Date post: | 05-Apr-2018 |
Category: |
Documents |
Upload: | andi-ndoel |
View: | 221 times |
Download: | 0 times |
7/31/2019 Parallel Overhead Condensers
http://slidepdf.com/reader/full/parallel-overhead-condensers 1/12
Control of Parallel Overhead Condensers
Methanol Distillation
To: [email protected]: Parallel condensors in Methanol Distillation column
Date: Tue, 27 Aug 2002 14:04:30 +0600
From: D. B. S. Asian Chemical Company
Dear Mr. Sloley:
We are carrying out revamp of our Methanol distillation column with new trays. The existing
condenser is limiting. In the column we intend to install a new condenser in parallel with the
existing condenser. The new condenser is for and additional 25% capacity. We would like toknow the precautions to be taken for
designing/installing a new condenser to take care of hydraulics and pressure control of thecolumn at various loads.
D. B. S.
To: DBS
Subject: Parallel condensors in Methanol Distillation column
Date: Wed, 28 Aug 2002
From: [email protected]
Do you mean that you are:
A. Installing a second stab-in condenser in parallel with an existing stab-in bundle?
B. Installing a second bundle in parallel in a conventional overhead system?
A. Sloley
To: Andrew Sloley <[email protected]>
Subject: Re: Parallel condensors in Methanol Distillation column
Date: Thu, 29 Aug 2002 11:33:38 +0500
From: DBS
Thanks for the prompt reply.
We are installing a second condenser (condenser already available from another plant) in parallel
with the existing condenser. Hence, vapour from the column will be distributed into the twocondensers. We are worried about following:
7/31/2019 Parallel Overhead Condensers
http://slidepdf.com/reader/full/parallel-overhead-condensers 2/12
HIGH LOAD OPERATION
Pressure drop calculated across 1st condenser is 0.15 bar, condensing capacity 15000 kg/hrvapour. Pressure drop across parallel condenser is 0.1 bar, condensing capacity 5000 kg/hr.
Now when the plant operates at 20000 kg/hr of vapour from the tower, ideally the vapour to the
existing condenser should be 15000 kg/hr & new condenser should be 5000 kg/hr. But aspressure drop across the new condenser is low, more vapour will be pushed through this
condenser and due to limitation of condensing capacity of only 5000 kg/hr, we envisageuncondensed vapour from new exchanger.
To control the distribution, we are thinking to install a low pressure drop control valve on thevapour line to the new condenser.
What is your experience with parallel condensors ?
If we use this valve & during operation this valve is throttled very much, is there any chance of
vacuum creation in the condenser.
I am attaching the schematic of the system for better understanding.
To: DBS
Subject: Parallel condensors in Methanol Distillation column
Date: Wed, 28 Aug 2002
From: [email protected]
Overall, my experience with parallel condensers has been very satisfactory. In any unit revamp
you have to balance between adding condensers in parallel and adding them in series. Both
choices have different circumstances that favor them.
The best situation for parallel exchangers is to have identical exchangers with a symmetrical
piping network. This solves most major flow distribution problems. However, non-identicalexchangers in parallel can also work. It is common practice to put a low-pressure drop (often
butterfly) valve to prevent excessive flow through an exchanger that has a lower pressure drop at
desired operating conditions. I have done this many times myself. The real question in this
configuration is what you control the butterfly valve with. We will come back to this point later.
Your other question was could the system in the new exchanger run in vacuum if the flow to the
new exchanger went to a very low rate. Based on your simplified piping diagram (Figure 1), the
answer is no. If you have low flow to the second exchanger and it acts as a total condenser andstarts to create a pressure in the shell lower than the existing exchanger, you will get vapor flow
from the drum to the new exchanger. If your existing pressure control system is adequate toprevent vacuum in the drum it will continue to operate adequately.
