количества с обратной связью и препятствует перегрузке установки.

В случае установок АПД (адсорбции при переменном давлении) настройку загрузки обычно выполняют путем удлинения рабочего цикла. В частности, в предшествующем уровне техники известны две альтернативы, с помощью которых можно реализовать такое удлинение.

В одной альтернативе удлинение рабочего цикла выполняют путем дросселированной подачи количества потока газа с пониженным извлечением продукта. Дросселированную подачу можно выполнять с помощью регулирования с обратной связью частоты вращения компрессора подаваемого газа или с помощью регулирования с обратной связью количества потока из резервной емкости хранения. Фазу, на которой подаваемый газ подают в адсорбер, продлевают соответствующим образом. Таким образом, не всегда приблизительно одно безусловное количество подаваемого газа подают в адсорбер и извлекают такое же безусловное количество продукта. Подачу и извлечение выполняют в каждом случае способом, распределенным в течение более длинного периода времени.

В другой альтернативе удлинение рабочего цикла выполняют с помощью присутствующего количества потока подаваемого газа, изначально остающегося неизмененным. Рабочий цикл дополнительно содержит так называемую холостую фазу. В течение холостой фазы не образуют никаких потоков подаваемого газа в установку и никакого продукта. В случае использования этой альтернативы требуется резервная емкость продукта, из которой извлекают требуемое количество продукта в течение холостой фазы. Компрессор подаваемого газа, который можно обеспечить, в течение холостой фазы действует с пониженным потреблением энергии. Среднее количество подаваемого газа в этом случае падает приблизительно пропорционально в соответствии с пониженным извлечением продукта.

Эту альтернативу применяют в частности, если регулирование с обратной связью количества подаваемого газа затруднительно или нежелательно, например, в случае интенсивно изменяющегося профиля извлечения или если регулирование с обратной связью скорости вращения включает высокие затраты. Никакого механизма регулирования с обратной связью не требуется для количества подаваемого газа, потому что оно изменяется только между 100% и нулем. В частности, если указанную альтернативу применяют, в любом случае требуется резервная емкость продукта. Это имеет место, например, если помимо холостой фазы это также имеет место в течение следующих фаз, на которых не образуется никакого продукта, или давление продукта должно каким-либо иным образом значительно изменяться, как это имеет место, в частности, в случае способов с только одним или двумя адсорберами.

В обеих альтернативах требуется препятствовать извлечению продукта, превышающему заранее определенную расчетную величину. Это необходимо, например, если количество подаваемого в установку газа ограничено. Указанное ограничение может состоять в максимальной производительности компрессора подаваемого газа или в максимально допустимой скорости потока в слое, или оно может определяться условиями регенерации, такими, например, как размер вакуумного насоса в установках ВАПД (вакуумной адсорбции при переменном давлении). Таким образом, в основном существует максимальное количество продукта, которое можно извлечь из установки адсорбции при переменном давлении.

Недостатком известных способов является такое ограничение количества потока продукта из резервной емкости продукта, что действительно возникает потребность в клапане регулирования с обратной связью и, поэтому, в частности, возрастает склонность к поломке. К тому же, нельзя предотвратить перегрузку адсорбера в переходных ситуациях, таких, например, как после пуска установки. Таким образом значительно увеличивается время до достижения нормативного уровня чистоты. Это составляет значительную проблему, в частности, в случае больших резервных емкостей продукта. Также, краткое превышение расчетного количества невозможно, даже если количество продукта, усредненное в течение относительно короткого периода времени, не превышает расчетного количества и поэтому не ожидается никакого падения чистоты. Если количество извлеченного продукта изменяется относительно интенсивно около заранее определенного расчетного значения, ограничивающие количество средства повторно активируются, так что при некоторых условиях нельзя поставить полное расчетное количество. Можно должным образом настроить ограничивающие количество средства или средства регулирования количества с обратной связью, чтобы они были относительно инертными. Однако, в этом случае они более не препятствуют надежным образом перегрузке установки.

С помощью использования регулирования количества с обратной связью между адсорбером и резервной емкостью продукта можно избежать некоторых из вышеупомянутых недостатков. Например, количество продукта, извлеченное из резервной емкости, несомненно может превышать расчетное количество в течение переходного процесса и, таким образом, полное расчетное количество можно в среднем поставить, даже в случае интенсивных изменений.

Такое регулирование количества с обратной связью, однако, само создает дополнительные недостатки.

Количество потока между адсорбером и резервной емкостью продукта является сильно прерывным. В зависимости от способа существуют фазы большего или меньшего промежутка времени, когда никакой продукт не течет в резервную емкость продукта. Период времени, в течение которого продукт течет в резервную емкость продукта, может быть очень коротким (в том числе, только несколько секунд). Указанное количество потока продукта поэтому трудно измерять и регулировать с использованием обратной связи. К тому же, в целом, указанное второе измерение количества между адсорбером и резервной емкостью продукта необходимо выполнять помимо первого измерения количества ниже по потоку от резервной емкости продукта, потому что указанное второе измерение количества не может заменить первое измерение количества, поскольку указанное второе измерение количества подвержено интенсивным изменениям и таким образом не подходит для уравновешивания или подведения баланса.

В ЕР 2181752 А1 описывают ограничение потока продукта, который проходит из абсорбера в резервную емкость продукта, где извлечение продукта из адсорбера выполняют с помощью замкнутого контура подаваемого газа. Перегрузку адсорбера предотвращают, например, посредством действия адсорбера, выгружаемого в направлении резервной емкости продукта только в случае определенной разницы в давлении. Недостатком является то, что прерывание подачи газа в течение фазы получения составляет значительную потерю времени. Также, в течение стадии получения падает давление, в результате чего понижается производительность.

Принимая это за исходную точку, целью настоящего изобретения является устранение описанного выше недостатка и ограничение количества извлеченного продукта простым образом.

Указанной цели достигают с помощью способа настройки загрузки и контролирования количества и чистоты в установке адсорбции при переменном давлении, имеющего признаки пункта 1 формулы изобретения.

Согласно указанному пункту формулы изобретения обеспечивают, что в способе настройки загрузки и контролирования количества и чистоты в установке адсорбции при переменном давлении установка адсорбции при переменном давлении проходит рабочий цикл, который включает по меньшей мере одну фазу получения продукта, на которой в течение фазы получения продукта подаваемый газ подают непрерывным образом в по меньшей мере один адсорбер, при этом время окончания фазы получения продукта определяют с помощью

- определения количества МA(t) получаемого газа, извлеченного из по меньшей мере одного адсорбера в течение фазы получения продукта, где окончание фазы получения продукта происходит, когда количество MA(t) больше или равно заранее определенного количества MDesign, и где количество MA(t) вычисляют из количества Q(t), извлеченного из резервной емкости продукта и профиля давления в резервной емкости продукта.

Способ по изобретению подходит как для установок с только одним адсорбером, так и для установок с двумя или более адсорберами, действующими попеременно.

Выражение «контролирование количества» необходимо понимать в контексте изобретения как способ, который позволяет предотвращать извлечение количества продукта большее, чем заранее определенное расчетное количество. Таким образом, предотвращают недопустимо высокие уровни загрязнения продукта.

Выражение «настройка загрузки» необходимо понимать в контексте изобретения как настройку отдельных рабочих стадий или веществ, подаваемых в устройство для извлечения количества продукта (расход), что делает возможным сбережение подаваемого вещества и энергии. Например, можно настроить величину используемого количества подаваемого газа.

