專利名稱：以高氬回收率從空氣分離系統(tǒng)最大限度回收氬氣的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從具有側(cè)臂氬氣回收塔的雙壓低溫空氣分離系統(tǒng)以高氬回收率最大限度回收氬氣的工藝。
氬氣是空氣中一種以略低于1%摩爾分?jǐn)?shù)存在的成分。慣用雙壓工藝用來在低溫把空氣分離成氧氣和氮?dú)狻Ｊ紫劝芽諝鈮嚎s到大約5～6絕對大氣壓(atm)，然后在一座彼此熱關(guān)聯(lián)的高、低壓蒸餾塔中進(jìn)行精餾。高壓塔在對應(yīng)于空氣進(jìn)料壓力的超大氣壓力下運(yùn)行?？諝膺M(jìn)料在高壓塔中初步分離成粗氧液體餾分和基本上純氮液體餾分。所形成的這兩種液體典型地構(gòu)成低壓蒸餾操作的進(jìn)料餾分和精餾回流。氬氣典型地通過一個(gè)輔助的氬氣側(cè)臂塔進(jìn)行回收。
氮、氬和氧的相對揮發(fā)性迫使氬氣積累在低壓蒸餾塔的中部汽提段。富氬氣體餾分可從這段抽出，構(gòu)成對其進(jìn)行精餾的輔助或側(cè)臂塔的進(jìn)料餾分，從側(cè)臂塔頂部出來的產(chǎn)品蒸氣形成一股粗氬氣流，其基本組成為氬氣、百分之幾的氧氣和濃度典型地僅為0.005～0.02摩爾分?jǐn)?shù)的氮?dú)?。氬冷凝器為?cè)臂塔供給精餾回流。
低壓塔進(jìn)料通常是高壓液體底餾分。其組成范圍一般為34-38%氧。在氬冷凝器中部分蒸發(fā)之后，隨即將釜液送入低壓塔中進(jìn)行分離，產(chǎn)生一種收集在低壓塔底部的液氧成分和一種從低壓塔頂部抽出的氣態(tài)氮成分。隨著從側(cè)臂塔回收的氬氣分?jǐn)?shù)不斷增加，該裝置對外部和內(nèi)部工藝流量變化與擾動的靈敏度也增大。換句話說，在低氬回收率、典型地在低于裝置最大回收率的10%時(shí)，氬塔對工藝變化的靈敏度相當(dāng)?shù)?，而在距裝置最大回收率5-10%以內(nèi)的高氬回收率時(shí)，靈敏度增強(qiáng)并使氬塔達(dá)到一種可能發(fā)生“傾流”的狀態(tài)。當(dāng)從側(cè)臂塔上升的蒸氣流量減少到該側(cè)臂塔中的氣體流動再也不能支撐塔中的液體的程度時(shí)便發(fā)生傾流。氬回收率的損失是傾流的結(jié)果，因?yàn)橛锌赡馨汛罅恳后w引進(jìn)低壓塔中而在一段相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)沾污低壓塔的氧氣純度。因此，傾流是對高氬回收率運(yùn)行的一種代價(jià)高昂的經(jīng)濟(jì)懲罰。這總是可以通過在比最大回收率低5-10%以下的回收率特意回收次優(yōu)化水平的氬氣來加以避免，這相當(dāng)于因裝置而異在75-85%以下的能力運(yùn)行。然而，由于氬氣是空氣中的一種高價(jià)值成分，因而從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)來看氬塔產(chǎn)品流量降低是所不希望。
高氬回收水平通常伴隨著氬塔進(jìn)料的氮含量增加。因此，保持側(cè)臂塔進(jìn)料中氮的理想水平是氬回收的一個(gè)根本問題。如果在高氬回收水平對側(cè)臂塔進(jìn)料中氮的控制不足，則如以上所解釋的，傾流就可能發(fā)生，導(dǎo)致氬回收率損失以及可能使大量液體引進(jìn)上低壓塔。此外，氬塔也將必須重新清理。這也將導(dǎo)致生產(chǎn)不合格物料。
