CN102245497B

CN102245497B - 酒精接收站

Info

Publication number: CN102245497B
Application number: CN200980149792.6A
Authority: CN
Inventors: G·汉克; M·索玛
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2009-12-10
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2029-12-10
Also published as: RU2011121826A; WO2010066436A1; RU2517156C2; EP2356063A1; DE102008061361A1; BRPI0917620A2; CN102245497A

Abstract

本发明涉及一种用于接收高挥发性液体、特别是用于从液罐车接收酒精的设备及方法，该设备具有脱气容器，酒精从液罐车被引入到脱气容器中，其中脱气容器具有酒精入口与酒精出口。酒精入口与酒精出口被配置在脱气容器的下部区域，用以接收酒精的该设备因此可被设置在地面上方。

Description

酒精接收站

技术领域

本发明涉及用于接收高挥发性液体、特别是用于接收酒精的设备，并且涉及用于接收高挥发性液体、特别是用于接收酒精的方法，所述设备具有脱气容器，高挥发性液体、特别是酒精从液罐车被引入到脱气容器中，脱气容器具有酒精入口与酒精出口。

背景技术

为了用水稀释酒精、例如乙醇，以便将酒精从例如96％降低至低于76％，首先从液罐车接收酒精。在使用公知设备的情况中，酒精从液罐车被输送到用作除气容器并被配置在液罐车基座下方的脱气容器(degassing container)中。尽管接收率低，公知的系统要求液罐车与除气容器的入口之间的前馏段(fore-runing)高度大约为1.5至3m。流入高度必须如此之高才能使无气蚀运行成为可能。

公知的酒精接收站在脱气容器之前采用调节阀，而此调节阀的缺点在于其在开闭和调节操作过程中存在大的压力损失。由于乙醇的分压远远低于水或牛奶，因此必须依赖系统设备使从液罐车到泵存在相应的流出高度。因此，脱气容器和泵常常被装配在基座或下半层。在液罐排空过程的最后阶段，系统常常会以低的溢出率进行“时停时开(stop-and-go)”的操作，这样会导致后续混合过程中的扰动变量，并会延长接收过程。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于从液罐车接收酒精的简化设备及更多产的方法。

上述目的通过依照下述设备及方法得以实现。

用于接收高挥发性液体、特别是用于从液罐车接收酒精的设备，所述设备具有脱气容器，高挥发性液体、特别是酒精从所述液罐车被引入到所述脱气容器中，其中，所述脱气容器具有酒精入口与酒精出口，所述酒精入口与所述酒精出口被配置在所述脱气容器的下部区域，并且用于接收酒精的所述设备基本上被配置在所述液罐车的高度。

用于接收高挥发性液体、特别是用于从液罐车接收酒精的方法，所述高挥发性液体、特别是酒精从液罐车被引入到地面上方的脱气容器的下部区域中并且能够从所述脱气容器的下部区域被抽出。

依照本发明，酒精入口与酒精出口被配置在脱气容器的下部区域，优选地配置在脱气容器的底部。这里“下部区域”应理解为是脱气容器侧壁的下五分之一或底部区域。由于实际上酒精入口被设置在脱气容器的下部区域，因而减少了压力损失。如此，能够以完全静液压的方式排空液罐车。用于接收酒精的设备因此能够位于地面上方。这里位于地面上方是指基本上与液罐车位于同一高度。由于实际上酒精入口位于下部区域，脱气容器也能够在安装于地面上方的情况下由于液罐车中酒精的静液压而被填充。因此，与现有技术的情况不同的是，在依照本发明的设备的情况中，在液罐车与脱气容器之间不需要高的前馏段高度。相反，几厘米至大约50cm的前馏段高度就足够了。前馏段高度被定义为液罐车的流出管的中心与脱气容器的酒精入口的最低点T之间的距离。由于实际上该设备能够被配置在例如户外的地面上方，所以该系统的构造成本较低，通风效果较佳且操作较简单，并且更容易符合有关防爆的规定。

因而，脱气容器的酒精入口和/或连接到酒精入口的供给管路优选地被配置在液罐车的酒精出口的下方。这样，酒精能够仅在液罐车中酒精的静压力的作用下被引入到脱气容器中。然而，液罐车的酒精出口可位于脱气容器的酒精入口的下方或位于与脱气容器的酒精入口相同的高度，但是要高于被连接至脱气容器之后的供给泵的酒精供给管路，这能够使液罐车中的酒精高度在填充过程的最后阶段位于或者低于酒精入口的高度，于是使得容器能够不再被填充。在这种情况下，对于供给管路来说包括能够优选地连接至脱气容器的出口管路的旁通管路是有用的，以使得剩余的酒精能够经由该旁通管路被导出或泵出。

