WO2016005132A1 - System und verfahren zum betreiben eines flüssiggasverdampfers - Google Patents

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    • F17C2265/05—Regasification

Definitions

  • the present invention relates to a system and a method for operating a liquid gas evaporator in which a liquefied gas is vaporized into its gaseous aggregate.
  • the liquid level in such evaporators is kept relatively low in order to keep a drop of nitride by the gas bubbles formed on evaporation from the evaporation apparatus low.
  • the vaporized liquid gas exits the evaporator it is usually passed through a mist eliminator to ensure nearly complete droplet separation. Often, however, such mist eliminators are not sufficient to achieve a complete liquid separation. Therefore, the gas stream of the largely vaporized liquid gas stream is often fed to a reboiler or fed through heated pipes of the synthesis.
  • the liquefied gas used such as propene, propane, butane, i-butene
  • an oxygen-containing gas eg air
  • an inert gas eg nitrogen or water vapor
  • the gases supplied may include, for reasons of catalyst protection no liquid components.
  • Critical to the operation of liquefied petroleum gas evaporators is when the heating medium fails and the evaporation of the liquefied gas is continued.
  • the temperature in the evaporator drops very quickly. This can possibly lead to ice formation in the evaporator, if unnoticed via the liquid gas water is in the evaporator, which can then freeze and the jacket space of the evaporator exposes an unacceptably high pressure stress, which leads to bursting of the evaporator in the worst case.
  • a problem with such evaporators is that, in the event of leakage in the vicinity of the evaporator, concentrations of the liquefied gas or its gaseous aggregate or mixtures thereof are formed that are explosive. Therefore, ignition sources in the vicinity of such evaporators must be avoided as far as possible in order to avoid an explosion in the event of a leak. This is particularly important for chemical plants, since there are many machines and equipment operated, which can be regarded as a potential source of ignition. For this reason, generic evaporators are often placed on the edge of a chemical plant or placed in the periphery of the site to minimize the dangers of explosion. As a result, the risk of explosion due to the distance to potential ignition sources can be reduced within certain limits.
  • potential ignition sources e.g. a hot reactor
  • a system (1) for operating a liquid gas evaporator (3) comprising
  • At least one detector (9) which is sensitive to the liquid gas and its gaseous aggregate and which is arranged in the trough (5), a line (1 1) for distributing steam D, which is arranged on the edge of the trough (5) which is not closed by the housing (7), on the fourth, unequaled side of the evaporator (1), one with the line (1). 1 1) connected to the supply (13) for the steam D,
  • shut-off valve (17) for the liquefied gas.
  • the inventive system (1) and the inventive method have the advantage that the evaporator (3) can be arranged in close proximity to a reactor for further processing of the gaseous liquefied gas and at the same time the risk of formation of an ignitable mixture of the liquid / gaseous Liquefied gas and air is effectively prevented.
  • method features are listed below in relation to the system (1), these relate in particular to the method according to the invention described below. Likewise, represent objective features that are mentioned in connection with the inventive method, in particular to the inventive system (1).
  • a first aspect of the present invention relates to a system (1) for operating a liquid gas evaporator (3) comprising
  • At least one detector (9) which is sensitive to the liquid gas and its gaseous aggregate and which is arranged in the trough (5),
  • control fitting provided on the supply (13) and connected to the detector (9) and
  • shut-off valve (17) for the liquefied gas.
  • the system (1) according to the invention has the advantage that the evaporator (3) is surrounded on three sides by a sturdy housing (7) which shields any contacting of possibly exiting liquefied petroleum gas and / or its gaseous aggregate from surrounding plant parts.
  • a steam curtain can be generated, which also shields this open side of the environment.
  • the construction of the housing (7), which is open towards one side, offers the possibility that the evaporator (3) is essentially freely accessible, for example for maintenance or cleaning work or in the event of a fire for fire fighting.
  • liquefied gas is understood as meaning short-chain hydrocarbons or a mixture of two or more short-chain hydrocarbons which remain liquid at relatively low pressure ( ⁇ 20 bar) at room temperature.
  • liquefied gases in the context of the invention are propane, propylene, butane, butene, isobutane and isobutene.
  • the evaporator (3) is a conventional device suitable for vaporizing liquefied gases. Examples of the evaporator (3) are lying tube bundle evaporator with a heating medium in the tubes and a medium to be evaporated on the shell side of the evaporator.
  • the trough (5) carrying the evaporator (3) is formed of a solid material which is impermeable to the liquefied gas or its gaseous aggregate.
  • the materials used may in particular metals / metal alloys or concrete.
  • the trough 5 has the task of retaining the liquefied gas (heavy gas) emerging during a leakage, at least for a certain time, and thus enabling a simpler and faster detection via a gas sensor.
  • the volume of the tub (5) corresponds to at least twice the volume of space occupied by the entire evaporator (3).
  • the housing (7) surrounding the evaporator (3) on three sides is constructed of a stable material which withstands the resulting pressure wave in the event of an explosion.