先有技術(shù)中通過在氬氣生產(chǎn)中控制氮的嘗試，研究了保持高氬回收率的問題。典型地說，氬氣生產(chǎn)中的氮含量具有0.005-0.02摩爾分?jǐn)?shù)的量級，而且通常是根據(jù)與氬氣和氧氣的濃度測定的差值間接測量的。側(cè)臂塔典型地具有大數(shù)目的精餾板，這導(dǎo)致塔內(nèi)滯留大量液體，因而也導(dǎo)致大的表觀死時(shí)間。氬塔的這種大的表觀死時(shí)間造成該塔動作遲緩或甚至不穩(wěn)定的動態(tài)變化。塔運(yùn)行的緩慢動態(tài)變化限制了氬氣生產(chǎn)中依賴于氮的監(jiān)測的任何一種控制方案的有效性。另一種控制方法公開于美國專利4，784，677，該方法基于利用一種能實(shí)時(shí)測定的氮分析儀對氬塔中的氮含量進(jìn)行直接測定。該專利進(jìn)一步論述一種基于利用上塔廢O2含量測定結(jié)合實(shí)時(shí)測氮以控制高純液氮回流至上塔頂部的流量的控制裝置。這種氮分析儀本身的細(xì)節(jié)詳見美國專利4，801，209。由于氬塔進(jìn)料中氮的濃度僅為ppm級，因而依賴于對這一濃度水平的氮?dú)庾兓M(jìn)行實(shí)時(shí)測定的精度的控制方法論是不可靠的。
按照本發(fā)明，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，釜進(jìn)料點(diǎn)和氬塔吸入點(diǎn)之間的上塔中的氮組成可能正比于氬分離中任何一點(diǎn)對應(yīng)的氮組成。還進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，在釜進(jìn)料點(diǎn)和氬塔吸入點(diǎn)之間的這一區(qū)域內(nèi)，精餾塔板對工藝條件變化無論其性質(zhì)如何，即不管它是一種擾動還是一種隨塔板與塔板之間的靈敏度差異而發(fā)生的操作流量變化，都顯示出最高的靈敏度。每個(gè)塔板的靈敏度在高氬回收率時(shí)更為敏銳。這種靈敏度可以通過對諸如每個(gè)精餾塔板的溫度的組成性測定來檢測。通過選擇一個(gè)或多個(gè)對工藝條件變化顯示高靈敏度的精餾塔板，所選定的每個(gè)塔板中的氮含量和氬進(jìn)料中的總氮含量就可以根據(jù)與組成測定的模擬數(shù)學(xué)相關(guān)式推算出來。
概括地說，按照本發(fā)明，氬氣是以高氬回收率從空氣分離系統(tǒng)回收的，該系統(tǒng)有一個(gè)含有多級精餾塔板的高壓和低壓蒸餾塔，高壓塔提供一種富氮回流流體來洗滌低壓蒸餾塔中的上升蒸氣，并有一個(gè)獨(dú)立的側(cè)臂塔用于所述氬回收，所用工藝包括下列步驟把一種富氧流體從一個(gè)存在著可比氧-氮平衡的進(jìn)料點(diǎn)引進(jìn)所述低壓塔;
在一個(gè)有相當(dāng)高氬含量的位置從所述低壓塔抽一股流體進(jìn)料流，用作所述氬側(cè)臂塔的輸入進(jìn)料流;
確定所述低壓塔內(nèi)所述進(jìn)料流位置和所述進(jìn)料點(diǎn)之間每一個(gè)對所述空氣分離系統(tǒng)的工藝變化顯示出相當(dāng)高靈敏度的精餾塔板;
選擇至少一個(gè)對工藝變化顯示出高靈敏度的、所述確定的精餾塔板，用于監(jiān)測所述氬側(cè)臂塔的所述輸入進(jìn)料流的組成;
編制一個(gè)模式，用以定義所述進(jìn)料流中的氮含量與所述低壓塔中所述選擇的精餾塔板上的組成變量之間的關(guān)系;
測定所選擇的每一個(gè)精餾塔板上的所述組成變量;
按照所述測定的組成變量的數(shù)值，由所述模式計(jì)算所述氬側(cè)臂塔的所述輸入進(jìn)料流中氮的濃度;和根據(jù)對所述輸入進(jìn)料流中氮含量的所述計(jì)算，控制所述工藝的運(yùn)行。