Выражение «рабочий цикл» необходимо понимать в контексте изобретения как последовательность различных рабочих стадий установки адсорбции при переменном давлении, таких, например, как стадия получения продукта, на которой получают продукт, или стадия регенерации, на которой регенерируют адсорбер, где рабочие стадии выполняют последовательно в заранее определенной последовательности. Рабочая фаза заканчивается после окончания конечной рабочей стадии рабочего цикла, и новый рабочий цикл затем можно выполнять снова, начиная с первой рабочей стадии рабочего цикла.

Выражение «фаза получения продукта» необходимо понимать в контексте изобретения как рабочую стадию рабочего цикла, на которой очищенный газообразный продукт (продукт) выпускают из адсорбера, при этом в адсорбере выполняют отделение по меньшей мере одного относительно сильно адсорбирующегося компонента из сырьевого продукта.

Выражение «слой» необходимо понимать в контексте изобретения как адсорбционный материал внутри адсорбера. Полная высота слоя представляет собой промежуток между входом подаваемого газа в слой и выходом газообразного продукта из слоя.

Выражение «подаваемый газ» необходимо понимать в контексте изобретения как смесь газов (сырьевой продукт), которая помимо по меньшей мере одного относительно слабо адсорбирующегося компонента (обогащенного получаемым газом) содержит по меньшей мере один другой, относительно сильно адсорбирующийся компонент (обогащенный отработанным газом).

Выражение «фронт загрузки» необходимо понимать в контексте изобретения как положение внутри адсорбера, вплоть до которого указанный адсорбер уже является загруженным в высокой степени подлежащим отделению компонентом, например, вплоть до более 50% от максимальной способности к загрузке для указанного компонента. В течение дальнейшего развития процесса адсорбции подлежащий отделению компонент может адсорбироваться только в небольшой степени вплоть до указанного положения и удерживается в относительно большой степени только за настоящим положением фронта загрузки. Следовательно, фронт адсорбции перемещается в направлении выхода газообразного продукта в течение фазы получения продукта.

Выражение «газообразный продукт» (продукт) необходимо понимать в контексте изобретения как газ, состоящий из одного химического элемента (такого, например, как кислород) («чистый газ»), так и газ, который содержит смесь различных химических элементов. Здесь выражение «чистый газ» относится не только к абсолютной чистоте (100% соответствующего химического элемента), но и к газообразному продукту, который удовлетворяет требованиям, относящимся к требуемой степени чистоты. В зависимости от требований к соответствующему продукту газообразный продукт, таким образом, имеет различные степени чистоты.

Выражение «расчетное количество» необходимо понимать в контексте изобретения как определенное количество газообразного продукта, которое может обеспечить установка в одном рабочем цикле, при этом соблюдая требуемую степень чистоты.

Выражение «резервная емкость продукта» необходимо понимать в контексте изобретения как устройство, которое разработано для хранения газообразного продукта и для подачи газообразного продукта потребителю в зависимости от потребности.

Способ по изобретению позволяет ограничивать количество, что делает возможным предотвращение перегрузки, по меньшей мере, одного адсорбера установки адсорбции при переменном давлении, в частности установки АПД или ВАПД. Здесь дело не в том, что количество, извлеченное из резервной емкости продукта, является ограниченным, скорее дело в том, что фаза получения продукта ограничена во времени, так что предотвращается перегрузка, по меньшей мере, одного адсорбера. Следовательно, устраняется потребность в клапане регулирования с обратной связью в контуре ниже по потоку от резервной емкости продукта, и установка, таким образом, становится более простой и менее подверженной поломкам. К тому же, предотвращают перегрузку, по меньшей мере, одного адсорбера даже в течение запуска установки, так что требуемой чистоты продукта достигают более быстро после отключения и откачки резервной емкости продукта. Также становится возможной абсолютно непрерывно изменяемая настройка загрузки до требования потребителя.

Способ по изобретению включает непрерывную подачу подаваемого газа в адсорбер в течение фазы получения продукта. Следовательно, в отличие от извлечения продукта посредством замкнутого контура подаваемого газа, описанного в предшествующем уровне техники, не теряется никакого времени. В случае прерывания подачи газа в течение фазы получения, требовалось бы сконструировать более большой компрессор подаваемого газа, что сделало бы необходимым большую потребность в площади и более высокие издержки. Это является значительным недостатком, в частности, в случае очень больших установок.

К тому же, с непрерывной подачей подаваемого газа стадия получения продукта происходит при повышенном давлении, в то время как с прерыванием подачи газа давление падает в течение стадии получения и, таким образом, производительность установки адсорбции при переменном давлении понижается. Также, в случае непрерывной подачи подаваемого газа средняя разница давления между давлением подаваемого газа и давлением продукта значительно ниже, чем в случае установок, известных в предшествующем уровне техники, так что потребность в энергии сильно уменьшается для одинакового давления на выходе.

В одном из воплощений в фазе получения продукта выполняют перемещение газообразного продукта из по меньшей мере одного адсорбера в резервную емкость продукта, при этом подаваемый газ одновременно проводят в адсорбер. Окончание фазы получения выполняют путем окончания перемещения газообразного продукта в резервную емкость продукта и введения подаваемого газа в адсорбер. Перемещение можно выполнять, например, посредством подходящей газопроводной системы, в которой окончание выполняют путем закрытия клапана, расположенного на газопроводной системе.

В одном из воплощений установка адсорбции при переменном давлении имеет рабочий цикл, который содержит, по меньшей мере, одну фазу получения продукта, на которой выполняют непрерывную подачу подаваемого газа в по меньшей мере один адсорбер в течение фазы получения. Здесь время окончания фазы получения продукта определяют с помощью количества MA(t) газообразного продукта, извлеченного из по меньшей мере одного адсорбера в течение фазы получения. Фазу получения продукта заканчивают, когда количество MA(t) больше или равно заранее определенного количества MDesign, где количество МA(t) вычисляют из количества Q(t), извлеченного из резервной емкости продукта и профиля давления в резервной емкости продукта.

Таким образом, в течение фазы получения продукта газообразный продукт, состоящий в основном из относительно слабо адсорбирующегося компонента, течет в резервную емкость продукта. В то же время, определенное, при некоторых условиях также изменяющееся, количество продукта извлекают из резервной емкости продукта и подают потребителю. Указанное извлекаемое количество газообразного продукта измеряют, например, с помощью устройства измерения количества, расположенного ниже по потоку от резервной емкости продукта. Исходя из указанного количества извлеченного продукта и профиля давления в резервной емкости продукта, который измеряют, например, с помощью устройства измерения давления, расположенного ниже по потоку от резервной емкости продукта, устанавливают количество MA(t), которое было извлечено из адсорбера и подано в резервную емкость продукта в течение фазы получения продукта. Если количество МA(t), извлеченное из адсорбера, превышает определенное значение MDesign (которое является типичным для размера установки), заканчивают отток газообразного продукта в резервную емкость продукта и введение подаваемого газа в адсорбер.

В одном из воплощений количество MA(t) определяют в соответствии со следующей формулой:

где

- t представляет собой время в секундах после начала фазы получения продукта,

- MA(t) является количеством в килограммах, извлеченным из адсорбера после начала фазы получения продукта,

- Q(t) является количеством в килограммах, извлеченным из резервной емкости продукта в течение фазы получения продукта,

- Мр(0) является количеством газообразного продукта в кг в резервной емкости в начале фазы получения, где Мр(0) вычисляют в соответствии со следующей формулой:

где

- V является объемом резервной емкости продукта в м3, и

- ρ является плотностью газообразного продукта в резервной емкости в кг/м3 при t=0,

- P(t) является давлением в барах в резервной емкости продукта в момент времени t,

- Р(0) является давлением в барах в резервной емкости продукта в момент времени t=0, и

К является любым действительным числом от 1 до 1,4.