有利地，脱气容器具有用于测量填充高度的装置、特别是用于测量压差的装置和/或填充高度传感器。通过确定填充高度，填充过程能够根据填充高度而被最优化。连续的处理条件也能够被保证。填充高度测量使得能够连续地调节供应到后续混合点的酒精的体积流量。当用于测量压差的装置用于测量填充高度时所获得的优点在于，脱气容器中的压力也能够利用该装置来确定。压差测量使得在整个容器高度上均能够特别准确地确定填充高度。

如果该设备包括位于脱气容器下游的泵以及根据填充高度调节供给泵的输送速率的控制器，则是特别有利的。这样做的优点在于，泵的输送速率能够被调节，尤其是在液罐排空过程的开始阶段和最后阶段。因此，可以从高速率到低的剩余排空速率连续调节脱气过程而不会在低溢出量的情况下出现“时停时开”的过程。因此，保证了在启动和关闭步骤中的良好脱气，使得在后续的稀释步骤中产生非常良好和恒定的混合精度。

依照优选的实施方式，脱气容器被紧密地封闭，优选为压力密封，并且脱气容器包括能够在发生负压情况时被打开的通气阀(venting and aerating valve)。这样，能够防止供给泵由于负压而发生气蚀。

而且，上述阀还可以在脱气容器中的空气过多或者由于空气进入头室而使液面高度下降时被打开。液罐的封闭状态是指仅有相当少的酒精能够蒸发并被释放到周围环境中，这相当于减少产品损失。

借助于填充高度测量，特别是由于在封闭的脱气容器中的压差测量，即使在液罐排空速率高的情况下，也能够不使用流入调节阀。在使用流入调节阀的情况下，压力损失会非常高以致于如果除气容器及泵被设置在地平面上时，由于流入调节阀的高压力损失而必会导致气蚀。

本发明可在脱气容器之前配置座阀(seated valve)而不是调节阀，该座阀所导致的压力损失远远小于调节阀。

依照本发明的方法用于将酒精从液罐车引入到地面上方的脱气容器的下部区域中并还可将酒精再次从下部区域中移除。依照该方法，由于液罐车中的酒精高度与脱气容器的下部区域中的酒精入口之间的静态高度差(static difference in theheight)，酒精能够从液罐车的酒精出口流到该酒精入口。

在依照本发明的方法的有利实施方式中，能够根据脱气容器中的填充高度来调节位于脱气容器下游的供给泵的输送速率。

在依照用于接收高挥发性液体、特别是用于从液罐车接收酒精的方法的具体实施方式中，首先，液罐车的酒精管路被连接到接收装置、特别是接收面板(panel)，脱气容器与液罐车的酒精出口之间的管路中的阀被打开，直到脱气容器被填充到选定的高度N₁。当到达该高度时，泵将缓慢地加速，即，泵的输送速率缓慢地增大。因此，酒精能够相对缓慢地流入到脱气容器中。这样，在填充的开始阶段，为了实现长的保压时间及充分地脱气，尽可能大的体积可被引入到除气容器中。这意味着，在第一步骤中，例如脱气容器的至少三分之二将被酒精填充。由于实际上当到达预先选定的高度N₁时泵缓慢地加速，因而不需要现有技术中所出现的时停时开，使得体积流量能够被连续地调节。

在供给泵加速之后或加速过程中，为了提高接收速率，可打开与第一阀并行配置的另一阀。这样，能够实现，例如，96％乙醇的40至70m³/hr的非常高的接收速率。这意味着，填充有40m³酒精的液罐车能够在45分钟内被排空。如果酒精在被接收之后立即利用连续混合器用水稀释到69％，则能够实现69％乙醇的达到90m³/hr的接收速率。

对于接收过程的最后阶段来说，脱气容器中的酒精高度下降，头室中的压力也下降。如果在脱气容器中检测到负压，则能够例如经由控制装置打开通气阀。这样，同样能够防止供给泵气蚀。

对于接收过程的最后阶段来说，如果脱气容器中的填充高度下降到低于预定高度N₂，则可以降低泵的输送速率。N₂可以与N₁相当，但通常N₂的高度低于N₁。这样，能够防止在填充高度低时携带空气和/或蒸汽，从而提高混合精度。