圖1是空氣分離裝置的示意圖，該裝置有三個(gè)蒸餾塔，用于生產(chǎn)氧餾分、氮餾分和氬餾分，并有一個(gè)適合于實(shí)施本發(fā)明工藝的控制回路;
圖2中一幅曲線圖，說明在兩種不同氬回收率情況下，低壓塔中多級精餾的每一個(gè)塔板對隨氬塔進(jìn)料流量變化而發(fā)生的溫度變化的靈敏度;
圖3是一幅曲線圖，說明無控制的氮向氬塔漂移的效應(yīng)與按照本發(fā)明的模擬受控漂移的比較。
本發(fā)明涉及一種以高氬回收率從采用慣用高壓與低壓蒸餾塔配置和氬側(cè)臂塔的低溫空氣分離裝置回收氬的工藝。這些蒸餾塔中每一個(gè)都含有從慣用蒸餾塔盤如多孔板或結(jié)構(gòu)填料形成的多級精餾塔板。
參照圖1，已被冷卻并脫除了污染物如二氧化碳和水的壓縮空氣源10在接近于其露點(diǎn)的溫度送入高壓塔12的底部?？諝庠?0在高壓塔12中進(jìn)行精餾，形成一種粗富氧液體餾分14積累在高壓塔12的底部和一種在高壓塔12頂部的基本上純粹的氮蒸氣餾分13。氮蒸氣餾分13送入熱交換器16，通過潛熱傳導(dǎo)使低壓塔18中的液體底餾分17再沸騰，形成一股凝縮的液氮流19，后者又分成三股液氮流，分別為20、21和22。第一股液氮流20用于使高壓塔12回流，第二股液氮流21在熱交換器6中進(jìn)行低溫冷卻，隨后通過流量調(diào)節(jié)器8進(jìn)入低壓塔18，用作氣體分離的回流。第三股液氮流22通過減壓器9取出，作為一股液氮產(chǎn)品流23。氮從低壓塔18中抽出成為蒸氣流25和26，并通過熱交換器6和7，分別形成氮產(chǎn)品流27和廢氮流28。
高壓塔12出來的富氧液體底部物流14在熱交換器7中進(jìn)行低溫冷卻，隨后引進(jìn)潛熱交換器5中，在此它依靠正在冷凝的粗氬部分地蒸發(fā)成一股蒸氣流29和一股液流30。流29和30各自通過閥31和32，成為一股或兩股獨(dú)立的流送入低壓塔18中。液流30一般稱為“釜進(jìn)料”，它是在存在著氧和氮的基本平衡或有效平衡的輸入位置3引進(jìn)低壓塔18中的。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，液流30不一定要從高壓塔12形成，事實(shí)上，任何數(shù)目的液體均可使用，例如氧和空氣。氣流35是在氬濃度相當(dāng)高的抽出點(diǎn)4從低壓塔18抽出的。這股氣流35以下簡稱“氬進(jìn)料”，基本上由氬和氧組成，并有痕量氮，其典型組成范圍為5-25%氬，因而有95-75%氧和痕量氮。這種氬進(jìn)料35引進(jìn)氬側(cè)臂塔36的底部。一股氬蒸氣流37在低壓側(cè)臂塔36的頂部放出，并在潛熱交換器5中依靠高壓底物流14進(jìn)行冷凝而形成流38，后者用作側(cè)臂塔36的回流。從側(cè)臂塔36抽出的粗氬流37的一部分通過閥40減壓，并排放成為氬產(chǎn)品流39。氬產(chǎn)品流39的組成可在80-99%氬之間變化，其余為氧和氮。低壓氬側(cè)臂塔36的液體底餾分的氬含量大大降低，并在抽出進(jìn)料流35的位置的大約同一點(diǎn)4或就在其以下作為一種中間體液體進(jìn)料41返回低壓塔18中。
按照本發(fā)明，氬進(jìn)料35或氬塔36中的氮濃度是通過在低壓塔18的釜進(jìn)料輸入位置3和氬進(jìn)料35的抽出點(diǎn)4之間這一區(qū)域內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)精餾塔板上進(jìn)行組成測定，較好是溫度的組成性測定而推算出來的。已發(fā)現(xiàn)上塔18的這一區(qū)域?qū)_動和裝置變化具有高靈敏度，以下就稱之為“最大靈敏度區(qū)域”。這樣的靈敏度用來間接測量氬塔進(jìn)料35中氮含量和氬塔36中氮含量變化。
