DD241638A1 - Mehrkammer-sicherheitseinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung in chemischen Anlagen, in denen Fluessiggase umgesetzt werden. Mit Hilfe der Erfindung wird es moeglich, Fluessiggase ohne Zwischenlagerung in aufwendigen Fluessiggastanks direkt aus Tankkesselwagen zu entnehmen und dem Reaktionsteil der Anlage zuzufuehren. Die Einrichtung besteht aus einem Wechselvorlagesystem, das aus mehreren Druckbehaeltern besteht, von denen einer immer zur Entleerung in den Reaktionsteil der Anlage bereitsteht.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung in chemischen Anlagen, mit deren Hilfe es möglich wird, Flüssiggase aus Eisenbahn-Tankkesselwagen zu entnehmen und ohne Zwischenlagerung in Flussiggastanks direkt einer Reaktionslosung in der Anlage zuzuführen und darm umzusetzen Reaktionsfähige Flüssiggase, wie Alkylamine oder Alkylenoxide, finden als Reaktionskomponenten eine vielfaltige Verwendung Anwendungsgebiete der Erfindung sind daher die chemische und die pharmazeutische Industrie

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Flussiggastanklager erfordern in jedem Fall erhebliche Sicherheitsvorkehrungen Zum einen stehen die Behalter unter Druck, zum anderen müssen sie meist standig gekühlt werden So wird ζ B in bekannten Tankbehalteranlagen die gasformige Phase fortwahrend aus dem Vorratsbehälter abgesaugt, in einer Kompressoranlage komprimiert, das Gas gekühlt und kondensiert und das Flüssiggas wieder in den Vorratsbehälter eingeleitet (DE-OS 2630009) Auch im Ab- und Umfüllen von Flüssiggasen liegen betrachtliche Risiken Deshalb sind Vorrichtungen entwickelt worden, die ein Entweichen von Dampfen in die Atmosphäre verhindern sollen Auch wurden Verfahren beschrieben, die das Umfüllen von Flüssiggasen aus einem Behalter in einen zweiten ermöglichen sollen (DE OS 2613401)

Das Problem der dosierten Entnahme von Flüssiggas aus Vorratsbehaltern wird meist dadurch gelost, daß man das Flüssiggas als Kaltabfullung oder als Druckabfullung vornimmt Dabei wird meist nach dem Prinzip der Gewichtsabfullung gearbeitet, doch ist auch die Volumenabfullung empfohlen worden (DE-OS 2553452) Die dazu notige Vorrichtung besteht aus einem Zylinder, in welchem ein Kolben lauft, dessen Hub einstellbar ist und dem abzufüllenden Volumen angepaßt werden kann Besondere Sicherheitsvorkehrungen machen sich erforderlich, wenn es sich bei den Flüssiggasen um toxische oder um geruchsintensive Stoffe handelt So wird etwa zum Füllen großvolumiger Ethylenoxid-Behalter ein geschlossenes System vorgeschlagen, das unter einem Inertgasuberdruck steht (DE-OS 2402298) Dennoch ist diese Arbeitsweise keineswegs gefahrlos, denn von dem Inertgas kann das giftige Ethylenoxid mitgerissen werden, so daß es die Umwelt belastet Unter den geruchsmtensiven Flüssiggasen sind etwa Alkylamine zu nennen (fischartiger Geruch), die ebenfalls nicht in die Umwelt treten dürfen und in besonders gesicherten Tankbehaltern gelagert werden müssen Wenn Flüssiggase aus Vorratsbehaltern zur Weiterverarbeitung oder zur Umsetzung in chemische Anlagen geleitet werden, machen sich besondere Auslaßvorrichtungen erforderlich So sind ζ B Dosierventile beschrieben worden, die automatisch schließen, wenn sie von einer bestimmten Stromungsmittelmenge durchflossen worden sind und die leicht zu steuern und fernzusteuern sind und worin die Vorrichtung zur Anzeige der Durchflußmenge verriegelt werden kann, so daß es möglich ist, die wiederholte Abgabe des gleichen Flussigkeitsvolumens wahrend jedes Zyklus zu steuern (DE-OS 2749619) Da die Aufbewahrung von Flüssiggasen m jedem Fall ein Gefahrenmoment darstellt und zudem mit erheblichen finanziellen Belastungen verbunden ist, ware es vorteilhaft, wenn ihre Zwischen lagerung entfallen konnte und sie gleich aus ankommenden Tankkesselwagen entnommen und sofort einer Weiterverarbeitung zugeführt werden konnten