Все значения, указанные в барах, относятся к абсолютному давлению (бар абс.). Здесь К равно 1 при изотермических условиях и 1,4 при адиабатических условиях. К приспосабливают к реальным условиям образом, зависящим от условий, преобладающих внутри установки адсорбции при переменном давлении, так что К выбирают из интервала от 1 до 1,4.

В частности, множитель К зависит от степени тепловой изоляции сосуда предлагаемого продукта и от размера используемой резервной емкости. Очень большая изолированная резервная емкость имеет значения в области 1,4, в то время как относительно небольшая неизолированная резервная емкость имеет значения, которые лежат ближе к 1.

Приведенное выше уравнение позволяет определить количество, извлеченное из адсорбера, с помощью устройств измерения давления и устройств измерения количества на резервной емкости продукта, которые обеспечены в любом случае. Дополнительные устройства измерения, в частности, устройства измерения количества, на адсорбере не являются необходимыми. Таким образом, установка является более простой и менее подверженной поломкам. Оценку данных, установленных с помощью устройства измерения количества и устройства измерения давления, можно выполнить с помощью соединенного с ними устройства регулирования без обратной связи и с обратной связью, которое передает импульсный сигнал на клапан подаваемого газа и на клапан продукта, когда МA(t) больше или равно заранее определенного количества MDesign. Клапан подаваемого газа и клапан продукта после этого закрываются и фаза получения продукта, таким образом, заканчивается.

Оценку данных, установленных с помощью устройства измерения можно выполнить с помощью соединенного с ним устройства регулирования без обратной связи и с обратной связью, которое передает импульсный сигнал на клапан подаваемого газа и на клапан продукта, когда фронт загрузки регистрируют в заранее определенном положении с помощью устройства измерения. Альтернативно устройство регулирования без обратной связи и с обратной связью может передавать импульсный сигнал, если истек заранее определенный период времени после регистрации фронта загрузки.

В одном из воплощений способ содержит холостую фазу перед рабочим циклом. Газообразный продукт можно извлекать из резервной емкости продукта на холостой фазе. Продолжительность холостой фазы зависит от состояния загрузки, другими словами от количества, извлеченного из резервной емкости продукта. При 100%-ной загрузке эта продолжительность является практически нулевой, и за окончанием одного рабочего цикла непосредственно следует новый рабочий цикл. В случае относительно низкого уровня извлечения газообразного продукта начало нового рабочего цикла откладывают на некоторое время и только после поведения нового газообразного продукта в резервную емкость продукта начинают новый рабочий цикл. Длительность указанной холостой фазы можно определить множеством способов.

Например, длительность можно определить, сравнивая извлеченное на настоящий момент количество с предполагаемым расчетным количеством в установке. Холостую фазу заканчивают после достижения расчетного количества. Другой способ состоит в использовании профиля давления в резервной емкости продукта и количества, извлеченного из резервной емкости продукта, для предварительного расчета времени, при котором заранее определенное минимальное давление в резервной емкости отклоняется от номинала. Холостую фазу в этом случае заканчивают в правильное время, так что резервная емкость продукта снова заполняется новым продуктом перед отклонением от номинала минимального давления. Здесь необходимо учесть, что после окончания холостой фазы продукт не может немедленно снова протекать в резервную емкость, потому что адсорбер сперва должен снова достичь давления резервной емкости.

В одном из воплощений рабочий цикл содержит фазу повышения давления перед фазой получения продукта. В данном случае повышение давления в адсорбере выполняют путем введения подаваемого газа в адсорбер. Подаваемый газ можно, например, провести в адсорбер из компрессора подаваемого газа через подходящую газопроводную систему посредством открытия клапана (клапана подаваемого газа), расположенного в указанной газопроводной системе. Повышение давления заканчивают, когда давление в адсорбере больше или равно давлению в резервной емкости продукта. Затем выполняют переход к фазе получения. Подаваемый газ вводят со стороны адсорбера, например, нижней стороны адсорбера (газопровод введения подаваемого газа), которая расположена напротив другой стороны адсорбера, например, «верхней» стороны адсорбера (выход газообразного продукта), так что введенный подаваемый газ (сырьевой продукт) должен пройти через всю длину адсорбера, чтобы достичь выхода газообразного продукта.

На фазе получения продукта выполняют перемещение газообразного продукта из по меньшей мере одного адсорбера в резервную емкость продукта. Газообразный продукт можно, например, провести из адсорбера на выходе продукта в резервную емкость продукта через подходящую газопроводную систему посредством открытия клапана (клапана продукта), расположенного в указанной газопроводной системе. Клапан подаваемого газа остается открытым в течение фазы получения. Окончание повышения давления таким образом выполняют посредством открытия клапана продукта. Таким образом, подаваемый газ течет в адсорбер с одной стороны (газопровод введения подаваемого газа) и газообразный продукт течет из адсорбера с противоположной стороны (выход продукта), при этом возрастание давления обычно замедляется.

В одном из воплощений рабочий цикл содержит, после фазы получения, фазу выпускания в однонаправленном потоке, другими словами выпускания в направлении, в котором подаваемый газ течет через адсорбер. При этом выпускание из адсорбера выполняют с помощью уравнивания давления в конфигурации однонаправленного потока в буферной емкости давления. Буферная емкость давления содержит устройство, которое подходит для получения частично очищенного газообразного продукта при заранее определенном давлении, при этом буферная емкость давления соединена через подходящую газопроводную систему с адсорбером, и, в частности, газопроводная система расположена на выходе продукта. На фазе выпускания прерывают введение подаваемого газа в адсорбер и отток газообразного продукта из адсорбера (фаза получения закончена) и открывают клапан (выпускной клапан), который расположен в газопроводной системе между буферной емкостью давления и адсорбером. Перед открытием выпускного клапана адсорбер находится при более высоком давлении по сравнению с буферной емкостью давления. Таким образом, после открытия выпускного клапана частично очищенный газообразный продукт течет в буферную емкость давления, при этом давление в буферной емкости давления повышается, и давление в адсорбере падает. В случае использования множества адсорберов также можно выполнять выпускание через соединение с соседним адсорбером, при этом давление в соседнем адсорбере повышается в течение выпускания из первого адсорбера.

В одном из воплощений рабочий цикл содержит фазу регенерации после фазы выпускания в однонаправленном потоке. Фазу выпускания заканчивают посредством закрытия выпускного клапана. Регенерацию адсорбера можно выполнять посредством выпускания в конфигурации противонаправленного потока в атмосферу через газопроводную систему удаления газа, которая расположена, в частности, на той стороне адсорбера (газопровод введения подаваемого газа), которая расположена напротив выхода продукта. Посредством открытия клапана (клапана отработанного газа) в указанной газопроводной системе удаления газа газ, который содержит большую долю подлежащего отделению компонента, вытекает из адсорбера (отработанный газ). Уравнивание давления с атмосферным делает возможным также «высвобождение» адсорбированных компонентов и удаление в виде отработанного газа, так что адсорбер очищается и становится пригодным к новому процессу отделения.

Для регенерации альтернативно или дополнительно можно использовать поток продувочного газа. Поток продувочного газа состоит, в частности, из частично очищенного газообразного продукта и его вводят в адсорбер, в частности, в месте размещения выхода продукта. С помощью потока продувочного газа понижают парциальное давление подлежащего отделению компонента в газовой фазе и, таким образом, способствуют разрушению связей. Поток продувочного газа можно обеспечить, например, из устройства продувочного газа, из буферной емкости давления или, в случае использования множества адсорберов, из соседнего адсорбера. В случае использования продувочного газа из буферной емкости давления или из соседнего адсорбера (см. объяснения ниже) поток продувочного газа можно обеспечить посредством (по меньшей мере частичного) открытия выпускного клапана в однонаправленном потоке.