如果在填充的最后阶段，液罐车中的酒精高度已经下降到以下程度：脱气容器中的填充高度低于预定值或由于液罐车中的酒精高度低于或者位于酒精入口的高度从而脱气容器不能再被填充，则酒精能够从连接至脱气容器的供给管路被引出到旁通管路中，所述旁通管路位于脱气容器下方并越过脱气容器优选地进入脱气容器的出口管路中。这样的优点在于，即使当液罐车的酒精出口由于结构而处于较低的位置时，液罐车也能够被完全排空。

因此，本发明总而言之利用低的前馏段高度实现了高接收体积流量，使得包括脱气容器和泵的设备的地平面安装成为可能。同时，还使得在接收过程的开始阶段和结束阶段的导致高的混合精度的良好脱气成为可能。因此，依照本发明将不再需要时停时开的处理。

附图说明

下面，将参照以下附图对本发明进行更为详细的说明。

图1示出具有下游混合装置的用于接收酒精的设备的示意图；

图2示意性地示出脱气容器以及液罐车的酒精出口；

图3示出依照本发明的方法的基本步骤S1至S8。

具体实施方式

图1示出用于从液罐车3接收酒精的设备的示意图。液罐车3具有液罐3a，液罐3a例如具有20至40m³的可蓄容量。在液罐3a的下部区域具有酒精出口4，酒精出口4经由软管5及连接件6被连接到例如用于接收酒精的设备的面板7，在图中面板7仅被示意性地描绘成一条直线。面板7包括相应的管道，借助这些管道，酒精能够被引入到脱气容器2中。酒精供给管路被划分成具有彼此并行配置的两个阀8a、8b的两条管路。这两条管路随后又一同流入到共用管路8中。阀8a、8b不是流量能够被调节的调节阀，而是仅有低的压力损失的座阀。借助图中未示出的控制器，座阀8a、8b能够彼此独立地开闭。酒精供给管路8随后经由供给管路24流入到脱气容器2的酒精入口9中，特别地从图2还能够看出，酒精入口9被配置在脱气容器2的下部区域。供给管路24具有管弯部。脱气容器2的“下部区域”可被理解为大约是容器壁的下五分之一或是脱气容器的底部。在所描绘的实施方式中，酒精入口9被配置在容器2的底部。

脱气容器2用于脱气和空气分离。脱气容器2优选由不锈钢(例如，CrNi钢)制成并被封闭以使得其被压力密封(优选处于-1bar至0.49bar的范围内)。脱气容器2的最低点具有酒精出口10。有利地，底部基本上锥形地向下变窄或形成为拱形形式。以60-90°的管弯部起始的出口管路25连接至酒精出口10。

脱气容器的容积大约为50至1500升。

该设备具有通气阀11，通气阀11在发生负压或正压时通过控制器能够打开。

该设备还包括用于压差测量的装置20a、20b。为此，第一压力传感器20b有利地设置在脱气容器2的底部，由此，压力传感器20b能够测量脱气容器2中的静压力。第二压力传感器20a被配置在脱气容器2的上部区域，优选配置在脱气容器2的上侧，由此，压力传感器20a能够测量脱气容器的头室中的压力。因此，这意味着，压力传感器20b测量脱气容器中酒精的静压力以及头室中的静压力，而压力传感器20a测量头室中的压力。通过确定两个压力之间的差，就能够在已知酒精密度的情况下确定酒精体积并因此还能够确定填充高度。另外，为预定高度N₁设置填充高度限制开关19。如果酒精到达填充高度限制开关19，则该开关将相应的信号发送到图中未示出的控制器。填充高度限制开关19被配置在脱气容器2的大致上三分之一处。

脱气容器还可具有例如呈第二填充高度限制开关形式的下部填充高度传感器。该传感器能够用于确定脱气容器2中的酒精是否已低于第二预定高度N₂。将相应的信号发送至控制器。出口管路25经由阀13例如被连接到也配置在地面上方的至少一个供给泵12。供给泵12根据填充高度而被控制器调节。离心泵例如能够用作供给泵12。供给泵12将酒精泵送到下游的混合装置16，经由泵17向混合装置16供应水以用于稀释酒精。当酒精被引入到脱气容器2中并被供给泵12进一步输送之后，能够立即利用连续混合器16用水将酒精稀释到例如69％的浓度。因此，设置质量流量计14和15以用于质量测量。这意味着，在质量流量计14中测量酒精流量，而在质量流量计15中测量水流量。该设备还具有能够根据期望的混合比调节流量的相应的调节阀。