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, durch eine Sicherheitseinrichtung in chemischen Anlagen den direkten Umsatz von Flüssiggasen aus Tankkesselwagen möglich zu machen und dadurch die Aufstellung kostenintensiver Zwischentanklager zu umgehen

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitseinrichtung zu entwickeln, mit deren Hilfe es möglich wird, Flüssiggase aus Eisenbahn-Tankkesselwagen ohne Zwischenlagerung in Flussiggastanks direkt einer Reaktionslosung in einer chemischen Anlage zuzuführen und dann umzusetzen Die Aufgabe wurde dadurch gelost, daß eine Mehrkammer-Sicherheitseinnchtung geschaffen wurde, die aus mehreren Druckbehältern besteht, denen das Flüssiggas im Wechsel bis zu einem bestimmten Enddruck oder einem bestimmten Endgewicht zugeführt wird und daß man das Flüssiggas mit dem Enddruck der Fullphase des Druckbehälter in die Reaktionszone der Anlage entleert, wobei der Druck nach und nach auf einen bestimmten Grenzwert abfallt und wobei in der Entleerungsphase des einen Behalters mindestens ein weiterer Druckbehälter mit dem Flüssiggas gefüllt wird und die Auffullphase fur die Druckbehälter schneller ablauft als die Entleerungsphase Durch die erfindungsgemaße Mehrkammer-Sicherheitseinnchtung wird es möglich, die zur Aufnahme der Flüssiggase bisher erforderlichen Flussiggastanklager einzusparen, weil ankommende Kesselwagen sofort entleert und die Flüssiggase sofort der Reaktionszone der Anlage zugeführt werden können

Im einzelnen wirkt die Mehrkammer-Sicherheitseinnchtung wie folgt (Figur 1) Das Flüssiggas gelangt aus dem Eisenbahn-Druckkesselwagen 1 über eine pneumatische Absperreinrichtung 3 in einen Druckbehälter 7 Die Absperreinrichtung 3 öffnet nur, wenn die pneumatischen Absperreinnchtungen 4 und Ь zuverlässig geschlossen sind und ihr Geschlossensein durch Ruckmeldung signalisiert wurde

Wird der Behalter 7 gefüllt, so steigt der Druck am Kontaktmanometer (PIRA) 9 an Bei Erreichen der Sollfullmenge schließt, unter Signalgebung, die Absperreinnchtung 3, und der Druckbehälter 7 steht zur Entleerung bereit Soll der Druckbehälter 8 gefüllt werden, so wird die Absperreinrichtung 5 geöffnet Voraussetzung dafür ist, daß die Absperreinrichtungen 3 und 6 zuverlässig geschlossen sind — wobei sich 4 öffnet und der bereitstehende Druckbehälter 7 entleert wird Inzwischen wird der Druckbehälter 8 gefüllt, wobei der Druck am Kontaktmanometer (PIRA) 10 ansteigt Ist die Sollfullmenge erreicht, so schließt 5 und der Behalter 8 steht zur Entleerung bereit Ist der Behalter 7 entleert, so wird 4 geschlossen und 6 geöffnet Auf diese Weise sind die Absperrsysteme völlig gegeneinander verriegelt Es kann jeweils nur ein Druckbehälter gefüllt werden Zugleich ist sichergestellt, daß zu keinem Zeitpunkt eine direkte Verbindung zwischen Druckgaskesselwagen und Reaktor entstehen kann Erfindungsgemaß wird das Entleeren tier Behalter 7 bzw 8 mit dem beim Füllen aufgebauten Druck vorgenommen Das Füllen der Behalter 7 bzw äerfolgt in der Regel ohne Entlüftung und ist deshalb besonders umweltfreundlich Sollte sich bei einigen Flüssiggasen, etwa bei Alkylenoxiden, dennoch eine Entlüftung erforderlich machen, besonders im Anfahrbetrieb oder bei Unregelmäßigkeiten in der Fullphase der Druckbehälter, wird die Enluftung derart vorgenommen, daß der gasformige Anteil des Flüssiggases in die Reaktionszone der Anlage oder in einen Absorberbehalter gefuhrt wird, so daß er innerhalb der Anlage bleibt und nicht in die Umwelt gelangen kann