  • Suitable materials here are also metals / metal alloys or concrete.
  • the housing is flush with the trough (5), that is, the housing (7) sits in particular on the trough (5) and is substantially sealed for the LPG and its gaseous aggregate.
  • the height of the enclosure is at least the height of the evaporator (3), preferably 1.5 times the height of the evaporator (3) above the tank bottom. In the enclosure (7) is colloquially spoken of a "firewall".
  • the detector (9) as used in the present invention is preferably a gas detector capable of detecting, or measuring the volume concentration of, the corresponding liquefied gas and / or its gaseous aggregate at least in the region of 10% of the lower explosion limit ,
  • the on the fourth, not housed side of the evaporator (3) provided line (1 1) is in particular a pipeline, being used as material, in particular metals, preferably steel.
  • the line (1 1) is designed to be pressure resistant to a degree that it withstands the pressure of the steam D.
  • the fact that the duct (1 1) is arranged "at" the edge of the tub (5) not closed off from the enclosure (7) means that it can be provided both on the edge and offset inwards next to the edge.
  • the vapor D which can be fed via the supply (13) in the line (1 1), can come from a present in chemical plants general steam line.
  • the control valve (15) is used in particular for opening / closing the supply (13) for the steam D in the line (1 1).
  • the shut-off valve (19) prevents in particular in case of leakage, the further supply of liquefied gas to the evaporator (3).
  • the line (1 1) extends over the entire width of the fourth, not housed side of the evaporator (3). This ensures that a steam curtain can be formed on the entire, fourth, non-enclosed side of the evaporator (3), so that in the event of leakage of the evaporator (3) no liquid gas and / or its gaseous aggregate reaches the outside.
  • the conduit (11) has openings (19) at regular intervals, which are oriented substantially vertically upwards. These openings (19) are in particular holes. "Oriented substantially vertically upwards" in this context means that the steam curtain can be formed at an angle of 0 ° to 10 ° to the vertical.
  • the fourth, non-encapsulated side of the evaporator (3) of a plant for the further processing of the liquid and / / or facing away from its gaseous aggregate.
  • the liquid gas and / or its gaseous aggregate in principle flows away from the system.
  • the fourth, non-encapsulated side of the evaporator (3) provides a good path of attack for emergency vehicles and / or rescue workers (e.g., fire brigade, etc.), which is easily accessible by aligning the fourth side with the outside.
  • a second aspect of the present invention relates to a method for operating a liquefied petroleum gas evaporator (3), comprising the steps
  • the inventive method has substantially the same advantages as the inventive system (1), namely that by the fourth, not encapsulated side of the evaporator (3) with the there provided line (1 1), a steam curtain can be generated, which also this shields open side from the environment
  • the formation of a steam curtain on the fourth unhandled side of the evaporator (3) ensures only in the event of leakage, that forms in the vicinity of the evaporator (3) no explosive mixture of the liquid and / or its gaseous aggregate and air.
  • the steam curtain is formed at least over the entire width of the fourth, not enclosed side of the evaporator (3). This ensures that this fourth, not enclosed side is completely shielded by the steam curtain. In a further development, it is possible to extend the width of the steam curtain beyond the lateral ends of the housing (7), in order to build up a further safety area.
  • the liquefied gas forms during vaporization in particular a heavy gas, which collects in the tub (5).
  • a heavy gas As heavy gas according to the present invention, all gases are designated whose density ratio with air is greater than 1. These heavy gases sink when spreading to the ground and collect according to the invention first in the tub (5), without entering the environment of the evaporator (3).
  • the vapor D at a pressure of at least 4 bar, preferably at a pressure between 10 bar and 35 bar, in the line (1 1) is supplied.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the system 1 according to the invention.
  • FIG. 1 shows schematically the system 1 according to the invention according to one embodiment.
  • the evaporator 3 In the middle of the evaporator 3 is shown, which is placed in a tub 5.
  • On three sides (here: left, front, back) is the evaporator 3 of the Enclosed enclosure 7, in which case the front of the system 1 is shown cut open, so that the third side of the housing 7 is not visible in front.
  • On the fourth page here: right is missing this enclosure 7. Instead, a line 1 1 is provided for steam, which is supplied by a supply 13.
  • At least one detector 9 is further arranged, which continuously measures the concentration of the liquid gas or its gaseous aggregate in the trough 5, which is evaporated in the evaporator 3.
  • the detector 9 switches directly or indirectly the control valve 15, so that the supply 13 is opened for the steam D, which flows at a pressure of at least 4 bar in the line 1 1.
  • the steam is atomized so as to form a steam curtain.
  • the further supply of liquefied gas to the evaporator 3 is prevented by means of the shut-off valve 17.
  • the housing 7 is open at the top.
  • it is not intended to provide a fixed lid or a fixed roof on the housing 7.
  • an open structure such as a grid
  • the fourth, not encapsulated side of the evaporator 3 may also be closed with an example grid, to prevent unauthorized access. The operation of the present invention is not affected by the provision of such grids.