在以上確定的最大靈敏度區(qū)域內(nèi)相對于其余所有精餾塔板而言對裝置擾動的靈敏度表示在圖2中。在圖2中，上塔18的每一個(gè)塔板中的溫度靈敏度是根據(jù)氬側(cè)臂塔36的氬進(jìn)料35的流量變化證實(shí)的。圖1的系統(tǒng)中的上塔18包括79級精餾塔板，第32-48級代表以上確定的最大靈敏度區(qū)域。如同從圖2顯而易見的，隨著氬回收率水平從氬回收率為85.4%增加到氬回收率為89.5%，靈敏度更為敏銳。最大靈敏度峰跨越以上確定區(qū)域基本上居中的一級或多級精餾塔板，并在不同氬回收率時(shí)在這些塔板之間略有漂移。上塔18中的擾動可以精確地描述為由于諸如氬塔進(jìn)料35的流量偏差或擾動而產(chǎn)生的一個(gè)沿該塔遞減的氮波前或脈沖。這種擾動立即以正比例關(guān)系影響上述最大靈敏度區(qū)域內(nèi)各級塔板中的組成結(jié)構(gòu)。因此，通過監(jiān)測上塔18內(nèi)最大靈敏度區(qū)域中塔床的組成結(jié)構(gòu)，就可以根據(jù)用來計(jì)算氬進(jìn)料35中的氮含量的組成結(jié)構(gòu)變化監(jiān)測這種干擾的效應(yīng)。工藝的運(yùn)行可以根據(jù)氮含量的計(jì)算利用任何數(shù)目的控制技術(shù)來控制，其中許多實(shí)例將在以下更詳細(xì)地討論。
按照本發(fā)明，溫度是進(jìn)行可用來計(jì)算氮含量的直接或間接組成測定的較好方法，如果利用慣用塔盤技術(shù)，則溫度測定可以取自該塔盤上能獲得該流體的代表性測定的任何一點(diǎn)。例如，塔盤上發(fā)生液/氣傳質(zhì)的活躍區(qū)或塔盤降液管就是可以進(jìn)行溫度測定的代表性實(shí)例。如果采用結(jié)構(gòu)性塔填料，則可以利用能在一段中獲得代表性測定的任何一種手段，例如，在有液體積存于液體再分配器上的位置。任何一種慣用器具都可用來進(jìn)行溫度測定，包括諸如慣用的熱電偶、蒸氣壓溫度計(jì)或更好的是電阻溫度計(jì)(RTD)。溫度測定也可以作為對任何其它直接或間接組成測定的參照。由于以上全部理由，溫度測定顯然優(yōu)于任何一種其它組成測定。不過，在本發(fā)明范圍內(nèi)，顯然能進(jìn)行其它組成測定，例如，壓力、流量或直接氣體互層測定，利用諸如氣相色譜法和質(zhì)量分光光度測定法來確定氮含量。
一旦進(jìn)行了組成測定，就可從定義氬進(jìn)料流35中氮含量與組成測定之間的關(guān)系的相關(guān)性計(jì)算氮含量。這是由編制一個(gè)能通過估計(jì)技術(shù)產(chǎn)生氮濃度的數(shù)學(xué)模式建立的。這種數(shù)學(xué)模式可通過非線性熱力學(xué)模擬或通過實(shí)際裝置數(shù)據(jù)編制。實(shí)際裝置數(shù)據(jù)可以代表取自上塔18內(nèi)敏感塔盤位置以提供組成測定的液體樣品。從組成測定計(jì)算每塊精餾塔板中的氮含量的一種較好方法是利用線性和/或非線性回歸技術(shù)。其它相關(guān)性技術(shù)的代表性實(shí)例包括使用動態(tài)Kalman-Bucy篩選程序，靜態(tài)Brosilow推理估計(jì)技術(shù)和主成分回歸估計(jì)技術(shù)。這種估計(jì)結(jié)果是氬進(jìn)料流35中氮含量的指示。