DE102005022091A1

DE102005022091A1 - Verfahren zum Herstellen einer verfahrenstechnischen Anlage

Info

Publication number: DE102005022091A1
Application number: DE200510022091
Authority: DE
Inventors: Stefan Möller; Gerhard Ott
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 2005-05-12
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2006-02-23

Abstract

Das Verfahren dient zum Herstellen einer verfahrenstechnischen Anlage, die mindestens zwei Coldboxmodule aufweist, wobei ein erstes Coldboxmodul (100) ein erstes Apparatemodul enthält und ein zweites Coldboxmodul (200) ein zweites Apparatemodul enthält. Das erste Coldboxmodul (100) wird in einer Produktionseinrichtung vorgefertigt. Das zweite Coldboxmodul (200) wird in derselben oder einer anderen Produktionseinrichtung vorgefertigt. Das erste und das zweite vorgefertigte Coldboxmodul (100, 200) weisen an ihrer Außenseite jeweils mindestens eine Verbindungsfläche (101, 201) auf, die nicht endgültig mit einer Coldbox-Wand verschlossen ist. Die vorgefertigten Coldboxmodule (100, 200) werden zum Aufstellort transportiert. Die beiden vorgefertigten Coldboxmodule (100, 200) werden am Aufstellort über die beiden Verbindungsflächen (101, 201) strömungstechnisch und/oder mechanisch miteinander verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer verfahrenstechnischen Anlage, die mindestens zwei Coldboxmodule aufweist, wobei eine erstes Colboxmodul ein erstes Apparatemodul enthält und ein zweites Coldboxmodul ein zweites Apparatemodul enthält.

Bei der verfahrenstechnischen Anlage kann es sich insbesondere um eine Gastrenn- oder -vertlüssigungseinrichtung handeln, die zur Zerlegung oder Verflüssigung eines Gasgemischs bei einer Temperatur dient, die unterhalb der Umgebungstemperatur liegt, beispielsweise um eine Tieftemperatur-Trenn- oder Verflüssigungseinrichtung für Luft, ein Luftgas, Synthesegas oder Erdgas.

Bei dem "Apparatemodul" handelt es sich um eine verfahrenstechnische Funktionseinheit wie zum Beispiel um eine Trennkolonne oder einen Wärmetauscher wie einen Gegenströmer, der beispielsweise als Hauptwärmetauscher oder Unterkühler ausgebildet ist, einen Kondensator, einen Verdampfer oder einen Kondensator-Verdampfer, oder aber einen Teil einer derartigen Funktionseinheit.

Das "Coldboxmodul" stellt eine im Wesentlichen geschlossene Einheit dar, die mindestens ein Apparatemodul und dessen thermische Isolierung enthält.

Es gibt eine Reihe von Grundformen der Herstellung einer verfahrenstechnischen Anlage, die eine oder mehrere Apparatemodule mit einer oder mehreren isolierenden Hüllen (Coldbox/en) aufweist.

Kleinere und mittlere Anlagen können in einer Produktionseinrichtung (Fabrik, Werkstatt) mitsamt der Coldbox vorgefertigt werden. Sie werden komplett zur Baustelle transportiert und brauchen dort nur noch aufgestellt und mit weiteren Anlagenteilen verbunden zu werden.

Bei größeren Anlagen ist eine derart weit gehende Vorfertigung häufig wegen der beschränkten Transportabmessungen und -gewichte nicht mehr möglich.

Trennkolonne und Coldbox werden häufig getrennt voneinander zum Aufstellort gebracht. Es ist beispielsweise bekannt, zunächst einen Coldboxmantel ohne Deckel aufzustellen und am Boden zu verankern, die vorgefertigte Kolonne einzuheben und zum Schluss den Deckel zu montieren. Dies ist sowohl mit zylinderförmigen als auch mit eckigen Coldboxen zu realisieren, erfordert aber besonders hohe Kräne.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Montage relativ großer verfahrenstechnischer Anlagen möglichst effizient zu bewerkstelligen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

"Vorgefertigt" ist ein Coldboxmodul dann, wenn sein innerer Aufbau vollständig oder im Wesentlichen vollständig abgeschlossen ist. Insbesondere gilt dies für das darin enthaltene Apparatemodul und die innerhalb des Coldboxmoduls enthaltenen Instrumente und Steuer- und Rohleitungen.