  • the detector 9 is provided.
  • This device is suitable essentially for all heavy gases and liquefied gases, for example hydrocarbons having three to five carbon atoms. The device can also be used for higher hydrocarbons.
  • steam D is introduced into the line 1 1 and atomized via the openings 19 in the line 1 1, so that, as already shown, forms the steam curtain.
  • the liquid gas or its gaseous aggregate is entrained from the tub 5, while at the same time air is drawn in from the outside of the system.
  • This entrainment causes such a strong dilution of the liquefied gas or its gaseous aggregate that the mixture reaches an uncritical concentration for explosions.
  • the injector effect of the vapor D contributes to this.
  • a concrete embodiment of the present invention is a propylene evaporator, which is connected upstream of a plant for the production of acrylic acid.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System (1) zum Betreiben eines Flüssiggasverdampfers (3), umfassend - einen Verdampfer (3) zum Verdampfen eines Flüssiggases in sein gasförmiges Aggregat, - eine den Verdampfer (3) tragende Wanne (5), eine den Verdampfer (3) an drei Seiten umgebende Einhausung (7), die bündig mit der Wanne (5) abschließt, - zumindest einen für das Flüssiggas und sein gasförmiges Aggregat empfindlichen Detektor (9), der in der Wanne (5) angeordnet ist, - eine auf der vierten, nicht eingehausten Seite des Verdampfers (3) vorgesehene Leitung (11) zur Verteilung von Dampf D, die an dem nicht von der Einhausung (7) abgeschlossenen Rand der Wanne (5) angeordnet ist, - eine mit der Leitung (11) verbundene Zufuhr (13) für den Dampf D und - eine an der Zufuhr (13) vorgesehene und mit dem Detektor (9) verbundene Regelarmatur (15) und mindestens eine Absperrarmatur (17). Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Betreiben eines Flüssiggasverdampfers (3).

Description

System und Verfahren zum Betreiben eines Flüssiggasverdampfers
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Betreiben eines Flüssiggasverdampfers, in dem ein Flüssiggas in sein gasförmiges Aggregat verdampft wird.
Gattungsgemäße Verdampfer und Verfahren zu ihrem Betrieb sind aus dem Stand der Technik prinzipiell bekannt (vgl. z.B. Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau, 13. Auflage 1974, Band 2, S.502 ff.). Bei vielen chemischen Synthesen werden Flüssiggase eingesetzt, die als Flüssigkeit herangeführt und vor dem Einführen in die Synthese verdampft werden, da sie dort in ihrem gasförmigen Aggregatzustand effizienter reagieren oder die Reaktionstemperatur oberhalb des Siedepunkts des Stoffes liegt. Flüssiggasverdampfer sind üblicherweise als liegende Rohrbündelwärmetauscher ausgeführt, in denen das Flüssiggas im Mantelraum des Wärmetauschers verdampft wird und die Energie zum Verdampfen über die innenliegenden Wärmetauscherrohre des Verdampfers herangeführt wird. In der Regel wird der Flüssigkeitsstand in solchen Verdampfern relativ niedrig gehalten, um einen Tropfenmitriss durch die beim Verdampfen gebildeten Gasblasen aus dem Verdampfungsapparat gering zu halten. Bevor das verdampfte Flüssiggas den Verdampfer verlässt, wird es in der Regel durch einen Tropfenabscheider geführt, um eine nahezu vollständige Tropfenabscheidung zu gewährleisten. Oft reichen allerdings solche Tropfenabscheider nicht aus, um eine vollständige Flüssigkeitsabscheidung zu erreichen. Deshalb wird der Gasstrom des weitgehend verdampften Flüssiggasstroms häufig einem Nachverdampfer zugeführt oder über beheizte Rohrleitungen der Synthese zugeführt. Dies ist insbesondere bei Partialoxidationen wichtig, wo das eingesetzte Flüssiggas (wie z.B. Propen, Propan, Butan, i-Buten) mit einen sauerstoffhaltigen Gas (z.B. Luft) und ggf. einem Inertgas (z.B. Stickstoff oder Wasserdampf) versetzt und dann über mit Katalysator gefüllte Reaktionsrohre geführt wird. Da die Überwachung/Einstellung der Mischungsverhältnisse bzgl. zu oxidierendem Gas, sauerstoffhaltigem Gas und Verdünnungsgas bei solchen Systemen mit Volumenstrommessgeräten erfolgt und den Mischungsverhältnissen aus sicherheits- und reaktionstechnischen Gründen enge Grenzen gesetzt sind, dürfen die herangeführten Gase auch aus Gründen des Katalysatorschutzes keine Flüssigkeitsbestandteile beinhalten. Kritisch beim Betrieb von Flüssiggasverdampfern ist, wenn das Heizmedium ausfällt und die Verdampfung des Flüssiggases fortgeführt wird. Unter diesen Bedingungen fällt die Temperatur im Verdampfer sehr schnell ab. Dies kann ggf. zu Eisbildung im Verdampfer führen, wenn über das Flüssiggas unbemerkt Wasser in den Verdampfer gelangt ist, welches dann gefrieren kann und den Mantelraum des Verdampfers einer unzulässig hohen Druckbeanspruchung aussetzt, was im schlimmsten Fall zum Bersten des Verdampfers führt.