由于氬塔進(jìn)料流35中的氮含量和氬塔36中的氮含量之間存在直接相關(guān)性，因而原則上，控制氬進(jìn)料流35中的氮含量等效于控制氬塔36中的氮含量。因此，唯一需要的是在一個(gè)或多個(gè)高度靈敏的精餾塔板上進(jìn)行單一的組成測定以控制氬塔進(jìn)料流35中的氮含量，從而起到控制氬塔36中氮含量的作用。雖然參照了單一精餾塔板的組成測定，但較好是在上述最大靈敏度區(qū)域內(nèi)任何地方的精餾塔板上進(jìn)行兩次或多次測定，塔板數(shù)和塔板之間的間隔要選擇得能達(dá)到最靈敏塔板位置的響應(yīng)的至少50%、較好在80%以上。
如果用溫度作為要在所選擇的每個(gè)精餾塔板上測定的組成變量，則氮的濃度可利用穩(wěn)態(tài)模擬所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)或?qū)嶋H裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)從編制的關(guān)系或模式關(guān)系推算。定義要用于計(jì)算機(jī)模擬以計(jì)算氬進(jìn)料流35中總氮含量的模式關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)的基本形式如下Yn＝(a)T1+(b)T2+(c)T3+……，式中Yn是計(jì)算的氬進(jìn)料35中氮的總含量，(a)、(b)、(c)等是推算的塔板溫度T的系數(shù)?？梢杂枚嘣€性回歸確定這些系數(shù)，這將產(chǎn)生最小誤差。線性和非線性回歸技術(shù)是眾所周知的，而且已有很多計(jì)算機(jī)程序可用來進(jìn)行常規(guī)多元線性回歸。應(yīng)當(dāng)注意的是，上述系數(shù)(a)、(b)和(c)等在氮含量加和計(jì)算中是加權(quán)值。
圖1包括一個(gè)基于在上塔18中選擇的精餾塔板上進(jìn)行組成測定來控制空氣分離工藝的運(yùn)行以使氬回收率達(dá)到最大值的較好控制安排的實(shí)施方案圖解說明。這種控制安排包括一個(gè)主控制回路50和一個(gè)輔控制回路52。主控制回路50包括一個(gè)慣用分析儀/控制器54，用于測定氬產(chǎn)品37中的氮含量之間的差值并將其與代表氬產(chǎn)品37中所希望的氮水平的設(shè)定值1(SP1)比較，產(chǎn)生一個(gè)控制信號53?？刂菩盘?3可以是液壓信號或電信號，而且可以利用適當(dāng)類型的控制信號53的任何一種慣用信號傳輸手段從主控制回路50傳輸?shù)捷o控制回路52。應(yīng)當(dāng)注意的是，因該系統(tǒng)內(nèi)存在的進(jìn)一步產(chǎn)品氬純度控制而異，也許沒有必要利用來自分析儀/控制器54的信息。因推算的組成測定與氬產(chǎn)品流中的氮含量的關(guān)系的精確度而異，輔控制回路52也能同樣有效地運(yùn)行，因而在這種情況下可以省去主控制回路50。
輔控制回路52是用來根據(jù)從主控制回路50收到的控制信號53控制氬塔36中的氮含量的。輔控制回路52包括一個(gè)控制器55和至少一個(gè)組成傳感器56。傳感器56可以代表一個(gè)溫度傳感器如熱電偶，用于如本說明書中前面所解釋的那樣在上塔18中選擇的精餾塔板上進(jìn)行溫度測定，而控制器55則包括一臺常用計(jì)算機(jī)(未畫出)，用于如本說明中前面詳細(xì)解釋的那樣按照本發(fā)明的原理從傳感器55所進(jìn)行的組成測定估計(jì)氬進(jìn)料流35中的氮含量。