7/31/2019 Parallel Overhead Condensers
http://slidepdf.com/reader/full/parallel-overhead-condensers 3/12
Figure 1 Proposed overhead system
Control of your two exchanger system is the real question. Figure 2 shows adding a butterflyvalve to the feed to the new exchanger. Figure 3 shows the alternate location for this valve, in the
outlet line to the drum. While the line is larger, I recommend the location in the line to the drum(Figure 2). In your configuration, putting the control valve in the outlet line (Figure 3) has the
potential to create two problems. First, you could hold a liquid leg on the valve that partially
floods the new condenser and reduces its capacity below your desired level. This could be
avoided by careful place of the exchanger and valve relative to the reflux drum. Second, you use
a nitrogen injection upstream of the condensers to prevent drum pressure from going too low.The nitrogen may serve two purposes: A-it partially blankets the heat-transfer surface of the
exchangers dropping heat transfer and B-adding vapor to the drum to increase its pressure. The
nitrogen guarantees that the flow in the outlet lines from the condenser to the reflux drum is two-phase. Control valves in two-phase flow have erratic performance and many maintenance
problems. This configuration should be avoided. Of course, you could always move the nitrogen
make-up to the drum directly.
7/31/2019 Parallel Overhead Condensers
http://slidepdf.com/reader/full/parallel-overhead-condensers 4/12
Figure 2 Recommended location for flow control valve
7/31/2019 Parallel Overhead Condensers
http://slidepdf.com/reader/full/parallel-overhead-condensers 5/12
Figure 3 Potential problems with flow control in outlet line
Staying with the good practice of having the control valve in the feed line to the new exchanger,the simplest system would be to use a flow orifice in the lines to the condensers to measure flow
and use a flow ratio control on the valve to maintain a constant split between the exchangers(Figure 4). You need to be careful in this case to prevent condensation that forms upstream of the
orifice plates from accumulating. Liquid pools upstream of the orifice make the flow readings
inaccurate. Additionally, in some piping layouts a liquid leg upstream of an orifice can
accumulate and significantly raised the tower pressure. On one memorable troubleshooting
occasion, pressure field pressure readings revealed a 7 meter tall liquid stack created bycombining a poor piping layout with a readily condensable overhead and an orifice plate.
7/31/2019 Parallel Overhead Condensers
http://slidepdf.com/reader/full/parallel-overhead-condensers 6/12
Figure 4 Flow control to parallel exchangers
The tempting alternative of using a DP cell across the exchangers with a differential pressureratio control (Figure 5) should be resisted in your case. You have only a 0.15 bar (2.2 psi)
pressure drop across one exchanger and a 0.10 bar (1.5 psi) pressure drop across the other. Youwould be trying to control on a small number derived from the difference between two larger
numbers. This is a classic error that is always warned against but often made. The differential
pressures would also decrease at low flow rates, making the situation worse.
7/31/2019 Parallel Overhead Condensers
http://slidepdf.com/reader/full/parallel-overhead-condensers 7/12
Figure 5 Differential pressure control to parallel exchangers
(Only recommended if differential pressures are high)
If using direct flow control is unattractive, you can control to have a differential temperature of zero between two thermocouples placed downstream of the condensers (Figure 6). I have usedthis system with great success in several installations.
7/31/2019 Parallel Overhead Condensers
http://slidepdf.com/reader/full/parallel-overhead-condensers 8/12
Figure 6 Outlet temperature control
Best Regards.Andrew Sloley
DGI
Images have been sized for full screen display on an 800x600 monitor. This page updated 30 August 2002.
© 2002 Andrew W. Sloley. All rights reserved.
7/31/2019 Parallel Overhead Condensers
http://slidepdf.com/reader/full/parallel-overhead-condensers 9/12
Pengendalian Kondensor Overhead Paralel
Distilasi Metanol
Untuk: [email protected]
Subject: condensors Paralel di kolom Metanol Distilasi
Tanggal: Tue, 27 Agustus 2002 14:04:30 0600
Dari: D. B. S. Asia Chemical Company
Dear Mr Sloley:
Kami sedang melakukan perombakan dari kolom distilasi metanol kami dengan nampan baru.
Kondensor yang ada membatasi. Pada kolom kami berniat untuk menginstal sebuah kondensor baru
secara paralel dengan kondensor yang ada. Kondensor baru untuk dan kapasitas 25% tambahan. Kami
ingin tahu tindakan pencegahan akan diambil untuk
merancang / memasang kondensor baru untuk mengurus hidrolik dan kontrol tekanan dari kolom pada
beban yang bervariasi.