Problematisch an solchen Verdampfern ist, dass sich im Falle einer Leckage in der Umgebung des Verdampfers Konzentrationen des Flüssiggases oder seines gasförmigen Aggregats oder Mischungen davon bilden, die explosiv sind. Deshalb müssen Zündquellen in der Umgebung von solchen Verdampfern nach Möglichkeit vermieden werden, um im Falle einer Leckage eine Explosion zu vermeiden. Dies ist insbesondere für chemische Anlagen von Bedeutung, da dort viele Maschinen und Apparate betrieben werden, die als potentielle Zündquelle angesehen werden können. Aus diesem Grund werden gattungsgemäße Verdampfer häufig an den Rand einer chemischen Anlage gestellt oder in der Peripherie des Geländes angeordnet, um die Gefahren einer Explosion zu minimieren. Hierdurch kann die Explosionsgefahr durch die Entfernung zu potentiellen Zündquellen in gewissen Grenzen verringert werden. Allerdings bedingt die dezentrale Aufstellung eines gattungsgemäßen Verdampfers zum einen deutlich längere Zuleitungen zum Reaktor und zum anderen größere Flächen, für die besondere Sicherheitsmaßnahmen gelten. Die dezentrale Aufstellung des Verdampfers ist damit mit einem erhöhten anlagentechnischen Aufwand und einem deutlich erhöhten Platzbedarf verbunden. Es besteht daher ein Bedarf an einer integrierten Aufstellung des gattungsgemäßen Verdampfers in örtlicher Nähe zum eigentlichen Reaktor, der gleichzeitig die Sicherheitsanforderungen erfüllt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zum Betreiben eines Verdampfers bereitzustellen und ein Verfahren zum Betreiben eines Verdampfers anzugeben, mit dem Flüssiggase in örtlicher Nähe zu potentiellen Zündquellen, z.B. einem heißen Reaktor, in sicherer Art und Weise betrieben werden können.
Diese Aufgabe wird in einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch ein System (1 ) zum Betreiben eines Flüssiggasverdampfers (3) gelöst, umfassend
einen Verdampfer (3) zum Verdampfen eines Flüssiggases in sein gasförmiges Aggregat,
eine den Verdampfer (3) tragende Wanne (5),
eine den Verdampfer (3) an drei Seiten umgebende Einhausung (7), die bündig mit der Wanne (5) abschließt,
zumindest einen für das Flüssiggas und sein gasförmiges Aggregat empfindlichen Detektor (9), der in der Wanne (5) angeordnet ist, eine auf der vierten, nicht eingehausten Seite des Verdampfers (3) vorgesehene Leitung (1 1 ) zur Verteilung von Dampf D, die an dem nicht von der Einhausung (7) abgeschlossenen Rand der Wanne (5) angeordnet ist, eine mit der Leitung (1 1 ) verbundene Zufuhr (13) für den Dampf D,
- eine an der Zufuhr (13) vorgesehene und mit dem Detektor (9) verbundene Regelarmatur (15) und
mindestens eine Absperrarmatur (17) für das Flüssiggas.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Betreiben eines Verdampfers (3) gelöst, umfassend die Schritte
a) Verdampfen eines Flüssiggases in sein gasförmiges Aggregat in einem Verdampfer (3), der in einem erfindungsgemäßen System (1 ) umfasst ist, b) Detektieren der Konzentration des Flüssiggases und/oder seines gasförmigen Aggregats in der den Verdampfer (3) tragenden Wanne (5),
c) bei Detektieren eines vorbestimmten kritischen Konzentrationswerts des Flüssiggases und/oder seines gasförmigen Aggregats in der Wanne (5) Betätigen der Regelarmatur (15) an der Zufuhr (13) und damit Einleiten von Dampf D in die Leitung (1 1 ) und Schließen der Flüssiggaszufuhr zum Verdampfer (3) mittels einer Absperrarmatur (17),
d) Verdüsen des Dampfs D aus den Öffnungen (19) in der Leitung (1 1 ) und e) Ausbilden eines Dampfvorhangs über der Leitung (1 1 ) in vertikaler Richtung auf der vierten, nicht eingehausten Seite des Verdampfers (3).
Das erfindungsgemäße System (1 ) und das erfindungsgemäße Verfahren bieten den Vorteil, dass der Verdampfer (3) in unmittelbarer örtlicher Nähe zu einem Reaktor für die Weiterverarbeitung des gasförmigen Flüssiggases angeordnet werden kann und gleichzeitig die Gefahr der Bildung eines zündfähigen Gemisches aus dem flüssigen/gasförmigen Flüssiggas und Luft wirkungsvoll verhindert wird. Wenn im Folgenden im Bezug auf das System (1 ) Verfahrensmerkmale aufgeführt werden, beziehen sich diese insbesondere auf das nachstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren. Ebenso beziehen sich gegenständliche Merkmale, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannt werden, insbesondere auf das erfindungsgemäße System (1 ).