測定位置較好應(yīng)選擇得對工藝變化達(dá)到最大靈敏度，且該塔系統(tǒng)在距最高可能氬回收率10%、最佳5%以內(nèi)運(yùn)行。控制器55也包括慣用對比手段(未畫出)，用于將估計(jì)的氬進(jìn)料流35中的氮含量與控制信號53加以比較，以產(chǎn)生輸出控制信號58，根據(jù)差值來調(diào)節(jié)閥門31，閥門31控制釜液的沸騰壓力，從而控制氬塔進(jìn)料速率。這從如下事實(shí)來看是顯而易見的。閥門31的任何調(diào)節(jié)都會改變氬蒸氣冷凝速率，因而以正比關(guān)系改變氬塔的進(jìn)料速率。
此外，輔控制回路52獨(dú)立于任何主控制回路50也能運(yùn)行，在這種情況下控制信號53可以用手工送入控制器55而成為設(shè)定值2(SP2)。還可以按排控制器54和55，使之能提供前饋(feed-forward)或反饋算法的任何一種組合。例如，它們可以具有比例積分或微分控制作用的任何慣用組合以執(zhí)行其輸出。
圖1的空氣分離系統(tǒng)利用以上討論的主/輔控制回路配置進(jìn)行了試驗(yàn)，以提供一種對組成擾動的受控響應(yīng)與無控制擾動的比較。這表示在圖3中?？刂破?5采用一種按照本說明書前面提到的數(shù)學(xué)表達(dá)式利用三個(gè)溫度測定的線性回歸算法。這些溫度測定間隔地位于上塔18中釜進(jìn)料點(diǎn)3以下、氬塔抽出點(diǎn)4以上的最大靈敏度段內(nèi)，以達(dá)到對工藝變化的最大靈敏度且該塔系統(tǒng)在距最高可能氬回收率5%以內(nèi)運(yùn)行。這些測定是以足以達(dá)到最靈敏位置的響應(yīng)的至少80%的間隔設(shè)置的。圖3畫出2條曲線，第一條曲線用虛線表示，代表氬塔進(jìn)料中氮含量的無控制瞬時(shí)擾動。第二條曲線用實(shí)線表示，說明利用本發(fā)明的控制方法以圖1中所示的控制方式模擬的氬產(chǎn)品中氮含量對同一擾動的響應(yīng)。如果不采用控制，則這種擾動所造成的產(chǎn)品構(gòu)成中的最大氮含量為0.0173摩爾分?jǐn)?shù)，相比之下，利用本發(fā)明的控制作用則是0.0125摩爾分?jǐn)?shù)。
權(quán)利要求
1.一種以高氬回收率從空氣分離系統(tǒng)中最大限度回收氬氣的工藝，該系統(tǒng)有一個(gè)含有多級精餾塔板的高壓和低壓蒸餾塔，高壓塔提供一種富氮回流流體來洗滌低壓蒸餾塔中的上升蒸氣，還有一個(gè)獨(dú)立的氬回收側(cè)臂塔，包括下列步驟把一種富氧流體從一個(gè)存在著可比氧-氮平衡的進(jìn)料點(diǎn)引進(jìn)所述低壓塔；在一個(gè)有相當(dāng)高氬含量的位置從所述低壓塔抽一股流體進(jìn)料流，用作所述氬側(cè)臂塔的輸入進(jìn)料流；確定所述低壓塔內(nèi)所述進(jìn)料流位置和所述進(jìn)料點(diǎn)之間每一個(gè)對所述空氣分離系統(tǒng)的工藝變化顯示出相當(dāng)高靈敏度的精餾塔板；選擇至少一個(gè)對工藝變化顯示出高靈敏度的、所述確定的精餾塔板，用于監(jiān)測所述氬側(cè)臂塔的所述輸入進(jìn)料流的組成；編制一個(gè)模式，用以定義所述進(jìn)料流中的氮含量與所述低壓塔中所述選擇的精餾塔板上的組成變量之間的關(guān)系；測定所選擇的每一個(gè)精餾塔板上的所述組成變量；按照所述測定的組成變量的數(shù)值，由所述模式計(jì)算所述氬側(cè)臂塔的所述輸入進(jìn)料流中氮的濃度；和根據(jù)對所述輸入進(jìn)料流中氮含量的所述計(jì)算，控制所述工藝的運(yùn)行。