Альтернативно или дополнительно можно выполнять регенерацию при давлении ниже давления окружающей среды посредством адсорбера, откачанного с помощью вакуумного насоса.

В одном из воплощений рабочий цикл после фазы регенерации содержит фазу загрузки в противонаправленном потоке. В этом случае в адсорбер загружают сырьевой продукт, в частности, частично очищенный газообразный продукт, в конфигурации противонаправленного потока, другими словами противоположно к направлению подаваемого газа, при этом давление в адсорбере повышается.

В одном из воплощений повышение давления в адсорбере и загрузку адсорбера частично очищенным сырьевым продуктом выполняют из буферной емкости давления. При этом открывают подходящий клапан (в частности, выпускной клапан) в газопроводной системе, который расположен между буферной емкостью давления и адсорбером, а клапан отработанного газа газопровода удаления газа закрывают. После регенерации буферная емкость давления находится при более высоком давлении, чем адсорбер. В результате частично очищенный газообразный продукт, который, например, был проведен в буферной емкости давления в фазе выпускания, течет в адсорбер.

В одном из воплощений рабочий цикл содержит следующие фазы в указанной последовательности: фаза повышения давления с помощью подаваемого газа, фаза получения продукта, фаза выпускания в однонаправленном потоке, фаза регенерации и фаза загрузки в противонаправленном потоке; при этом перед началом фазы заканчивают предшествующую фазу и, в частности, обеспечивают холостую фазу между двумя рабочими циклами, другими словами перед фазой повышения давления и после фазы загрузки в противонаправленном потоке.

В одном из воплощений установка адсорбции при переменном давлении содержит по меньшей мере два адсорбера, при этом рабочий цикл содержит фазу повышения давления перед фазой получения. В этом случае повышение давления выполняют в первом адсорбере путем введения подаваемого газа (первый клапан подаваемого газа открыт) в первый адсорбер, и, в то же время, выполняют фазу регенерации во втором адсорбере (второй клапан отработанного газа). Регенерацию можно выполнять с помощью выпуска, в конфигурации противонаправленного потока, в атмосферу. Альтернативно или дополнительно можно использовать поток продувочного газа. К тому же, регенерацию также можно выполнять с помощью откачки. Очевидно, что дополнительная откачка также возможна следуя альтернативам, описанным непосредственно выше.

В одном из воплощений рабочий цикл содержит фазу получения, на которой газообразный продукт проводят из первого адсорбера в резервную емкость продукта (первый клапан продукта открыт), при этом, в то же время, во втором адсорбере выполняют фазу регенерации (второй клапан отработанного газа открыт). Что касается последовательности регенерации, можно сослаться на предшествующие абзацы. В этом случае фазу получения в первом адсорбере заканчивают, когда количество MA(t) газообразного продукта, извлеченного из первого адсорбера в течение фазы получения, больше или равно заранее определенного количества MDesign. Что касается определения извлеченного количества MA(t), можно сослаться на предшествующие абзацы.

Фазу регенерации можно закончить после окончания фазы получения или, альтернативно, также можно продолжить в течение определенного периода времени. Например, фазу регенерации выполняют до тех пор, пока не достигнут определенного давления регенерации (в частности, в случае установок ВАПД), второй адсорбер не столкнулся с заранее определенным количеством продувочного газа или не было достигнуто заранее определенное минимальное время регенерации.

В одном из воплощений рабочий цикл после фазы получения содержит фазу выпускания в однонаправленном потоке. В этом случае выпускание из адсорбера выполняют с помощью уравнивания давления со вторым адсорбером (см. приведенные выше объяснения).

В одном из воплощений рабочий цикл содержит следующие фазы в указанной последовательности:

- фаза повышения давления в однонаправленном потоке с помощью подаваемого газа в первом адсорбере, при этом, в то же время, во втором адсорбере выполняют фазу регенерации,

- фаза получения в первом адсорбере, при этом, в то же время, во втором адсорбере выполняют фазу регенерации,

- фаза выпускания в однонаправленном потоке в первом адсорбере и одновременно фаза повышения давления в противонаправленном потоке во втором адсорбере, при этом выпускание и повышение давления выполняют с помощью уравнивания давления между первым адсорбером (давление падает) и вторым адсорбером (давление повышается),

- фаза регенерации в первом адсорбере, при этом, в то же время, во втором адсорбере выполняют фазу повышения давления в однонаправленном потоке с помощью подаваемого газа,

- фаза регенерации в первом адсорбере, при этом, в то же время, во втором адсорбере выполняют фазу получения,

- фаза повышения давления в противонаправленном потоке в первом адсорбере и одновременно фаза выпускания в однонаправленном потоке во втором адсорбере, при этом выпускание и повышение давления выполняют с помощью уравнивания давления между первым адсорбером (давление повышается) и вторым адсорбером (давление падает),

- холостая фаза, в частности, между двумя рабочими циклами, другими словами перед фазой повышения давления в первом адсорбере и фазой выпускания из второго адсорбера.

Способ по изобретению позволяет предотвращать перегрузку адсорбера без необходимости для этой цели в клапане регулирования с обратной связью. Так как указанный способ ограничивает количество, извлеченное из адсорбера, он также предотвращает прохождение загрязняющих веществ в резервную емкость продукта в течение начальной фазы, когда резервная емкость еще не достигла своего нормального уровня давления. Он также делает возможным извлекать из резервной емкости более высокое количество продукта, чем расчетное количество без ухудшения чистоты продукта и, таким образом, покрывать кратковременные максимальные значения более эффективно. В случае изобретения измерительные устройства регулирования с обратной связью для количества газообразного продукта между адсорбером и резервной емкостью продукта не являются необходимыми для этой цели. По изобретению подачу подаваемого газа не прерывают в течение получения.

Например, расчетное количество устанавливают на значении 1000 и извлеченное количество изменяется в течение секунд между 900 и 1100 (где среднее значение 1000 присоединено). Клапан регулирования с обратной связью ниже по потоку от резервной емкости таким образом был бы непрерывно задействован и таким образом должен был в конечном счете препятствовать поставке 1000 в среднем. Наоборот, если по изобретению учитывают количество в резервной емкости, тогда такие изменения не играют роли, так что фазу получения фактически заканчивают только после того как было достигнуто расчетное количество, количество для потребителя не ограничено в любое время и давление в резервной емкости также остается стабильным (при условии, что потребитель извлекает, в среднем, только 1000).

В частности, в случае использования множества адсорберов, способ по изобретению позволяет одновременное использование всех адсорберов. Любые различия в производительности между адсорберами можно обеспечить с помощью отдельных заданных значений регулируемой величины.

Способ по изобретению также подходит для установок адсорбции при переменном давлении, которые содержат более двух адсорберов.

Другим аспектом изобретения является установка адсорбции при переменном давлении согласно признакам пункта 9 формулы изобретения, которая, в частности, подходит для выполнения способа согласно признакам пунктов 1-8 формулы изобретения.