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend im Detail beschrieben.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein System (1 ) zum Betreiben eines Flüssiggasverdampfers (3), umfassend
- einen Verdampfer (3) zum Verdampfen eines Flüssiggasesin sein gasförmiges Aggregat,
eine den Verdampfer (3) tragende Wanne (5), eine den Verdampfer (3) an drei Seiten umgebende Einhausung (7), die bündig mit der Wanne (5) abschließt,
zumindest einen für das Flüssiggas und sein gasförmiges Aggregat empfindlichen Detektor (9), der in der Wanne (5) angeordnet ist,
- eine auf der vierten, nicht eingehausten Seite des Verdampfers (3) vorgesehene Leitung (1 1 ) zur Verteilung von Dampf D, die an dem nicht von der Einhausung (7) abgeschlossenen Rand der Wanne (5) angeordnet ist, eine mit der Leitung (1 1 ) verbundene Zufuhr (13) für den Dampf D,
eine an der Zufuhr (13) vorgesehene und mit dem Detektor (9) verbundene Regelarmatur (15) und
mindestens eine Absperrarmatur (17) für das Flüssiggas.
Das erfindungsgemäße System (1 ) weist den Vorteil auf, dass der Verdampfer (3) an drei Seiten von einer stabilen Einhausung (7) umgeben ist, welche ein Inkontaktkommen von möglicherweise austretendem Flüssiggas und/oder seinem gasförmigen Aggregat von umgebenden Anlagenteilen abschirmt. Auf der vierten, nicht eingehausten Seite des Verdampfers (3) mit der dort vorgesehenen Leitung (1 1 ) kann ein Dampfvorhang erzeugt werden, welcher auch diese offene Seite von der Umgebung abschirmt. Ferner bietet die nach einer Seite hin offene Bauweise der Einhausung (7) die Möglichkeit, dass der Verdampfer (3) im Wesentlichen frei zugänglich ist, beispielsweise für Wartungs- oder Reinigungsarbeiten oder im Falle eines Brandes für eine Brandbekämpfung.
Unter Flüssiggas werden im Sinne der vorliegenden Erfindung kurzkettige Kohlenwasserstoffe oder ein Gemisch aus zwei oder mehr kurzkettigen Kohlenwasserstoffen verstanden, die bei Raumtemperatur bei verhältnismäßig geringem Druck (< 20 bar) flüssig bleiben. Konkrete Beispiele für Flüssiggase im Sinne der Erfindung sind Propan, Propylen, Butan, Buten, Iso-Butan und iso-Buten. Der Verdampfer (3) ist eine herkömmliche Vorrichtung, die zum Verdampfen von Flüssiggasen geeignet ist. Beispiele für den Verdampfer (3) sind z.B. liegende Rohrbündel-Verdampfer mit einem Heizmedium in den Rohren und einem zu verdampfenden Medium auf der Mantelseite des Verdampfers. Die den Verdampfer (3) tragende Wanne (5) ist aus einem festen, für das Flüssiggas bzw. sein gasförmiges Aggregat undurchdringlichen Material gebildet. Als Werkstoffe können insbesondere Metalle/Metalllegierungen oder Beton dienen. Die Wanne (5) hat insbesondere die Aufgabe, das bei einer Leckage austretende Flüssiggas (Schwergas) zumindest für eine gewisse Zeit zurückzuhalten und somit eine einfachere und schnellere Detektion über einen Gassensor zu ermöglichen. Das Volumen der Wanne (5) entspricht dabei mindestens dem doppelten Raumvolumen, welches der gesamte Verdampfer (3) einnimmt. Die den Verdampfer (3) an drei Seiten umgebende Einhausung (7) ist aus einem stabilen Material aufgebaut, das im Falle einer Explosion der entstehenden Druckwelle standhält. Als Werkstoffe eignen sich hier ebenfalls Metalle/Metalllegierungen oder Beton. Die Einhausung schließt mit der Wanne (5) bündig ab, das heißt, die Einhausung (7) sitzt insbesondere auf der Wanne (5) auf und ist im Wesentlichen dicht für das Flüssiggas und sein gasförmiges Aggregat. Die Höhe der Einhausung beträgt mindestens die Höhe des Verdampfers (3), bevorzugt das 1 ,5-fache der Bauhöhe des Verdampfers (3) über dem Wannenboden. Bei der Einhausung (7) wird umgangssprachlich auch von einer„Firewall" gesprochen.
Der Detektor (9), wie er in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist vorzugsweise ein Gasdetektor der in der Lage ist mindestens im Bereich von 10 % der unteren Explosionsgrenze das entsprechende Flüssiggas und/oder sein gasförmiges Aggregat zu detektieren bzw. dessen Volumenkonzentration zu messen.
