180890. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés folyadékelegyek folyamatos üzemű stabilizálására
3 180890 4 nák a desztilláció élességét és szelektivitását, a külső reflux mennyiségének és hőmérsékletének megfelelő módosításával ellensúlyozzák. Ez a megoldás nagyméretű oszlopok esetén alkalmazható ugyan, kisméretű, a tudományos kutatás céljait szolgáló laboratóriumi berendezésekhez csatlakoztatható stabilizáló oszlopok azonban — éppen méreteiknél fogva — ilyen módon nem vezérelhetők. A stabilizálás klasszikusnak számító válfajával, a gazolinstabilizálással Aixinger—Hlinyánszky—Száva—Vaj ta: „Ásványolaj technológia” c. (Nehézipari Könyv- és Folyóiratkiadó U. 1951) művének 48—51. oldalain; a könnyű, Ci—C4 szénatomszámú szénhidrogének elkülönítésére, a másodlagos finomító eljárásokban alkalmazott stabilizálással, főként a katalitikus és termikus krakkolással, továbbá a benzinreformálással Asinger: „Bevezetés a petrolkémiába” c. (Műszaki Könyvkiadó, Bp. 1961) művében foglalkoznak. Laboratóriumi vagy kisüzemi stabilizálásra Cronkright— Butler—Leddy: „Automated batch debutanization in a petroleum research laboratory. General papers presented before the division of Petroleum Chemistry, Inc. American Chemical Society, New Orleans Meeting. March 20—25,1977.” c. (ACS Div. Pet. Chem. Prepr. Febr. 1977,221. p. 40—42) közleményükben atmoszferikus nyomáson és szobahőmérsékletnél jóval alacsonyabb hőmérsékleteken például — 30 C*-on működő, szakaszos üzemű üvegkészüléket ajánlanak. Ez a megoldás azonban számos hátránnyal rendelkezik. Az alacsony üzemi hőmérséklet rendkívül nehézkessé teszi a készülék működtetését, a minta veszteségmentes betöltése és eltávolítása gyakorlatilag megoldhatatlan, és az üvegkészülék nem csatlakoztatható közvetlenül az atmoszferikusnál jóval nagyobb, például 20—50 att nyomáson működő kísérleti berendezéshez. A találmány feladata nagy- és kisüzemi, valamint laboratóriumi körülmények között egyaránt hatékonyan alkalmazható megoldás kidolgozása. A találmány szerint ezt a feladatot azzal oldjuk meg, hogy a tölteten a nyomásesést az oszlop fenékhőmérsékletének és/vagy hőellátásának szabályozásával állandó vagy közel állandó értéken tartjuk. A találmány azon a kísérleti tapasztalatokkal igazolt felismerésen alapul, mely szerint tetszőleges méretű, töltött stabilizáló-oszlopok tetszőleges nyomáson a kivánt szelektivitással üzemeltethetők, ha — az eddigi gyakorlattal ellentétben — nem a fenékhőmérsékletet tartjuk egy előre meghatározott, állandó értéken, hanem az oszlop töltetén egy előre megadott, időben szigorúan állandó nyomásesést tartunk fenn. Ezért úgy járunk el, hogy az oszlop töltetének alja és teteje közötti nyomáskülönbséget méljük, a mért értéket adott esetben jelátalakítás után összehasonlítjuk az előre beállított nyomáskülönbség vagy annak megfelelő más fizikai paraméter értékével, és az összehasonlítás eredményeként kapott vezérlő jellel — adott esetben jelátalakítás és/ vagy jelerősítés után — automatikusan változtatjuk az oszlop fenékhőmérsékletét és/vagy hőellátását. A találmány értelmében tehát — az ismert nagyüzemi stabilizálóoszlopok működésével ellentétben — az oszlop fenékhőmérsékletét, illetve hőellátását változtatjuk, ennek következtében változik a forralási sebesség, tehát változik az időegység alatt felszabaduló gőzhalmazállapotú anyag mennyisége, így az oszlop töltött szakasza alatti és fölötti tér nyomáskülönbsége minden időpillanatban automatikusan beáll a kívánt, előre megszabott értékre. A nyc..iáskülönbség fenntartandó értéke az