В одном из воплощений установка адсорбции при переменном давлении содержит по меньшей мере один адсорбер для отделения относительно сильно адсорбирующегося компонента от сырья, где адсорбер содержит газопровод введения подаваемого газа, который можно перекрыть с помощью клапана подаваемого газа, и газопровод удаления газообразного продукта, который можно перекрыть с помощью клапана продукта. Установка адсорбции при переменном давлении дополнительно содержит резервную емкость продукта для получения очищенного газообразного продукта из адсорбера через газопровод удаления газообразного продукта, устройство измерения количества для определения количества, извлеченного из резервной емкости продукта, и устройство измерения давления для определения давления в адсорбере. В этом исполнении установка адсорбции при переменном давлении содержит устройство регулирования без обратной связи и с обратной связью, которое подходит для получения значений измерения из устройства измерения давления и из устройства измерения количества, обработки указанных значений измерения и установления на основе указанных значений времени окончания введения подаваемого газа и удаления газообразного продукта, где устройство регулирования без обратной связи и с обратной связью сконструировано для передачи в указанное время управляющего импульса на клапан подаваемого газа и на клапан газообразного продукта. В воплощении по изобретению выполняют фазу получения с газопроводом введения подаваемого газа и газопроводом удаления газообразного продукта в открытом состоянии, так что фазу получения заканчивают, когда закрывают газопровод введения подаваемого газа и газопровод удаления газообразного продукта.

Устройство регулирования без обратной связи и с обратной связью устанавливает количество MA(t) газообразного продукта, извлеченное из по меньшей мере одного адсорбера в течение фазы получения. Данное установление выполняют с помощью количества Q(t), извлеченного из резервной емкости продукта, которое устанавливают с помощью устройства измерения количества, и профиля давления в резервной емкости продукта, который устанавливают с помощью устройства измерения давления. Здесь количество МA(t) можно, в частности, вычислить в соответствии со следующей формулой:

Устройство регулирования без обратной связи и с обратной связью передает импульсный сигнал клапану подаваемого газа и клапану продукта, когда MA(t) больше или равно заранее определенного количества MDesign. Клапан подаваемого газа и клапан продукта после этого закрывают и фазу получения продукта, таким образом, заканчивают.

В другом воплощении установка адсорбции при переменном давлении содержит, по меньшей мере, один адсорбер для отделения относительно сильно адсорбирующегося компонента от сырья, где адсорбер содержит газопровод введения подаваемого газа, который можно перекрыть с помощью клапана подаваемого газа, и газопровод удаления газообразного продукта, который можно перекрыть с помощью клапана продукта. Здесь установка адсорбции при переменном давлении содержит в заранее определенном положении в адсорбере измерительное устройство для измерения изменения физических параметров со временем.

Можно утверждать, что установка адсорбции при переменном давлении может содержать, в частности, резервную емкость продукта, буферную емкость давления, компрессор подаваемого газа, вакуумный аппарат и дополнительные адсорберы, соединенные параллельно, которые все можно, в зависимости от требований, соединить друг с другом с помощью в каждом случае одной газопроводной системы, где каждая газопроводная система может содержать, по меньшей мере, один клапан. Такие воплощения хорошо знакомы специалисту. В частности, установка адсорбции при переменном давлении содержит компоненты, описанные выше применительно к способу, и компоненты, обсуждаемые в описании чертежей.

Измерительное устройство позволяет ограничивать количество извлеченного продукта без требуемого для этой цели клапана регулирования с обратной связью выше по потоку или ниже по потоку от резервной емкости продукта для надежного предотвращения перегрузки установки и для предотвращения загрязнения резервной емкости продукта в течение переходных фаз.

Дополнительные подробности и преимущества изобретения обсуждаются более подробно ниже на основании следующего описания чертежей примерных воплощений на основании чертежей, на которых:

на Фиг. 1 описывают применение способа по изобретению в установке с одним адсорбером и

на Фиг. 2 описывают применение способа по изобретению в установке с двумя адсорберами.

Фиг. 1 является схематической иллюстрацией установки с одним адсорбером, которая подходит для выполнения способа по изобретению.

Установка 1 адсорбции при переменном давлении содержит адсорбер 2, резервную емкость 3 продукта, буферную емкость 6 давления, устройство 4 измерения количества, два устройства 5 измерения давления, клапан 101 подаваемого газа, клапан 102 продукта, выпускной клапан 103, клапан 104 отработанного газа и клапан 105 извлечения.

Устройство 4 измерения количества позволяет определять количество газообразного продукта Р, извлеченное из резервной емкости 3 продукта. Устройства 5 измерения давления позволяют определять давление в адсорбере 2 и в резервной емкости 3 продукта.

В данном случае способ имеет рабочий цикл, который содержит фазу повышения давления, фазу получения, фазу выпускания, фазу регенерации и фазу загрузки, при этом между двумя рабочими циклами обеспечивают холостую фазу, другими словами перед фазой повышения давления и после фазы загрузки. Таким образом, способ можно разделить на шесть стадий.

Холостая фаза присутствует на первой стадии. Клапаны 101-104 закрыты и клапан 105 извлечения, расположенный ниже по потоку от резервной емкости продукта открыт. С помощью клапана 105 извлечения потребитель может извлекать газообразный продукт Р из резервной емкости 3 продукта (через устройство извлечения, которое здесь не показано для ясности). В данном случае клапан 105 извлечения открыт в течение холостой фазы и рабочего цикла.

Продолжительность холостой фазы определяют с помощью извлеченного количества. Например, холостую фазу заканчивают перед отклонением определенного минимального давления от номинала в резервной емкости 3 продукта. Таким образом, переход в рабочий цикл выполняют в надлежащее время, так что резервная емкость 3 продукта снова заполнена новым продуктом перед указанным отклонением от номинала давления. Альтернативно продолжительность холостой фазы также можно определить из извлеченного на настоящий момент количества по отношению к принятому расчетному количеству установки. В случае низкого уровня извлечения газообразного продукта Р новый рабочий цикл откладывают до тех пор, пока заранее определенное количество газообразного продукта не было извлечено из резервной емкости продукта, так что, следовательно, инициируют начало нового рабочего цикла и новый газообразный продукт Р проводят в резервную емкость 3 продукта. При 100%-ной загрузке продолжительность указанной фазы практически равна нулю и за окончанием одного рабочего цикла непосредственно следует другой рабочий цикл.

На второй стадии рабочий цикл содержит фазу повышения давления. Здесь повышение давления в адсорбере 2 выполняют с помощью введения подаваемого газа F в адсорбер 2 через теперь открытый клапан 101 подаваемого газа (повышение давления в конфигурации однонаправленного потока). Клапаны 102-104 остаются закрытыми. Повышение давления заканчивают, когда давление в адсорбере 2 больше или равно давлению в резервной емкости продукта. Затем выполняют переход к фазе получения (стадия 3).

На третьей стадии установка находится в фазе получения. Вторую стадию (фаза повышения давления) заканчивают и фазу получения начинают посредством открывания клапана 102 продукта, что обеспечивает подачу газообразного продукта газа из адсорбера 2 в резервную емкость 3 продукта. Клапан 101 подаваемого газа и клапан 102 продукта, таким образом, открыты в течение фазы получения. Клапаны 103 и 104 закрыты. На фазе получения подаваемый газ F течет через клапан 101 подаваемого газа в адсорбер 2 и газообразный продукт Р течет через клапан 102 продукта в резервную емкость 3 продукта.

Фазу получения выполняют до тех пор, пока не была исчерпана удерживающая способность адсорбера 2 для подлежащего отделению компонента или подлежащих отделению компонентов. Окончание фазы получения происходит, когда количество МA(t) газообразного продукта, извлеченное из по меньшей мере одного адсорбера в течение фазы получения больше или равно заранее определенного количества MDesign, где количество MA(t) вычисляют из количества Q(t), извлеченного из резервной емкости продукта, и профиля давления в резервной емкости продукта. Здесь количество MA(t) вычисляют в соответствии со следующей формулой:

Что касается значения отдельных сокращений, ссылаемся на указанное в описании.

Оценку данных, установленных с помощью устройства измерения количества и устройства измерения давления, выполняют с помощью соединенного с ними устройства 8 регулирования без обратной связи и с обратной связью, которое передает импульсный сигнал на клапан подаваемого газа и на клапан продукта, когда MA(t) больше или равно заранее определенного количества MDesign. Клапан подаваемого газа и клапан продукта после этого закрываются и фаза получения, таким образом, заканчивается.