Die auf der vierten, nicht eingehausten Seite des Verdampfers (3) vorgesehene Leitung (1 1 ) ist insbesondere eine Rohrleitung, wobei als Material insbesondere Metalle, vorzugsweise Stahl, verwendet werden. Die Leitung (1 1 ) ist zu einem Maße druckfest ausgelegt, dass sie dem Druck des Dampfs D widersteht. Dass die Leitung (1 1 ) "an" dem nicht von der Einhausung (7) abgeschlossenen Rand der Wanne (5) angeordnet ist, bedeutet, dass Sie sowohl auf dem Rand als auch nach innen versetzt neben dem Rand vorgesehen sein kann. Der Dampf D, der über die Zufuhr (13) in die Leitung (1 1 ) geführt werden kann, kann aus einer in chemischen Anlagen vorhandenen allgemeinen Dampfleitung stammen.
Die Regelarmatur (15) dient insbesondere zum Öffnen/Schließen der Zufuhr (13) für den Dampf D in die Leitung (1 1 ). Die Absperrarmatur (19) unterbindet insbesondere im Falle eine Leckage die weitere Zufuhr von Flüssiggas zum Verdampfer (3).
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems (1 ) erstreckt sich die Leitung (1 1 ) über die gesamte Breite der vierten, nicht eingehausten Seite des Verdampfers (3). Hierdurch wird sichergestellt, dass ein Dampfvorhang auf der gesamten vierten, nicht eingehausten Seite des Verdampfers (3) gebildet werden kann, so dass im Falle einer Leckage des Verdampfers (3) kein Flüssiggas und/oder sein gasförmiges Aggregat nach außen gelangt.
Nach einer Ausführungsform des Systems (1 ) weist die Leitung (1 1 ) in regelmäßigen Abständen Öffnungen (19) auf, die im Wesentlichen vertikal nach oben ausgerichtet sind. Bei diesen Öffnungen (19) handelt es sich insbesondere um Bohrungen. „Im Wesentlichen vertikal nach oben ausgerichtet" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Dampfvorhang in einem Winkel von 0 ° bis 10 ° zur Vertikalen ausgebildet werden kann.
Um im Falle einer Leckage ein Inkontaktkommen des Flüssiggases und/oder seines gasförmigen Aggregats mit anderen Anlagenteilen zu verhindern, hat es sich als sinnvoll herausgestellt, wenn die vierte, nicht eingehauste Seite des Verdampfers (3) von einer Anlage zur Weiterverarbeitung des flüssigen Stoffs und/oder seines gasförmigen Aggregats abgewandt ausgerichtet ist. In diesem Fall strömt das Flüssiggas und/oder sein gasförmiges Aggregat prinzipiell von der Anlage weg. Zudem bildet die vierte, nicht eingehauste Seite des Verdampfers (3) einen guten Angriffsweg für Einsatzfahrzeuge und/oder Rettungskräfte (z.B. Feuerwehr etc.), die durch die Ausrichtung der vierten Seite nach außen gut zugänglich ist.
Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn in einer weiteren Ausführungsform das System (1 ) im Verhältnis zu einer Anlage zur Weiterverarbeitung des flüssigen Stoffs und/oder seines gasförmigen Aggregats erhöht angeordnet ist, z.B. auf einem Dach oder der höchsten Bühne der Anlage, so dass der Dampfvorhang frei nach oben abstrahlen kann. Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Flüssiggasverdampfers (3) gelöst, umfassend die Schritte
a) Verdampfen eines Flüssiggases in sein gasförmiges Aggregat in einem Verdampfer (3), der in einem System (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfasst ist,
b) Detektieren der Konzentration des Flüssiggases und/oder seines gasförmigen Aggregats in der den Verdampfer (3) tragenden Wanne (5),
c) bei Detektieren eines vorbestimmten kritischen Konzentrationswerts des Flüssiggases und/oder seines gasförmigen Aggregats in der Wanne (5) Betätigen, insbesondere Öffnen, der Regelarmatur (15) an der Zufuhr (13) und damit Einleiten von Dampf D in die Leitung (1 1 ) und Schließen der
Flüssiggaszufuhr zum Verdampfer (3) mittels einer Absperrarmatur (17) , d) Verdüsen des Dampfs D aus den Öffnungen (19) in der Leitung (1 1 ) und e) Ausbilden eines Dampfvorhangs über der Leitung (1 1 ) in vertikaler Richtung auf der vierten, nicht eingehausten Seite des Verdampfers (3).
Das erfindungsgemäße Verfahren weist im Wesentlichen die gleichen Vorteile wie das erfindungsgemäße System (1 ) auf, nämlich dass durch die vierte, nicht eingehauste Seite des Verdampfers (3) mit der dort vorgesehenen Leitung (1 1 ) ein Dampfvorhang erzeugt werden kann, welcher auch diese offene Seite von der Umgebung abschirmt
Insbesondere wird durch das Ausbilden eines Dampfvorhangs auf der vierten, nicht eingehausten Seite des Verdampfers (3) nur für den Fall einer Leckage sichergestellt, dass sich in der Umgebung des Verdampfers (3) kein explosionsfähiges Gemisch aus dem Flüssiggas und/oder seinem gasförmigen Aggregat sowie Luft bildet.