Die erfindungsgemaße Anordnung macht ein gefährliches Ruckstromen des Flüssiggases bzw der Reaktionslosung unmöglich Einerseits sind die symbolisch dargestellten Absperreinrichtungen 3 bis 6 doppelt ausgeführt, zum anderen losen zwei Durchflußgeber (FIRA), von denen einer zwischen der Schnellschließeinrichtung 2 und den Absperreinnchtungen 3 bzw 5 und der andere zwischen den Absperreinrichtungen 4 bzw 6 und der Einspeisungsstelle 15 des Flüssiggases angebracht sind, bei einer Umkehr der Stromungsrichtung unter Signalabgabe einen Noteingriff („zu") auf die in der Rohrleitung befindlichen Schnellschließventile aus Die Erfindung soll anhand von Ausfuhrungsbeispielen naher erläutert werden

Ausfuhrungsbeispiele Beispiel 1 Umsetzung von Trimethylamin

Tnmethylamin (TMA) wird ohne Zwischenlagerung in einem Flussiggastank aus Druckgaskesselwagen entnommen und direkt über eine Mehrkammer-Sicherheitseinnchtung in ein Neutralisationsrohrsystem gefuhrt, in dem Trimethylammoniumchlondlosung (TMA HCL) im Kreislauf gefuhrt und die Neutralisation mit molaren Mengen an Salzsaure vorgenommen wird

TMA, das als Flüssiggas in speziellen Druckgaskesselwagen 1 (Figur 1) antransportiert wird, gelangt über einen Entladearm mit einem Schneüschließventil 2 in das Rohrleitungssystem und bei geöffnetem pneumatischem Absperrventil 3 und geschlossenen pneumatischen Absperrventilen 4 und 5 in einen 350-Liter Druckbehälter 7, der mit einer Wageeinrichtung verbunden ist Dabei steigt der Druck an dem Kontaktmanometer (PlRA) 9, bis die Sollfullmenge erreicht ist Nun schließt, unter Signalgebung, die Absperreinrichtung 3, und der Druckbehälter 7 steht zur Entleerung bereit Wenn der 350-Liter-Druckbehalter 8 entleert ist, schließt sich die Absperreinrichtung 6, wobei 4 und 5 geöffnet werden, so daß der Behalter 8 gefüllt wird, was wiederum bis zur Sollfullmenge geschieht, die durch das Kontaktmanometer (PIRA) 10 angezeigt wird Dabei wird 5 geschlossen und der Behalter 8 steht zur Entleerung bereit Dieses System der Druckbehälter stellt eine Sicherheitseinrichtung dar, die ein Zurückströmen des TMA bzw der TMA-TMA HCL-Losung ausschließt Der beim Füllen der Behalter 7 und 8 aufgebaute Druck von 6 bar wird erfindungsgemaß zur Entleerung der Behalter 7 bzw 8 verwendet Es wird so lange entleert, bis 25 kg abgeleitet sind Dabei fallt der Druck in den Behaltern auf etwa 3 3bar, doch er liegt deutlich über dem in der Verarbeitungsstufe — dort betragt er etwa 2 8bar Die Schalthaufigkeit der Wechselvorlage zwischen den Behaltern 7 und 8 ist so groß, daß der Volumenstrom 1 000 bis 4000kg/h, vorzugsweise 2000 kg/h TMA-Flussiggas betragt Er unterliegt, da der Druck in den Druckbehältern von 6bar auf 3,3bar fallt, gewissen Schwankungen

Beispiel 2: Umsetzung von Ethylenoxid

Zur Umsetzung von Ethylenoxid (EO) mit Trimethylammoniumchlorid (TMA · HCL) unter Bildung von Trimethyloxyethylammoniumchiorid gelangt EO, ohne Zwischenlagerung in einem Flüssiggastank, als Flüssiggas aus dem Eisenbahn-Tankkesselwagen 1 (Figur 1) über eine Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung 3 bis 10 — wie im Beispiel 1 fürTMA beschrieben — direkt in das Reaktorsystem, in dem die Umsetzung erfolgt.

Wenn sich eine Entlüftung der Druckbehälter in der Füllphase, besonders im Anfahrbetrieb oder bei Unregelmäßigkeiten, erforderlich macht, wird die Entlüftung über das Ventil 11 derart vorgenommen, daß der gasförmige Anteil des Flüssiggases innerhalb der Anlage bleibt.