Альтернативно фазу получения также можно закончить, когда регистрируют, что фронт загрузки в по меньшей мере одном адсорбере 2 достигает заранее определенного конечного положения (положение измерительного устройства соответствует заранее определенному конечному положению) или заранее определенного положения (положения измерительного устройства), при этом, когда происходит регистрирование в заранее определенном положении, фаза получения продолжается еще некоторое время. Ссылаемся на приведенные выше объяснения и объяснения, относящиеся к Фиг. 2.

Фазу получения заканчивают посредством закрывания клапана 101 подаваемого газа и клапана 102 продукта.

После окончания фазы получения на четвертой стадии выполняют фазу выпускания в однонаправленном потоке. Выпускной клапан 103 открыт.Клапан 101 подаваемого газа, клапан 102 газообразного продукта и клапан 104 отработанного газа закрыты. Здесь выпускание из адсорбера 2 выполняют с помощью уравнивания давления с буферной емкостью 6 давления, которая соединена через выпускной клапан 103 с адсорбером 2. Буферная емкость 6 давления находится, перед выпусканием, при более низком давлении по сравнению с адсорбером 2. В результате выпускания частично очищенное (или фактически чистое) сырьевой продукт проходит в буферную емкость 6 давления. После достижения заранее определенного давления или после того, как истекло заранее определенное время, фазу выпускания заканчивают посредством закрывания выпускного клапана 103.

После окончания фазы выпускания на пятой стадии выполняют фазу регенерации. Клапан 101 подаваемого газа, клапан 102 газообразного продукта и выпускной клапан 103 закрыты. Клапан 104 отработанного газа открыт. Здесь регенерацию адсорбера 2 выполняют с помощью выпускания, в конфигурации противонаправленного потока, в атмосферу, так что отработанный газ А, обогащенный подлежащим отделению компонентом, выводят из адсорбера 2. Альтернативно регенерации можно способствовать с помощью потока продувочного газа. Поток продувочного газа можно обеспечить, например, путем дросселированного открывания клапана 102 продукта и/или выпускного клапана 103. Альтернативно также возможно введение продувочного газа из резервуара продувочного газа. В способе ВАПД указанная стадия также содержит откачивание с использованием вакуума. После достижения заранее определенного давления или после того, как истекло заранее определенное время, фазу регенерации заканчивают посредством закрывания клапана 104 отработанного газа (и, возможно, клапанов потока продувочного газа или вакуумного устройства).

После фазы регенерации на шестой стадии выполняют фазу загрузки в противонаправленном потоке. Загрузку в данном случае выполняют с помощью буферной емкости 6 давления, которая находится при более высоком давлении по сравнению с адсорбером 2. Выпускной клапан 103 открыт. Клапан 101 подаваемого газа, клапан 102 газообразного продукта и клапан 104 отработанного газа закрыты. Таким образом, повышение давления в адсорбере 2 и загрузку адсорбера 2 частично очищенным сырьевым продуктом выполняют из буферной емкости 6 давления. После достижения заранее определенного давления или после того, как истекло заранее определенное время, фазу заканчивают. Установка переходит к холостой фазе (стадия 1). Таким образом, способ начинается снова.

В таблице 1: X обозначает закрытый клапан и О обозначает открытый клапан, РA обозначает давление в адсорбере, РP обозначает давление в резервной емкости продукта.

Фиг. 2 является схематической иллюстрацией установки с двумя адсорберами, которая подходит для выполнения способа по изобретению. Что касается устройств и стадий способа с одинаковым обозначением ссылочных позиций, ссылаемся на объяснения, относящиеся к Фиг. 1.

Установка 1 адсорбции при переменном давлении Фиг. 2 содержит первый адсорбер 2', второй адсорбер 2'', резервную емкость 3 продукта, три устройства 5 измерения давления, два клапана 111, 121 подаваемого газа, два клапана 112, 122 продукта, выпускной клапан 103, два клапана 114, 124 отработанного газа и клапан 105 извлечения. Возможно дополнительное устройство измерения количества (аналогично Фиг. 1).

В данном случае способ имеет рабочий цикл, который содержит следующие стадии:

- фаза повышения давления в однонаправленном потоке в первом адсорбере 2', при этом, в то же время, во втором адсорбере 2'' выполняют фазу регенерации,

- фаза получения в первом адсорбере 2', при этом, в то же время, во втором адсорбере 2'' выполняют фазу регенерации,

- фаза выпускания в однонаправленном потоке в первом адсорбере 2' и одновременно фаза повышения давления в противонаправленном потоке во втором адсорбере 2'', при этом выпускание и повышение давления выполняют с помощью уравнивания давления между первым адсорбером 2' (давление падает) и вторым адсорбером 2'' (давление повышается),

- фаза регенерации в первом адсорбере 2', при этом, в то же время, во втором адсорбере 2'' выполняют фазу повышения давления в однонаправленном потоке,

- фаза регенерации в первом адсорбере 2', при этом, в то же время, во втором адсорбере 2'' выполняют фазу получения,

- фаза повышения давления в противонаправленном потоке в первом адсорбере 2' и одновременно фаза выпускания в однонаправленном потоке во втором адсорбере 2'', при этом выпускание и повышение давления выполняют с помощью уравнивания давления между первым адсорбером 2' (давление повышается) и вторым адсорбером 2'' (давление падает),

где, в частности, обеспечивают холостую фазу между двумя рабочими циклами, другими словами перед фазой повышения давления первого адсорбера 2' и фазой выпускания второго адсорбера 2''.

Холостая фаза присутствует на первой стадии. Клапаны 111, 112, 114, 121, 122, 124 и 103 закрыты и клапан 105 извлечения, в данном случае, открыт. Продолжительность холостой фазы определяют с помощью извлеченного количества. Ссылаемся на утверждения, относящиеся к Фиг. 1.

После окончания холостой фазы выполняют переход к рабочему циклу. На второй стадии фазу повышения давления выполняют в первом адсорбере 2', при этом, в то же время, во втором адсорбере 2'' выполняют фазу регенерации. В этом случае повышение давления в первом адсорбере 2' выполняют с помощью введения подаваемого газа F в первый адсорбер 2' через теперь открытый клапан 111 подаваемого газа (повышение давления в конфигурации однонаправленного потока). Второй адсорбер 2'' разгружают, в конфигурации противонаправленного потока, в атмосферу через открытый второй клапан 124 отработанного газа с удалением отработанного газа А и таким образом выполняют регенерацию. Клапаны 121, 122 и 114 остаются закрытыми. Регенерации второго адсорбера 2'' можно способствовать с помощью потока продувочного газа из первого адсорбера 2' (103 открыт с помощью дросселирования). Повышение давления заканчивают, когда давление в первом адсорбере 2' больше или равно давления в резервной емкости 3 продукта. Затем выполняют переход к фазе получения (стадия 3).

На третьей стадии установка находится в фазе получения. Клапан 111 подаваемого газа и клапан 112 продукта первого адсорбера 2' открыты и клапаны 121, 122 и 114 закрыты. Подаваемый газ F течет через клапан 111 подаваемого газа в первый адсорбер 2' и газообразный продукт Р течет через клапан 112 газообразного продукта в резервную емкость 3 продукта. Регенерация второго адсорбера 2'' продолжается через клапан 124 отработанного газа и ей можно способствовать с помощью потока продувочного газа посредством открывания выпускного клапана 103 с помощью дросселирования.