D. B. S.
Untuk: DBS
Subject: condensors Paralel di kolom Metanol Distilasi
Tanggal: Wed, 28 Agustus 2002
Dari: [email protected]
Apakah Anda berarti bahwa Anda adalah:
A. Instalasi menusuk-in kedua kondensor secara paralel dengan yang ada tusukan-in bundel?
B. Instalasi bundel kedua secara paralel pada sistem overhead yang konvensional?
A. Sloley
Untuk: Andrew Sloley <[email protected]>
Subject: Re: condensors Paralel di kolom Metanol Distilasi
Tanggal: Thu, 29 Agustus 2002 11:33:38 +0500
Dari: DBS
7/31/2019 Parallel Overhead Condensers
http://slidepdf.com/reader/full/parallel-overhead-condensers 10/12
Terima kasih untuk balasan secepatnya.
Kami memasang kondensor kedua (kondensor sudah tersedia dari pabrik lain) secara paralel dengan
kondensor yang ada. Oleh karena itu, uap dari kolom akan didistribusikan ke dalam dua kondensor. Kami
khawatir berikut:
TINGGI LOAD OPERASI
Tekanan penurunan dihitung di 1 kondensor adalah 0,15 bar, kondensasi kapasitas 15000 kg / jam uap.
Tekanan penurunan di kondensor paralel adalah 0,1 bar, kondensasi kapasitas 5000 kg / jam.
Sekarang ketika pabrik beroperasi pada 20000 kg / jam uap dari menara, idealnya uap ke kondensor
yang ada harus 15000 kg / jam & kondensor baru harus 5000 kg / jam. Tapi seperti penurunan tekanan
di kondensor baru rendah, uap lebih akan didorong melalui kondensor ini dan karena keterbatasan
kondensasi kapasitas hanya 5000 kg / jam, kita membayangkan uncondensed uap dari penukar baru.
Untuk mengontrol distribusi, kita berpikir untuk menginstal penurunan tekanan katup kontrol yang
rendah pada garis uap ke kondensor baru.
Apa pengalaman Anda dengan condensors paralel?
Jika kita menggunakan katup ini & selama operasi katup ini mencekik sangat banyak, apakah ada
kemungkinan penciptaan vakum dalam kondensor.
Saya melampirkan skema sistem untuk pemahaman yang lebih baik.
Untuk: DBS
Subject: condensors Paralel di kolom Metanol Distilasi
Tanggal: Wed, 28 Agustus 2002
Dari: [email protected]
Secara keseluruhan, pengalaman saya dengan kondensor paralel telah sangat memuaskan. Dalam setiap
unit merubah Anda harus menyeimbangkan antara menambahkan kondensor secara paralel dan
menambahkannya secara seri. Kedua pilihan memiliki keadaan yang berbeda yang mendukung mereka.
Situasi terbaik untuk penukar paralel adalah memiliki penukar identik dengan jaringan pipa simetris. Ini
memecahkan masalah aliran distribusi yang paling utama. Namun, non-identik penukar secara paralel
juga dapat bekerja. Ini adalah praktek umum untuk menempatkan penurunan tekanan rendah (sering
kupu-kupu) katup untuk mencegah aliran berlebihan melalui exchanger yang memiliki penurunan
tekanan rendah pada kondisi operasi yang diinginkan. Saya telah melakukan ini berkali-kali diriku sendiri.
Pertanyaan sebenarnya dalam konfigurasi ini adalah apa yang Anda mengontrol katup kupu-kupu
dengan. Kita akan kembali ke titik ini nanti.
7/31/2019 Parallel Overhead Condensers
http://slidepdf.com/reader/full/parallel-overhead-condensers 11/12
Pertanyaan Anda yang lain yang bisa sistem dalam jangka penukar baru dalam ruang hampa jika aliran
ke penukar baru pergi ke tingkat yang sangat rendah. Berdasarkan diagram perpipaan sederhana Anda
(Gambar 1), jawabannya tidak. Jika Anda memiliki aliran rendah untuk penukar kedua dan ia bertindak
sebagai kondensor total dan mulai menciptakan tekanan di shell lebih rendah dari exchanger yang ada,
Anda akan mendapatkan aliran uap dari drum ke penukar baru. Jika ada tekanan Anda sistem kontrol
adalah cukup untuk mencegah vakum dalam drum itu akan terus beroperasi secara memadai.