Dem Anlagesystem wird eine Einrichtung zur Informationsverarbeitung 14zugeordnet, die vorzugsweise aus einem Mikrorechner besteht und von der die entscheidenden Prozeßparameter—wie Druck, Temperatur, pH-Wert, Durchflußrichtung, Durchflußmenge und bei Umlaufreaktoren die Umlaufmenge — erfaßt werden. Die Einrichtung 14 greift bei Sollwertabweichungen derart ein, daß von bekannten Meßeinrichtungen mit Minimal- und Maximalkontaktgebern die Zuführung von Flüssiggas in die Anlage bis zum Erreichen der Sollwerte unterbrochen wird und bei Umkehr der Strömungsr.chtung die Durchflußgeber für die Strömungsrichtung FIRA 12 und 13 für die sofortige Schließung des Schnellschlußventiles 2 und des Einspeisungsventiles 15 der Flüssiggase sorgen.

Claims (4)

Erfindungsanspruch:

1 Mehrkammer-Sicherheitseinrtchtung in chemischen Anlagen, in denen Flüssiggase umgesetzt werden, mit Durchflußgebern, die bei einer Umkehr der Stromungsnchtung Schnellschlußventile in Gang setzen, dadurch gekennzeichnet, daß Flüssiggase ohne Zwischenlagerung in Flussiggastanks direkt aus Tankkesselwagen entnommen und einem Wechselvorlagesystem zugeführt werden, in dem einer von mehreren Druckbehältern bis zu einem bestimmten Enddruck oder einem bestimmten Endgewicht mit dem Flüssiggas gefüllt wird und man das Flüssiggas mit dem Enddruck der Fullphase des Druckbehalters in die Reaktionszone der Anlage entleert, wobei der Druck nach und nach auf einen bestimmten Grenzwert abfallt und wobei in der Entleerungsphase des einen Behalters mindestens ein weiterer Druckbehälter mit dem Flüssiggas gefüllt wird und die Auffullphase fur die Druckbehälter schneller ablauft als die Entleerungsphase und eine Informationsverarbeitungsanlage die entscheidenden Parameter erfaßt und bei Abweichungen von den Sollwerten die Zufuhr des Flüssiggases unterbricht

2 Mehrkammer-Sicherheitseinnchtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wechselvorlagesystem, in dem einer der beiden Druckbehälter (7 und 8) standig entleert wird und der andere entweder gerade gefüllt wird oder zur Entleerung bereit steht, wobei pneumatische Absperrventile (3 bis 6) so gegeneinander verriegelt sind, daß immer nur ein Behalter gefüllt und der andere entleert werden kann, den Flüssigkeitsbehälter von dem Reaktorteil der Anlage trennt

3 Mehrkammer-Sicherheitseinrichtung nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Flüssiggas — in speziellen Tankkesselwagen angeliefert — in ein Rohrleitungssystem gefuhrt und bei geöffnetem Absperrventil (3) und geschlossenen Absperrventilen (4 und 5) in den Druckbehälter (7), der mit einer Wageeinrichtung verbunden ist, gelangt, wobei der Druck an einem Kontaktmanometer (9) steigt, bis die Sollfullmenge erreicht ist, unter Signalgebung das Ventil (3) schließt, nunmehr der Druckbehälter (7) zur Entleerung bereitsteht und bei entleertem Druckbehälter (8) sich das Absperrventil (6) schließt, wobei die Absperrventile (4 und 5) geöffnet werden, so daß der Behalter (8) bis zur Sollfullmenge, die durch ein Kontrollmanometer (10) angezeigt wird, gefüllt werden kann, wobei das Ventil (5) geschlossen wird und der Behalter (8) zur Entleerung bereitsteht

4 Mehrkammer-Sicherheitseinnchtung nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ihr eine Anlage zur Informationsverarbeitung (14) zugeordnet ist, von der die entscheidenden Prozeßparameter — wie Druck, Temperatur, pH-Wert, Druckflußrichtung, Druckflußmenge und bei Umlaufreaktoren die Umlaufmenge — erfaßt werden und die Informationsverarbeitungseinrichtung (14) bei Sollwertabweichungen derart eingreift, daß von bekannten Meßeinrichtungen mit Minimal- und Maximalgebern die Zufuhrung des Flüssiggases in die Anlage bis zum Erreichen der Sollwerte unterbrochen wird.