alkalmazott oszlop paramétereitől — az oszlop mérete, a töltet magassága és anyaga, a stabilizálás hőmérséklete és nyomása —, a betáplált, stabilizálandó elegy jellemzőitől — anyagösszetétel, áramlási sebesség, hőmérséklet és nyomás — továbbá a kívánt elválasztási élességtől függően változik. A mindenkori követelményeknek megfelelő nyomáskülönbséget a szakember előkísérletekkel könnyen meghatározhatja. A találmány szerinti berendezés lényege az, hogy a töltet alatti és feletti töltetlen zónákba egy-egy nyomásérzékelő elem van beépítve, melyek egy önmagában ismert, célszerűen villamos automatikarendszer közbeiktatásával vannak az oszlop fűtőegységével összekapcsolva. A találmányt a továbbiakban a berendezés vázlatos kapcsolási rajza segítségével részletesen ismertetjük. A találmány szerinti, lényegében töltött oszlopként kiképzett berendezésben az 1 töltet alatt és felett egy-egy, 2 és 3 töltetlen zóna van kiképezve, melyekbe egy-egy 4 nyomásérzékelő elem van beépítve. A 4 nyomásérzékelő elemek egy 5 különbség-jelző egységbe vannak bekötve, mely esetünkben egy 6 jelátalakító — egy 7 jelösszehasonlító- és egy 8 erősítő-egységből összeállított automatikarendszer része. Megjegyezzük, hogy oltalmi körünkön belül az automatikarendszer ill. beépített egységek felépítése és működése tetszőleges, így pneumatikus, elektropneumatikus vagy elektromos is lehet. A bemutatott célszerű példakénti kiviteli alaknál a 8 erősítő egység egy az alsó 2 töltetlen zónába beépített 9 fűtőegységgel van összekapcsolva. Az oszlopon az 1 töltet magasságának középső szakaszán egy 10 töltőcsonk, az oszlopfejen egy 11 tetőcsonk, míg az alsó 2 töltetlen zónánál egy 12 ürítőcsonk van kiképezve. A továbbiakban a berendezés működését ismertetjük. A stabilizálandó folyadékelegyet a 10 töltőcsonkon keresztül folyamatosan az oszlop töltetére vezetjük. A könnyű párlatot a 11 tetőcsonkon a stabilizált folyadékelegyet pedig a 12 ürítőcsonkon folyamatosan elvezetjük. Az oszlop 2 és 3 töltetlen zónáinak mindenkori nyomáskülönbségét a 4 nyomásérzékelő elemek és a például Barton-cellaként kiképzett membrános 5 különbségjelző egység segítségével ellenőrizzük. Az 5 különbségjelző egység által érzékelt nyomáskülönbséget a 6 jelátalakító egység segítségével alakítjuk és a 7 jelösszehasonlító egységre visszük át. A 7 jelösszehasonlító egység összehasonlítja a mért nyomáskülönbség-értéket az előre beállított adattal, és ha a két érték között eltérést észlel, vezérlőjelet ad ki. A 7 jelösszehasonlító egység vezérlő jelét adott esetben a 8 erősítő egységen továbbítjuk a 9 fűtőegység vezérlésére. A 9 fűtőegység vezérlése folyamatosan vagy szakaszosan — ki- és bekapcsolással — végezhető. Folyamatos vezérlés esetén a vezérlő jelnek megfelelően állandóan változik a fűtőteljesítmény, míg szakaszos vezérlés esetén csak adott értékhatárok fölötti erősségű vezérlő jel hatására jön létre beavatkozás. Megfelelő élességű desztillációs vágás elérésére a 9 fűtőegységet előnyösen folyamatosan vezéreljük. A 9 fűtőegység vezérlése révén az oszlop fenékhőmérséklete, ill. hőellátása automatikusan változik időben úgy, hogy az oszlop 2 és 3 töltetlen zónájának nyomása közötti különbség időben állandó, az előre beállított értékkel egyező marad. A találmányt a továbbiakban egy példa segítségével ismertetjük. Példa Benzinreformálás tanulmányozására szolgáló kísérleti reaktorberendezést kapcsolunk össze a találmány szerinti stabilizáló berendezéssel. A stabilizáló berendezés oszlopának műszaki adatai a következők: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