特别地如图2所示，在基座40上，用于接收酒精的设备被配置于地面上方。在图2的右侧，可以看到示意性的具有出口4的液罐车3的后部。依照本发明的用于接收酒精的设备不需要像现有技术的状况中那样的高达几米的前馏段高度。这里，液罐车的出口4被配置在酒精入口9的上方并且还被配置在供给管路24的最低点的上方。酒精入口9的最低点T与出口4的中心之间的高度h能够优选地介于200mm与500mm之间的范围内。如果出口4低于酒精入口9或与酒精入口9处于相同的高度，那么在接收过程的最后阶段，液罐车中的酒精高度下降到酒精入口9的区域或者低于酒精入口9，使得静压力不再足以填充脱气容器2。

然而为了保证即使在酒精溢出量低时仍能排空剩余的酒精并保证酒精的精确混合，设置有连接到缓冲罐2的出口管路25的旁通管路21。当脱气容器中的填充高度下降到一定高度以下时，位于旁通管路21中的阀22能够被图中未示出的控制器打开，例如可使用压差测量装置和/或另外的填充高度传感器测量出脱气容器中的填充高度。

下面，将特别结合图3对依照本发明的方法进行更详细地说明。

上述用于接收酒精的设备1被设计成用于从液罐车接收高挥发性的液体、例如浓度大于90％的例如体积百分比为96％的乙醇。由此能够使96％的乙醇的体积流量大约为40至70m³/hr，特别是60m³/hr。因此，容量为40m³的液罐车能够在45分钟内被排空。

在依照本发明的方法的情况中，首先，液罐车卸载软管5被连接到具有被关闭的阀8a、8b的面板7(步骤S1)。在液罐车在地面停好之后，操作人员打开液罐车液罐的闸门(flap)，结果使得酒精到达两个座阀8a、8b。为了给管路和软管通气，打开图中未示出的样品去除龙头并且同时取得产品样品。然后，打开第一座阀8a，直到脱气容器2填充到选定的调节高度N₁(步骤S2)。通过填充高度限制开关将相应的信号发送到控制器。作为选择或者另外，也可经由压差测量装置确定填充高度。当达到高度N₁时，致动供给泵12以使得其输送速率被缓慢地加速(步骤S3)，并且为了实现例如60m³/hr的全接收速率，同时或随后打开第二座阀8b(步骤S4)。这里，供给泵12的供给速率达到例如60-70m³/hr。在填充的开始阶段，为了实现长的保压时间及以此种方式脱气，将尽可能大的体积引入到脱气容器2中。

在排空过程的最后阶段，除气容器或脱气容器中的酒精高度也下降。这样，压力测量装置将记录负压，此时打开用于通气的通气阀11，以防止供给泵12气蚀(步骤S5)。上述压力可经由用于测量压差的装置20a、20b来确定。

如果脱气容器中的填充高度由于液罐车中的酒精高度降低而进一步下降，这将借助于压差测量装置和/或填充高度限制开关(图中未示出)进行记录。将值传动到控制装置，然后降低供给泵12的输送速率，以防止在低填充高度的情况下携带空气和/或蒸汽。例如，如果脱气容器2中的高度已下降到例如大约为脱气容器高度的10-40％，特别是30％时，则会进行上述的输送速率的减小。如果高度下降到低于高度N₂，那么供给速率继续下降，例如到10m³/hr(步骤S6)。如上所述，高度N₂也能够经由另外的填充高度限制开关来确定。然而，使用压差测量装置，将获得更精确的过程控制。

如果在填充的最后阶段，液罐车中的液体高度仍处于酒精入口9上方，则液罐车可经由脱气容器2被完全地排空(步骤S8)。然而，如果在酒精接收过程的最后阶段，液罐车3中的液体高度下降到酒精入口9的区域或者低于酒精入口9的高度，则经由阀22打开旁通管路21，使得脱气容器2下部的酒精能够优选地被直接供给到出口管路25(步骤S7)。这样使得液罐车3被完全排空。旁通管路必须被致动的时刻也能够通过填充高度测量装置(填充高度传感器和/或压差测量装置)来确定。

在填充期间，由于脱气容器中引入过多的空气将产生正压，为了减小正压而打开阀11。阀11的打开可借助压力测量装置而进行，因此一旦达到一定的正压，控制器就打开阀11。然而，也可设置当产生一定正压时能够自动打开的减压阀。

如图1所示，酒精在被接收后将被引入到脱气容器中，随后立即利用连续混合器16用供给泵17所供给的水将酒精稀释到例如体积百分比为69％，这总而言之使得例如69％的酒精的接收速率大约为90m³/hr。

