Brevet FR2290233A1 — publié le 19760604

L'invention concerne les operations de fractionnement par distillation. Elle a pour objet un perfectionnement de la régulation d'une tour ou colonne à distiller. Quand on sépare, par distillation fractionnée, des substances dont les points d'ébullition sont voisins, il faut régler très minutieusement les divers paramètres de l'opération si l'on veut obtenir des produits ayant une pureté élevée et constante. Le réglage des transferts de chaleur est souvent perturbe, au fond de la tour, par des variations inévitables de la température ou du débit de la source chaude, et, dans le condenseur , par des changements de température du fluide réfrigérant. Le brevet français n0 1.373.656 décrit un procédé et un dispositif qui permettent de corriger automatiquement ces perturbations. Ce dispositif est représenté schématiquement par la figure 1 des dessins annexés. Les vapeurs qui sortent en tête se condensent en totalité dans le condenseur 1 refroidi par ltair ou par de l'eau. Le distillat condense occupe une fraction variable de la capacité du condenseur et noie partiellement les parois froides. Il est repris par la pompe 2. Le distillat soutiré est évacué par le conduit 3 pourvu d'une vanne 4 asservie à un régulateur de débit 5. Une portion du distillat reflue dans la tour par l'intermediaire du conduit 6 et de la vanne 7. Celle-ci est asservie par le régulateur 8 à la pression qui règne dans la tour.Si la pression monte, la vanne 7, commandée par le régulateur, s'ouvre davantage, le niveau du distillat liquide baisse dans le condenseur, une plus grande surface de condensation est dégagée et la pression revient à sa valeur normale. L'inverse se produit si la pression baisse dans la tour. Ce dispositif fonctionne en général de façon satisfaisante. Toutefois il arrive de temps à autre que le débit thermique du condenseur soit insuffisant pour condenser totalement le courant de vapeur qui sort de la tour. Cela se produit, par exemple, lorsque la tem pérature du fluide réfrigérant est anormalement élevée ou que la tour est surchargée momentanément. Le régulateur de pression ouvre alors au maximum la vanne de reflux, toute la surface utile du condenseur est découverte mais est insuffisante. La régulation de la pression devient ino pérante. La pompe de reflux aspire un mélange de liquide et de vapeur et peut se détériorer. La présente invention a pour but de remédier à ces incidents.Elle a pour objet un dispositif perfectionné pour la régulation des transferts de chaleur et de matière en tette d'une tour ou colonne a distiller. Ce dispositif est du meme type que le précédent, mais le niveau du distillat liquide dans le condenseur ne peut pas baisser au-dessous d'une limite déterminée. Ce dispositif est donc caractérisé par le fait qu'il comprend des organes appropriés pour asservir soit la vanne de reflux, soit la vanne de soutirage du distillat, d'une part, à la pression qui règne au sommet de la tour, et dtautre part, au niveau du distillat dans le condenseur de telle façon que ce niveau ne puisse bais, ser au-dessous d'une limite inférieure que l'on a choisie. Les figures 2 et 3 des dessins annexés représentent schématiquement deux modes de réalisation du présent dispositif. D'après la figure 2, des organes 8 sensibles à la pression qui règne au sommet de la tour commandent un régulateur 9 du niveau du distillat liquide dans le condenseur. Le régulateur de niveau commande la vanne de reflux 7 et il est pourvu d'une consigne fixant la limite audessous de laquelle le niveau du liquide dans le condenseur ne peut pas descendre. La vanne de soutirage 4 est asservie à un régulateur de débit 5. La figure 3 représente schématiquement une variante du dispositif qui se distingue de la précédente par le fait que le régulateur de niveau agit sur la vanne de soutirage 4, la vanne de reflux 7 étant asservie au régulateur de débit 5. il va de soi que tout agencement techniquement équivalent des principaux organes du présent dispositif est compris dans le cadre de l'inventinn. L'invention a aussi pour objet un procédé pour assurer la régulation des transferts de chaleur et de matière en t#te d'une colonne ou tour à distiller, ce procédé étant