In einer Weiterbildung des Verfahrens wird der Dampfvorhang zumindest über die gesamte Breite der vierten, nicht eingehausten Seite des Verdampfers (3) gebildet. Hierdurch wird sichergestellt, dass diese vierte, nicht eingehauste Seite durch den Dampfvorhang vollständig abgeschirmt wird. In einer Weiterbildung ist es möglich, die Breite des Dampfvorhangs über die seitlichen Enden der Einhausung (7) hinaus auszudehnen, um einen weiteren Sicherheitsbereich aufzubauen.
Das Flüssiggas bildet beim Verdampfen insbesondere ein Schwergas, das sich in der Wanne (5) sammelt. Als Schwergas werden gemäß der vorliegenden Erfindung alle Gase bezeichnet, deren Dichteverhältnis mit Luft größer als 1 ist. Diese Schwergase sinken beim Ausbreiten zu Boden und sammeln sich erfindungsgemäß zunächst in der Wanne (5), ohne in die Umgebung des Verdampfers (3) zu gelangen.
Es ist in einer Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, dass der Dampf D mit einem Druck von mindestens 4 bar, vorzugsweise mit einem Druck zwischen 10 bar und 35 bar, in die Leitung (1 1 ) zugeführt wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird durch das Verdüsen des Dampfs D in Schritt d) einerseits Luft von der Außenseite des Systems (1 ) angesaugt und andererseits das Flüssiggas und/oder sein gasförmiges Aggregat aus der Wanne (5) mitgerissen, so dass die Konzentration des Flüssiggases und/oder seines gasförmigen Aggregats auf einen unkritischen Wert verdünnt wird. Mit dieser erfindungsgemäßen Maßnahme ist es auf einfache Art und Weise möglich, das Flüssiggas und/oder sein gasförmiges Aggregat im Wesentlichen unabhängig von ihrer Menge und/oder Konzentration in der Wanne (5) so weit zu verdünnen, dass kein explosionsfähiges Gemisch mehr vorhanden ist.
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von die Erfindung nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen anhand der Figur. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Systems 1 . Figur 1 zeigt schematisch das erfindungsgemäße System 1 nach einer Ausführungsform. In der Mitte ist der Verdampfer 3 dargestellt, der in einer Wanne 5 aufgestellt ist. An drei Seiten (hier: links, vorne, hinten) ist der Verdampfer 3 von der Einhausung 7 umgeben, wobei hier die Vorderseite des Systems 1 aufgeschnitten dargestellt ist, so dass die dritte Seite der Einhausung 7 vorne nicht zu sehen ist. Auf der vierten Seite (hier: rechts) fehlt diese Einhausung 7. Stattdessen ist eine Leitung 1 1 für Dampf vorgesehen, die von einer Zufuhr 13 versorgt wird.
In der Wanne 5 ist ferner mindestens ein Detektor 9 angeordnet, der kontinuierlich die Konzentration des Flüssiggases bzw. seines gasförmigen Aggregats in der Wanne 5 misst, das in dem Verdampfer 3 verdampft wird. Bei Überschreiten einer kritischen Konzentration des Flüssiggases schaltet der Detektor 9 direkt oder indirekt die Regelarmatur 15, so dass die Zufuhr 13 für den Dampf D geöffnet wird, der mit einem Druck von mindestens 4 bar in die Leitung 1 1 fließt. Durch eine über die Länge der Leitung 1 1 verteilte Anzahl von Öffnungen 19, insbesondere Bohrungen, wird der Dampf verdüst, um so einen Dampfvorhang zu bilden. Gleichzeitig wird mittels der Absperrarmatur 17 die weitere Zufuhr von Flüssiggas zum Verdampfer 3 unterbunden.
Wie aus der Darstellung der Figur 1 ebenfalls ersichtlich ist, ist die Einhausung 7 nach oben offen. Für die vorliegende Erfindung ist es nicht vorgesehen, einen festen Deckel oder ein festes Dach auf der Einhausung 7 vorzusehen. Allerdings kann eine offene Struktur, beispielsweise ein Gitter, als Abdeckung fungieren. Ebenso kann die vierte, nicht eingehauste Seite des Verdampfers 3 ebenfalls mit einem beispielsweise Gitter geschlossen sein, um unbefugten Zutritt zu verhindern. Die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung wird durch das Vorsehen solcher Gitter nicht beeinträchtigt.
Für den Fall, dass bei einer Leckage des Verdampfers 3 das darin zur Verdampfung vorgesehene Flüssiggas und/oder sein gasförmiges Aggregat austritt und sich in der Wanne 5 sammelt, ist der Detektor 9 vorgesehen. Diese Einrichtung eignet sich im Wesentlichen für alle Schwergase und Flüssiggase, beispielsweise für Kohlenwasserstoffe mit drei bis fünf Kohlenstoffatomen. Die Einrichtung kann aber auch für höhere Kohlenwasserstoffe verwendet werden.