2.權(quán)利要求1中定義的工藝，其中選擇至少2個(gè)高度靈敏的精餾塔板進(jìn)行組成測定。
3.權(quán)利要求2中定義的工藝，其中選擇多個(gè)足以達(dá)到最靈敏位置的至少約80%的精餾塔板。
4.權(quán)利要求2中定義的工藝，其中所述富氧流體取自高壓塔。
5.權(quán)利要求4中定義的工藝，其中溫度是在所選擇的每個(gè)精餾塔板上測定的組成變量。
6.權(quán)利要求5中定義的工藝，其中編制所述模式，以按照下列算式定義所述氬進(jìn)料流中的氮與所述選擇的每個(gè)精餾塔板上的溫度之間的關(guān)系N＝(a)T，式中“a”是一個(gè)要用實(shí)驗(yàn)確定的常數(shù)，而“T”是所選擇的任何一個(gè)精餾塔板上的溫度。
7.權(quán)利要求6中定義的工藝，其中所述氬進(jìn)料流中的總氮含量是按照下列數(shù)學(xué)表達(dá)式計(jì)算的Yn＝(a)T1+(b)T2+(c)T3+……，式中Yn是計(jì)算的氬進(jìn)料流中的總氮含量，而(a)、(b)和(c)等是對應(yīng)的a、b和c等精餾塔板上的塔板溫度的系數(shù)。
8.權(quán)利要求7中定義的工藝，其中氬進(jìn)料流是利用多元線性回歸進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬計(jì)算的。
9.權(quán)利要求8中定義的工藝，其中所述工藝是在距最高可能氬回收率10%以內(nèi)運(yùn)行的。
10.權(quán)利要求7中定義的工藝，其中氬塔的進(jìn)料流量是根據(jù)所述氬進(jìn)料流中氮含量的所述計(jì)算調(diào)節(jié)的。
11.權(quán)利要求5中定義的工藝，其中氬塔的進(jìn)料流量是根據(jù)所述選擇的精餾塔板上的溫度變化調(diào)節(jié)的。
12.權(quán)利要求10中定義的工藝，其中所述氬進(jìn)料流中氮含量的所述計(jì)算與代表所述氬產(chǎn)品流中氮含量的變化的控制信號比較，以產(chǎn)生一種能調(diào)整所述富氧流體流量的控制。
13.權(quán)利要求10中定義的工藝，其中所述氬進(jìn)料流中氮含量的所述計(jì)算與用手動法設(shè)定的設(shè)定值比較，以產(chǎn)生一種能調(diào)整所述富氧流體流量的控制。
14.權(quán)利要求6中定義的工藝，其中所述模式是從熱力學(xué)數(shù)據(jù)模擬或裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)編制的。
全文摘要
本發(fā)明是一種以高氬回收率從空氣分離系統(tǒng)最大限度回收氬氣的工藝，該系統(tǒng)的有一個(gè)含有多級精餾塔板的高壓和低壓蒸餾塔，并有一個(gè)氬回收側(cè)臂塔。組成測定由一個(gè)或多外預(yù)先選擇的、已被確定為對裝置工藝變化顯示出高靈敏度的精餾塔板上的工藝變量構(gòu)成。然后，可以從這樣的組成測定，利用模擬的數(shù)學(xué)相關(guān)關(guān)系計(jì)算氬進(jìn)料流中的總氮總量。
文檔編號F25J3/04GK1092519SQ9410110
公開日1994年9月21日 申請日期1994年1月31日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月1日
發(fā)明者H·E·霍華德, D·P·邦納奎斯特, W·M·肯尼, W·A·納什 申請人:普拉塞爾技術(shù)有限公司