caractérisé par le fait qu'il comprend - l'emploi d'un condenseur assurant la condensation totale des vapeurs sortant en tête, le distillat liquide étant partagé en deux portions, l'une pour le reflux et l'autre pour le soutirage, - le maintien, dans le condenseur, de distillat liquide dont le niveau est variable au-dessus d'une limite inférieure déterminée, - l'asservissement dudit niveau à la pression qui règne au sommet de la colonne ou tour, de telle façon qu'une diminution de ladite pression entratne une montée dudit niveau, et inversement, - et la fixation d'une limite inférieure bornant la baisse du niveau du distillat liquide dans le condenseur. BEVENDICATIONS 1. Dispositif pour la régulation des transferts de chaleur et de matière en tette dlune colonne ou tour à distiller, caractérisé par le fait qu'il comprend - un condenseur qui assure la condensation totale des vapeurs sor tant en tette, et dont une fraction variable de la capacité est~ occupée par le distillat liquide, - un ensemble approprié de conduits qui relie le condenseur à la tette de la colonne et qui permet d'assurer le reflux d'une portion du distillat par l'intermédiaire d'une vanne et le soutirage par 1 t intermédiaire d'une autre vanne, - et des organes appropriés pour asservir soit la vanne de reflux du distillat, soit la vanne de soutirage, d'une part à la pression qui règne au sommet de la tour, et d'autre part, au niveau du distillat -liquide dans le condenseur, de telle façon que celui-ci ne puisse baisser au-dessous d'une limite déterminée. 2. Dispositif pour la régulation des transferts de chaleur et de matière en tete dlune colonne ou tour à distiller, caractérisé par le fait qu'il comprend - un condenseur qui assure la condensation totale des vapeurs sortant en tête, dont une fraction variable de la capacité est occupée par le distillat liquide, - un ensemble approprié de conduits qui relie le condenseur à la tête de la colonne et qui permet d'assurer le reflux dune portion du distillat par l'intermédiaire d'une vanne et le soutirage par l'intermédiaire d'une autre vanne, - un régulateur du niveau du distillat liquide dans le condenseur, ce régulateur agissant sur la vanne de reflux et étant pourvu d'une consigne fixant la limite au-dessous de laquelle ledit ni veau ne peut pas descendre, - des organes qui sont sensibles à la pression régnant au sommet de la tour et qui commandent ledit régulateur de niveau, - et un régulateur de débit asservissant la vanne de soutirage. 3. Dispositif pour la régulation des transferts de chaleur et de matière en tête d'une colonne ou tour à distiller, caractérisé par le fait qu'il comprend un condenseur qui assure la condensation totale des vapeurs sortant en tête, dont une fraction variable de la capacité est occupée par le distillat liquide, un ensemble approprié de conduits qui relie le condenseur à la t#te de la colonne et qui permet d'assurer le reflux d'une portion du distillat par l'intermédiaire d'une vanne de reflux et le soutirage par l'intermédiaire d'une autre vanne, un régulateur du niveau du distillat liquide dans le condenseur, ce régulateur agissant sur la vanne de soutirage et étant pourvu dune consigne fixant la limite au-dessous de laquelle ledit ni veau ne peut pas descendre, des organes qui sont sensibles à la pression régnant au sommet de la tour et qui commandent ledit régulateur de niveau, et un régulateur de débit asservissant la vanne de reflux. 4. Procédé pour assurer la régulation des transferts de chaleur et de matière en tête d'une colonne ou tour à distiller, ce procédé étant caractérisé par le fait qu'il comprend ltemploi d'un condenseur assurant la condensation totale des va peurs sortant en t8te, le distillat liquide étant partagé en deux portions, l'une pour le reflux et autre pour le soutirage, le maintien, dans le condenseur, de distillat liquide dont le ni veau est variable au-dessus d'une limite inférieure déterminée, lasservissement dudit niveau à la pression qui règne au sommet de la colonne ou tour, de telle façon qu'une diminution de ladite pression entratne une montée dudit niveau, et inversement, et la fixation d'une limite inférieure bornant la baisse du niveau du distillat liquide dans le condenseur.