Vor dem Erreichen eines explosionskritischen Gemischs aus dem Flüssiggas bzw. seinem gasförmigen Aggregat und Luft, wird Dampf D in die Leitung 1 1 eingeleitet und über die Öffnungen 19 in der Leitung 1 1 verdüst, so dass sich, wie bereits dargestellt, der Dampfvorhang bildet. Beim Verdüsen des Dampfes D wird aus der Wanne 5 das Flüssiggas bzw. sein gasförmiges Aggregat mitgerissen, während gleichzeitig von der Außenseite des Systems 1 Luft angesaugt wird. Dieses Mitreißen bewirkt eine so starke Verdünnung des Flüssiggases bzw. seines gasförmigen Aggregats, dass das Gemisch ein für Explosionen unkritische Konzentration erreicht. Hierzu trägt insbesondere die Injektorwirkung des Dampfs D bei.
Eine konkrete Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Propylenverdampfer, der einer Anlage zur Herstellung von Acrylsäure vorgeschaltet ist.

Claims

Patentansprüche
1 . System (1 ) zum Betreiben eines Flüssiggasverdampfers (3), umfassend
einen Verdampfer (3) zum Verdampfen eines Flüssiggases in sein gasförmiges Aggregat,
eine den Verdampfer (3) tragende Wanne (5),
eine den Verdampfer (3) an drei Seiten umgebende Einhausung (7), die bündig mit der Wanne (5) abschließt,
zumindest einen für das Flüssiggas und sein gasförmiges Aggregat empfindlichen Detektor (9), der in der Wanne (5) angeordnet ist, eine auf der vierten, nicht eingehausten Seite des Verdampfers (3) vorgesehene Leitung (1 1 ) zur Verteilung von Dampf D, die an dem nicht von der Einhausung (7) abgeschlossenen Rand der Wanne (5) angeordnet ist,
eine mit der Leitung (1 1 ) verbundene Zufuhr (13) für den Dampf D und eine an der Zufuhr (13) vorgesehene und mit dem Detektor (9) verbundene Regelarmatur (15) und mindestens eine Absperrarmatur (17).
2. System (1 ) nach Anspruch 1 , wobei sich die Leitung (1 1 ) über die gesamte Breite der vierten, nicht eingehausten Seite des Verdampfers (3) erstreckt.
3. System (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Leitung (1 1 ) in regelmäßigen Abständen Öffnungen (19) aufweist, die im Wesentlichen vertikal nach oben ausgerichtet sind.
4. System (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die vierte, nicht eingehauste Seite des Verdampfers (3) von einer Anlage zur Weiterverarbeitung des Flüssiggases und/oder seines gasförmigen Aggregats abgewandt ausgerichtet ist.
5. System (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das System (1 ) im Verhältnis zu einer Anlage zur Weiterverarbeitung des Flüssiggases und/oder seines gasförmigen Aggregats erhöht angeordnet ist.
6. Verfahren zum Betreiben eines Verdampfers (3), umfassend die Schritte
a) Verdampfen eines Flüssiggases in sein gasförmiges Aggregat in einem Verdampfer (3), der in einem System (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfasst ist, b) Detektieren der Konzentration des Flüssiggases und/oder seines gasförmigen Aggregats in der den Verdampfer (3) tragenden Wanne (5), c) bei Detektieren eines vorbestimmten kritischen Konzentrationswerts des Flüssiggases und/oder seines gasförmigen Aggregats in der Wanne (5) Betätigen der Regelarmatur (15) an der Zufuhr (13) und damit Einleiten von Dampf D in die Leitung (1 1 ) und Schließen der Flüssiggaszufuhr zum Verdampfer (3) mittels einer Absperrarmatur (17),
d) Verdüsen des Dampfs D aus den Öffnungen (19) in der Leitung (1 1 ) und e) Ausbilden eines Dampfvorhangs über der Leitung (1 1 ) auf der vierten, nicht eingehausten Seite des Verdampfers (3).
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Dampfvorhang zumindest über die gesamte Breite der vierten, nicht eingehausten Seite des Verdampfers (3) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei der flüssige Stoff beim Verdampfen ein Schwergas bildet, das sich in der Wanne (5) sammelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Dampf D mit einem Druck von mindestens 4 bar, vorzugsweise mit einem Druck zwischen 10 bar und 35 bar, in die Leitung (1 1 ) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei durch das Verdüsen des Dampfs D in Schritt d) einerseits Luft von der Außenweite des Systems (1 ) angesaugt und andererseits das Flüssiggas und/oder sein gasförmiges
Aggregat aus der Wanne (5) mitgerissen wird, so dass die Konzentration des Flüssiggases und/oder seines gasförmigen Aggregats auf einen unkritischen Wert verdünnt wird.
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