Фазу получения выполняют до тех пор, пока не была исчерпана удерживающая способность адсорбера 2'. Фазу получения заканчивают, когда регистрируют, что фронт загрузки в первом адсорбере 2' достиг заранее определенного конечного положения по направлению потока подаваемого газа (конечное положение соответствует положению измерительного устройства). Альтернативно можно регистрировать, когда фронт загрузки достигает заранее определенного положения (положения измерительного устройства) и фаза получения первого адсорбера 2' и фаза регенерации второго адсорбера 2'' продолжается некоторое время (стадия 4а).

Оценку данных, установленных с помощью измерительного устройства, можно выполнять с помощью соединенного с ним устройства регулирования без обратной связи и с обратной связью (здесь не показано), которое передает импульсный сигнал на соответствующий клапан (111, 121) подаваемого газа и соответствующий клапан (112, 122) продукта, когда было зарегистрировано конечное положение. Альтернативно устройство регулирования без обратной связи и с обратной связью может передавать импульсный сигнал, когда было зарегистрировано заранее определенное положение и истек заранее определенный период времени. Ссылаемся на приведенные выше объяснения (см. предшествующий раздел).

Окончание фазы получения также возможно, когда количество MA(t) газообразного продукта Р, извлеченное из первого адсорбера 2' в течение фазы получения, больше или равно заранее определенного количества MDesign. Что касается определения MA(t), ссылаемся на приведенные выше объяснения.

Фазу регенерации также можно продолжать после окончания фазы получения в первом адсорбере 2' (стадия 4b). Фазу регенерации можно, например, выполнять до достижения определенного давления регенерации во втором адсорбере 2'', заранее определенного количества продувочного газа во втором адсорбере 2'' или достижения заранее определенного минимального времени регенерации.

После окончания фазы получения на пятой стадии выполняют фазу выпускания в однонаправленном потоке в первом адсорбере 2' и фазу загрузки в противонаправленном потоке выполняют во втором адсорбере 2''. Выпускной клапан 103 открыт. Другие клапаны (помимо клапана 105 извлечения) закрыты. В этом случае выпускание из первого адсорбера 2' выполняют с помощью уравнивания давления со вторым адсорбером 2'', который соединен через выпускной клапан 103 с первым адсорбером 2'. После достижения заранее определенного давления или после того, как истекло заранее определенное время, фазу выпускания в первом адсорбере 2' и фазу загрузки во втором адсорбере 2'' заканчивают.

Холостая фаза снова присутствует на шестой стадии. Клапаны 111, 112, 114, 121, 122, 124 и 103 закрыты и клапан 105 извлечения, в данном случае, открыт.Продолжительность холостой фазы определяют с помощью извлеченного количества. Ссылаемся на утверждения, относящиеся к Фиг. 1.

Затем, на седьмой стадии, выполняют фазу повышения давления во втором адсорбере 2'', при этом, в то же время, в первом адсорбере 2' выполняют фазу регенерации. В данном случае клапан 121 подаваемого газа во второй адсорбер 2'' и первый клапан 114 отработанного газа первого адсорбера 2' открыты. Чтобы способствовать регенерации первого адсорбера 2', поток продувочного газа можно провести из второго адсорбера 2'' через выпускной клапан 103 (открытый с помощью дросселирования) в первый адсорбер (аналогично стадии 2).

На восьмой стадии установка находится в фазе получения. Клапан 121 подаваемого газа и клапан 122 продукта второго адсорбера 2'' открыты, аналогично стадии 3. Клапаны 111, 112 и 124 закрыты. Регенерация первого адсорбера 2' продолжается через клапан 114 отработанного газа и ей можно способствовать с помощью потока продувочного газа посредством открывания выпускного клапана 103 с помощью дросселирования.

Фазу получения выполняют до тех пор, пока не была исчерпана удерживающая способность второго адсорбера 2''. Что касается определения времени окончания, ссылаемся на приведенные выше утверждения, относящиеся к Фиг. 1.

Альтернативно можно выполнять стадию 9а аналогично стадии 4а, так чтобы фаза получения продолжалась в течение заранее определенного периода времени после регистрирования фронта загрузки. Фазу регенерации первого адсорбера 2' также можно, аналогично стадии 4b, продолжать после окончания фазы получения во втором адсорбере 2'' (стадия 9b). Ссылаемся на утверждения, относящиеся к стадиям 4а и 4b.

Затем, на десятой стадии, выполняют фазу выпускания в однонаправленном потоке во втором адсорбере 2'' и фазу загрузки в противонаправленном потоке выполняют в первом адсорбере 2'. Выпускной клапан 103 открыт. Другие клапаны (помимо клапана 105 извлечения) закрыты. При этом выпускание из второго адсорбера 2'' выполняют с помощью уравнивания давления с первым адсорбером 2' (аналогично стадии 5). После достижения заранее определенного давления или после того, как истекло заранее определенное время, фазу выпускания и фазу загрузки заканчивают.

Установка затем переходит в холостую фазу (стадия 1). Способ таким образом начинается снова.

Отдельные стадии суммированы в следующей таблице 2.

В таблице 2: X обозначает закрытый клапан, О обозначает открытый клапан, (О) обозначает клапан, открытый с помощью дросселирования (в некоторых случаях), PA обозначает давление в соответствующем адсорбере, PP обозначает давление в резервной емкости продукта, ΔPM означает разницу давлений, зарегистрированную измерительным устройством 7 для регистрирования фронта загрузки, Δpset означает заранее определенное значение, относящиеся к разнице давлений, и Ad. означает адсорбер.

Список номеров позиций

1. Способ настройки загрузки и контролирования количества и чистоты в установке (1) адсорбции при переменном давлении, в котором установка (1) адсорбции при переменном давлении проходит рабочий цикл, который содержит по меньшей мере одну фазу получения, отличающийся тем, что в течение фазы получения подаваемый газ (F) подают непрерывно в по меньшей мере один адсорбер (2) и время окончания фазы получения определяют посредством

- определения количества MA(t) газообразного продукта (Р), извлеченного из по меньшей мере одного адсорбера (2) в течение фазы получения, где окончание фазы получения происходит, когда количество MA(t) больше или равно заранее определенному количеству MDesign, и количество MA(t) вычисляют исходя из количества Q(t), извлеченного из резервной емкости (3) продукта и профиля давления в резервной емкости (3) продукта.

2. Способ настройки загрузки и контролирования количества и чистоты по п. 1, отличающийся тем, что фаза получения заканчивается, когда MA(t)≥MDesign, где количество MA(t) вычисляют в соответствии со следующей формулой:

где

- t представляет собой время в секундах после начала фазы получения,

- MA(t) является количеством в килограммах, извлеченным из адсорбера (2) после начала фазы получения,

- Q(t) является количеством в килограммах, извлеченным из резервной емкости (3) продукта в течение фазы получения,

- Мр(0) является массой в адсорбере (2) в начале фазы получения, где Мр(0) вычисляют в соответствии со следующей формулой:

Мр(0)=V*ρ(t=0),

где

- V является объемом резервной емкости (3) продукта в м3, и

- ρ является плотностью газообразного продукта в резервной емкости в кг/м3 при t=0,

- P(t) является давлением в барах в резервной емкости (3) продукта в момент времени t,

- Р(0) является давлением в барах в резервной емкости (3) продукта в момент времени t=0, и

К является любым действительным числом от 1 до 1,4.

3. Способ настройки загрузки и контролирования количества и чистоты по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что перед фазой получения в адсорбере (2) выполняют повышение давления с помощью введения в адсорбер (2) подаваемого газа (F).

4. Способ настройки загрузки и контролирования количества и чистоты по п. 3, отличающийся тем, что повышение давления в адсорбере заканчивают и выполняют переход к фазе получения, когда давление в адсорбере (2) больше или равно давлению в резервной емкости (3) продукта.