例如，起始阶段的混合过程(步骤S3)通过经由调节阀控制的水和乙醇的质量测量来控制。此后，精确调节器接管酒精测量(例如，密度或酒精浓度的测量)。由质量测量来完成检查。

这里，已经描述的设备和方法与酒精(特别是乙醇)有关。但是，这里的设备和方法也同样适用于接收其它的高挥发性液体，例如汽油、有机溶剂等，也就是说，本说明书上下文中所述的酒精应当被广义地理解为代表其蒸汽能够产生爆炸性气体的液体。特别是，在本申请中高挥发性液体可被理解为例如是易燃的且其蒸汽压力高于水的蒸汽压力(在20摄氏度时为23.4hPa)的液体。依照本发明的系统能够满足防爆的要求。

Claims

1.用于接收高挥发性液体的设备(1)，所述设备(1)具有脱气容器(2)，高挥发性液体从液罐车(3)被引入到所述脱气容器(2)中，其中，所述脱气容器(2)具有高挥发性液体入口(9)与高挥发性液体出口(10)，所述设备(1)的特征在于，所述高挥发性液体入口(9)与所述高挥发性液体出口(10)被配置在所述脱气容器的下部区域，并且用于接收高挥发性液体的所述设备(1)基本上与所述液罐车位于同一高度，所述脱气容器(2)包括用于测量填充高度的装置，所述设备包括位于所述脱气容器(2)下游的供给泵(12)以及根据所述脱气容器(2)中的填充高度调节所述供给泵(12)的输送速率的控制器，

所述脱气容器(2)的高挥发性液体入口(9)被连接到供给管路(24)，其中所述供给管路(24)包括能够被连接到所述脱气容器(2)的出口管路(25)的旁通管路(21)。

2.根据权利要求1所述的用于接收高挥发性液体的设备(1)，其特征在于，所述高挥发性液体是酒精。

3.根据权利要求1或2所述的用于接收高挥发性液体的设备(1)，其特征在于，所述用于测量填充高度的装置是填充高度传感器(19)和/或用于测量压差的装置(20a、20b)。

4.根据权利要求1或2所述的用于接收高挥发性液体的设备(1)，其特征在于，所述脱气容器(2)是被紧密地封闭的脱气容器并且包括通气阀(11)，所述通气阀(11)能够在发生负压和/或正压时被控制器打开。

5.根据权利要求1或2所述的用于接收高挥发性液体的设备(1)，其特征在于，所述脱气容器(2)的上游连接有至少一个座阀(8a、8b)。

6.用于接收高挥发性液体的方法，其特征在于，所述高挥发性液体从液罐车(3)被引入到地面上方的脱气容器(2)的下部区域中并且能够从所述脱气容器(2)的下部区域被抽出，根据所述脱气容器(2)中的填充高度来调节配置在所述脱气容器(2)之后的供给泵(12)的输送速率，

当在填充的最后阶段，所述液罐车(3)的高挥发性液体高度下降并且所述脱气容器中的填充高度下降到低于预定高度时，所述液体被引入到旁通管路(21)，所述旁通管路(21)的位置低于所述脱气容器(2)并越过所述脱气容器(2)进入所述脱气容器(2)的出口管路(25)。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述高挥发性液体是酒精。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，由于所述液罐车中的高挥发性液体高度与所述脱气容器(2)的下部区域中的高挥发性液体入口(9)之间的静态高度差，所述高挥发性液体能够从所述液罐车(3)的高挥发性液体出口(4)流到所述高挥发性液体入口(9)。

9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，随后用水稀释所接收的高挥发性液体。

10.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，当接收所述高挥发性液体时，首先

a)所述液罐车(3)的高挥发性液体管路(5)被连接到用于接收高挥发性液体的设备(1)，随后

b)所述脱气容器(2)与所述液罐车(3)的高挥发性液体出口(4)之间的管路中的第一阀(8a)被打开，以及随后

c)所述脱气容器(2)被填充到选定的高度(N₁)并且一旦达到所述选定的高度(N₁)，则所述供给泵(12)就缓慢地加速。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在步骤c)之后或期间，在步骤d)中，为了提高接收速率，与所述第一阀(8a)并行配置的另一阀(8b)被打开。

12.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，对于接收过程的最后阶段，所述脱气容器(2)中的高度及压力下降，其中当所述脱气容器(2)中发生负压时，通气阀(11)被打开。

13.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，对于接收过程的最后阶段，所述脱气容器(2)中的填充高度下降到低于预定高度(N₂)，其中当所述填充高度达到或者低于预定高度(N₂)时，所述供给泵(12)的输送速率降低。