Gambar 1
Usulan overhead sistem
Pengendalian dua sistem penukar Anda adalah pertanyaan sesungguhnya. Gambar 2 menunjukkan
menambahkan katup kupu-kupu dengan umpan ke penukar baru. Gambar 3 menunjukkan lokasi
alternatif untuk katup ini, di baris outlet ke drum. Sementara garis lebih besar, saya sarankan lokasi di
baris ke drum (Gambar 2). Dalam konfigurasi Anda, menempatkan katup kontrol di baris stopkontak
(Gambar 3) memiliki potensi untuk menciptakan dua masalah. Pertama, Anda bisa mengadakan kaki
cairan pada katup yang sebagian banjir kondensor baru dan mengurangi kapasitasnya di bawah tingkat
yang diinginkan. Hal ini bisa dihindari dengan tempat-hati dari penukar dan katup relatif terhadap drum
refluks. Kedua, Anda menggunakan injeksi nitrogen hulu dari kondensor untuk mencegah tekanan
gendang dari pergi terlalu rendah. Nitrogen dapat melayani dua tujuan: A-itu sebagian selimut
permukaan transfer panas dari penukar menjatuhkan perpindahan panas dan B-menambahkan uap ke
drum untuk meningkatkan tekanannya. Nitrogen menjamin bahwa aliran di garis keluar dari kondensor
ke drum refluks adalah dua fase. Kontrol katup dalam dua fase aliran memiliki kinerja yang tidak
menentu dan banyak masalah pemeliharaan. Konfigurasi ini harus dihindari. Tentu saja, Anda selalu bisa
bergerak nitrogen make-up untuk drum langsung.
Gambar 2
Direkomendasikan lokasi untuk katup kontrol aliran
Gambar 3
Potensi masalah dengan kontrol aliran sejalan stopkontak
Tetap dengan praktek yang baik memiliki katup kontrol di garis umpan ke penukar baru, sistem yangpaling sederhana adalah menggunakan lubang aliran dalam baris ke kondensor untuk mengukur aliran
dan menggunakan kontrol aliran rasio pada valve untuk mempertahankan konstan perpecahan antara
penukar (Gambar 4). Anda perlu berhati-hati dalam hal ini untuk mencegah kondensasi yang
membentuk hulu dari pelat orifice dari terakumulasi. Kolam Cair hulu lubang membuat angka aliran
tidak akurat. Selain itu, dalam beberapa layout pipa kaki cair hulu dari suatu lubang dapat terakumulasi
dan secara signifikan meningkatkan tekanan menara. Pada satu kesempatan pemecahan masalah
7/31/2019 Parallel Overhead Condensers
http://slidepdf.com/reader/full/parallel-overhead-condensers 12/12
diingat, pembacaan lapangan tekanan tekanan mengungkapkan setumpuk cair 7 meter tinggi yang
dibuat dengan menggabungkan tata letak pipa miskin dengan overhead yang mudah terkondensasi dan
pelat orifice.
Gambar 4
Arus kontrol untuk penukar paralel
Alternatif menggoda menggunakan sel DP di seluruh penukar dengan kontrol tekanan diferensial rasio
(Gambar 5) harus ditolak dalam kasus Anda. Anda hanya memiliki bar 0,15 (2,2 psi) penurunan tekanan
di satu penukar dan bar 0,10 (1,5 psi) tekanan penurunan di sisi lain. Anda akan mencoba untuk
mengontrol pada sejumlah kecil berasal dari perbedaan antara dua nomor lebih besar. Ini adalah
kesalahan klasik yang selalu diperingatkan tetapi sering dibuat. Tekanan diferensial juga akan menurun
pada laju alir yang rendah, membuat situasi semakin buruk.
Gambar 5
Perbedaan tekanan kontrol untuk penukar paralel
(Hanya dianjurkan jika tekanan diferensial adalah tinggi)
Jika menggunakan kontrol aliran langsung adalah tidak menarik, Anda dapat mengontrol memiliki
temperatur diferensial dari nol antara dua termokopel ditempatkan hilir dari kondensor (Gambar 6).
Saya telah menggunakan sistem ini dengan sukses besar di beberapa instalasi.
Gambar 6
Outlet kontrol suhu
Salam.
Andrew Sloley
DGI
Gambar telah ukuran untuk tampilan layar penuh pada monitor 800x600.
Halaman ini diperbarui 30 Agustus 2002.
© 2002 Andrew W. Sloley. All rights reserved.