5. Способ настройки загрузки и контролирования количества и чистоты по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что после окончания фазы получения выполняют выпускание из адсорбера (2) посредством уравнивания давления, где, в частности, уравнивание давления выполняют с помощью выпускания в конфигурации однонаправленного потока, в буферную емкость (6) давления или уравнивание давления в первом адсорбере (2') выполняют с помощью выпускания во второй адсорбер (2'').

6. Способ настройки загрузки и контролирования количества и чистоты по п. 5, отличающийся тем, что после окончания выпускания из адсорбера (2) выполняют регенерацию адсорбера (2) посредством:

- выпускания, в конфигурации противонаправленного потока, в атмосферу, и/или

- применения потока продувочного газа, и/или

- откачивания.

7. Способ настройки загрузки и контролирования количества и чистоты по п. 6, отличающийся тем, что после окончания регенерации давление в адсорбере (2) повышают и в адсорбер (2) загружают сырьевой продукт, в частности частично очищенный сырьевой продукт.

8. Способ настройки загрузки и контролирования количества и чистоты по п. 7, отличающийся тем, что загрузку выполняют частично очищенным сырьевым продуктом из буферной емкости (6) давления или из другого адсорбера (2'').

9. Установка адсорбции при переменном давлении, в частности, для выполнения способа по одному из пп. 1-8, содержащая:

- по меньшей мере один адсорбер (2) для отделения относительно сильно адсорбирующегося компонента от сырьевого продукта, где адсорбер (2) содержит газопровод введения подаваемого газа, выполненный с возможностью перекрывания с помощью клапана (101, 111, 121) подаваемого газа, и газопровод удаления газообразного продукта, выполненный с возможностью перекрывания с помощью клапана (102, 112, 122) продукта,

- резервную емкость (3) продукта для получения очищенного газообразного продукта (Р) из адсорбера (2) через газопровод удаления газообразного продукта,

- устройство (4) измерения количества для определения количества, извлеченного из резервной емкости (3) продукта,

- устройство (5) измерения давления для определения давления в адсорбере (2),

отличающаяся тем, что установка (1) адсорбции при переменном давлении содержит устройство (8) регулирования без обратной связи и с обратной связью, которое подходит для получения значений измерения из устройства (5) измерения давления и из устройства (4) измерения количества, обработки указанных значений измерения и установления, на основе указанных значений, времени окончания введения подаваемого газа и удаления газообразного продукта, где устройство (8) регулирования без обратной связи и с обратной связью сконструировано для передачи в указанное время управляющего импульса на клапан (101, 111, 121) подаваемого газа и на клапан (102, 112, 122) газообразного продукта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу выделения метана из метановоздушной смеси, заключающемуся в сжатии метановоздушной смеси, разделении ее на метан и воздух и отборе метана.

Заявлены способ и устройство адсорбционного разделения газовой смеси посредством процесса адсорбции при переменном давлении и использовании вакуума, причем подлежащую разделению газовую смесь перед подачей в процесс адсорбции при переменном давлении и с использованием вакуума сжимают посредством по меньшей мере одного компрессора до давления адсорбции, а регенерацию адсорбера или адсорберов осуществляют посредством по меньшей мере одного вакуумного насоса.

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано в автомобильных газонаполнительных компрессорных станциях (АГНКС) для осушки природного газа высокого давления.

Изобретение относится к технологическим процессам получения инертных газов. .
Настоящее изобретение касается композиции технологической добавки для уменьшения вспенивания и/или увеличения обезвоживания в процессе, включающем водную среду, и может быть использована в нефтяной промышленности, в обработке продуктов питания и напитков, в горнодобывающей промышленности, текстильной промышленности, сельском хозяйстве, целлюлозо-бумажной промышленности и тому подобном.

Предложены способы и системы для ловушки УВ в перепускном канале выхлопного тракта двигателя внутреннего сгорания. Способ для выпуска отработавших газов, в котором подают сгоревшие отработавшие газы в сажевый фильтр и ловушку углеводородов в перепускном канале во время холодного запуска.

Изобретение относится к области очистки газов и паров от примесей нежелательных компонентов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, газоперерабатывающей, химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к органической химии. Способ получения бетулина осуществляют в замкнутом экстракционном технологическом комплексе, включающем измельчение бересты, экстракцию толуолом в экстракторе проточного типа (1) при непрерывном противоточном движении бересты и растворителя.

Изобретение относится к газо- и нефтеперерабатывающей, нефтехимической отраслям промышленности, а именно к способу очистки углеводородных газов от примесей. Предлагаемый способ очистки углеводородных газов от примесей в жидкой фазе осуществляют путем адсорбции на предварительно прокаленном цеолите типа X.

Изобретение относится к установке подготовки этансодержащего газа к транспорту в северных широтах и может быть использовано на предприятиях газовой промышленности.

Предлагается система очистки выхлопных газов, предназначенная для очистки потока выхлопных газов. В соответствии с настоящим изобретением, система очистки выхлопных газов содержит: первое устройство каталитического восстановления, предназначенное для восстановления оксидов азота NOx в потоке выхлопных газов с использованием соединений, содержащих одно или несколько из монооксида углерода CO и углеводородов HC, которые содержатся в потоке выхлопных газов, когда поток выхлопных газов достигает первого устройства каталитического восстановления; сажевый фильтр, который расположен ниже по потоку от первого устройства каталитического восстановления, чтобы улавливать и окислять сажевые частицы в потоке выхлопных газов; второе дозирующее устройство, расположенное ниже по потоку от сажевого фильтра и выполненное с возможностью подачи добавки, которая содержит аммиак или вещество, из которого аммиак может извлекаться и/или выделяться в поток выхлопных газов; и второе устройство каталитического восстановления, расположенное ниже по потоку от второго дозирующего устройства и предназначенное для восстановления оксидов азота NOx в потоке выхлопных газов с использованием упомянутой добавки.

Изобретение относится к способу и устройству низкотемпературного разделения воздуха. Способ и устройство служат в установке для разделения воздуха, которая содержит основной воздушный компрессор, основной теплообменник и систему дистилляционных колонн с колонной высокого давления и колонной низкого давления.

Объектом изобретения является контактор для колонны теплообмена и/или массообмена, содержащий набор из двух структурированных насадок, имеющих разную геометрическую площадь и имеющих параллельные главные направления.

Изобретение относится к аппаратам для проведения процесса удаления влаги из жидких высоковлажных термолабильных растительных эмульсий и может быть использовано в пищевой, масложировой, лакокрасочной промышленности и других отраслях, применяющих выпаривание влаги из термолабильных высоковязких жидких концентратов.

Изобретение относится к способу настройки загрузки и контролирования количества и чистоты в установке адсорбции при переменном давлении, в котором установка адсорбции при переменном давлении проходит рабочий цикл, который содержит по меньшей мере одну фазу получения продукта. В течение фазы получения подаваемый газ подают непрерывно в по меньшей мере один адсорбер. Время окончания фазы получения продукта определяют посредством определения количества MA газообразного продукта, извлекаемого из по меньшей мере одного адсорбера в течение фазы получения. Окончание фазы получения происходит, когда количество MA больше или равно заранее определенному количеству MDesign, и где количество MA вычисляют исходя из количества Q, извлеченного из резервной емкости продукта и профиля давления в резервной емкости продукта. Изобретение также относится к установке адсорбции при переменном давлении для осуществления указанного способа. Изобретение обеспечивает извлечение из резервной емкости более высокого количества продукта, предотвращение прохождения загрязняющих веществ в резервную емкость продукта. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.

Наверх