In vielen Fällen wird der Zwischenraum zwischen Coldboxwand und Außenwand des Apparatemoduls mit einem pulverförmigen Isolierungsmaterial wie zum Beispiel Perlite gefüllt. Der Einfüllvorgang kann mindestens teilweise bei der Vorfertigung vorgenommen werden oder alternativ am Aufstellungsort erfolgen.

Alternativ oder zusätzlich zur Pulverisolierung kann die Coldbox als Vakuumisolierung ausgebildet sein; dabei kann entweder der genannte Zwischenraum evakuiert werden oder die Coldbox selbst doppelwandig ausgeführt sein.

Die "Verbindungsfläche" bleibt bei der Vorfertigung in der Regel entweder offen und wird nicht oder nur provisorisch verschlossen. Wird sie ausnahmsweise durch ein Stück Coldboxwand vorläufig bedeckt, so muss wird dieses Wandstück abnehmbar angeordnet, um es in Schritt (e) wieder miteinander verbinden zu können.

In der Regel sind das erste und das zweite Coldboxmodul verfahrenstechnisch miteinander verbunden, das heißt in Schritt (e) müssen sie insbesondere strömungstechnisch miteinander verbunden werden; gegebenenfalls sind auch mechanische Verbindungen zur Verbesserung der Statik erforderlich. In einzelnen Fällen können auch zwei Coldboxmodule, die keine direkte strömungstechnische Verbindung untereinander erfordern, auf die erfindungsgemäße Weise verarbeitet werden; in diesem Fall findet lediglich eine mechanische Verbindung statt.

Je nachdem, ob die beiden Coldboxmodule über- oder nebeneinander angeordnet werden sollen, sind horizontale und/oder vertikale Verbindungsflächen erforderlich. Weist die verfahrenstechnische Anlage mehr als zwei Coldboxmodule auf, kann auch eine Kombination von horizontalen und vertikalen Verbindungsflächen erforderlich sein.

In einer ersten Variante der Verbindungsmethode des Schritts (e) berühren sich die beiden Coldboxmodule nach dem Zusammenbau. In diesem Fall werden sie statisch und/oder strömungstechnisch unmittelbar miteinander verbunden.

In manchen Fällen werden die beiden Coldboxmodule jedoch mit Abstand zueinander angeordnet. In diesem Fall ist es günstig, sie über einen Verbindungskanal, der von einer Verbindungsfläche des ersten Coldboxmoduls zu einer Verbindungsfläche des zweiten Coldboxmoduls führt, zu verbinden. Der Verbindungskanal enthält insbesondere Rohrleitungen und isoliert diese gegenüber der Umgebung.

Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit zwei übereinander angeordneten Coldboxmodulen,
2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit zwei nebeneinander angeordneten Coldboxmodulen und
3 ein drittes Ausführungsbeispiel mit drei Coldboxmodulen.
Das Ausführungsbeispiel zeigt eine verfahrenstechnische Anlage, die aus zwei Coldboxmodulen 100, 200 besteht, nach der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es sind lediglich die Außenkanten der Coldboxmodule mit durchgezogenen Linien dargestellt. Die nicht sichtbaren Innenkanten sind gestrichelt angedeutet.
Das erste Coldboxmodul 100 wird bis auf die Abdeckung der Oberseite, die als horizontale "Verbindungsfläche" 101 offen bleibt oder nur provisorisch abgedeckt wird, in einer Produktionseinheit vorgefertigt, zum Aufstellort transportiert und dort auf dem Boden aufgestellt.
Das zweite Coldboxmodul 200 wird bis auf die Abdeckung der Unterseite, die als horizontale "Verbindungsfläche" 201 offen bleibt oder nur provisorisch abgedeckt wird, in einer Produktionseinheit vorgefertigt und ebenfalls zum Aufstellort transportiert. Dort wird es mittels eines Krans auf das erste Coldboxmodul gehoben. Dabei berühren sich ihre Verbindungsflächen 101, 201.
Die beiden Coldboxmodule 100, 200 werden an den Verbindungsflächen 101, 201 gegebenenfalls strömungstechnisch verbunden, beispielsweise durch Verschweißen entsprechender Rohrleitungen. Außerdem werden die Kanten der Verbindungsflächen mechanisch verbunden, beispielsweise durch Verschweißen der entsprechenden Coldboxmantel-Elemente.
Im Beispiel der 1 enthalten die beiden Coldboxmodule 100, 200 die Hochdruckkolonne beziehungsweise die Niederdruckkolonne einer Tieftemperatur-Luftzerlegungsanlage.
In Abweichung von 1 werden in 2 zwei Coldboxmodule 100, 200 nicht übereinander, sondern nebeneinander angeordnet. Der linke Teil der Zeichnung zeigt sie vor der Durchführung des Schritts (e), der rechte Teil danach. Im linken Teil ist die vertikale Verbindungsfläche 101 des ersten Coldboxmoduls 100 schraffiert dargestellt. Eine entsprechende vertikale Verbindungsfläche befindet sich an der dem Betrachter abgewandten Seite des Coldboxmoduls. Abweichend von der Darstellung in der Zeichnung erstreckt sich die Verbindungsflächen vorzugsweise über die gesamte entsprechende Seitenwand des ersten beziehungsweise zweiten Coldboxmoduls. Im fertig montierten Zustand (rechter Teil von 2) berühren sich diese Verbindungsflächen und ermöglichen zum Beispiel die strömungstechnische Verbindung der in den beiden Coldboxmodulen 100, 200 angeordneten Apparatemodule.
Im Beispiel der 2 enthält das erste Coldboxmodul 100 eine Doppelsäule zur Sauerstoff-Stickstofftrennung; das zweite Coldboxmodul 200 umschließt eine Argongewinnung, die beispielsweise eine oder mehrere Rohargonsäulen und eine Reinargonsäule aufweist.
Selbstverständlich können drei oder mehr Coldboxmodule in kombinierter Anwendung der anhand der 1 und 2 erläuterten Montagemethoden zusammengebaut werden, grundsätzlich in beliebiger Anzahl und Größe.
3 zeigt drei Coldboxmodule 100, 200 und 300 die erfindungsgemäß zu einer verfahrenstechnischen Anlage verbunden wurden. Die Verbindung der ersten beiden Module 100, 200 erfolgt dabei auf die bei 1 beschriebene Weise. Das zweite Coldboxmodul weist jedoch zusätzlich zu der ersten, horizontalen Verbindungsfläche 201 eine zweite, vertikale Verbindungsfläche 202 auf, die zu einer entsprechenden vertikalen Verbindungsfläche des dritten Moduls 300 korrespondiert. Diese beiden Verbindungsflächen berühren sich jedoch nicht, sondern kommunizieren über einen Verbindungskasten 230, der Rohrleitungen enthält und analog zu den Coldboxmodulen isoliert ist.
Die Coldboxmodule des Beispiels der 3 enthalten

100: Hochdruckkolonne
200: Niederdruckkolonne
300: Rohargonsäule und Reinargonsäule

Claims

Verfahren zum Herstellen einer verfahrenstechnischen Anlage, die mindestens zwei Coldboxmodule aufweist, wobei eine erstes Colboxmodul (100) ein erstes Apparatemodul enthält und ein zweites Coldboxmodul (200) ein zweites Apparatemodul enthält, wobei bei dem Verfahren (a) das erste Coldboxmodul (100) in einer Produktionseinrichtung vorgefertigt wird, (b) das zweite Coldboxmodul (200) in derselben oder einer anderen Produktionseinrichtung vorgefertigt wird, (c) das erste und das zweite vorgefertigte Coldboxmodul (100, 200) an ihrer Außenseite jeweils mindestens eine Verbindungsfläche (101, 201) aufweisen, die nicht endgültig mit einer Coldbox-Wand verschlossen ist, (d) die vorgefertigten Coldboxmodule (100, 200) zum Aufstellort transportiert werden, (e) die beiden vorgefertigten Coldboxmodule (100, 200) am Aufstellort über die beiden Verbindungsflächen (101, 201) strömungstechnisch und/oder mechanisch miteinander verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Verbindungsflächen (101. 201) der beiden Coldboxmodule (100, 200) horizontal angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens je Verbindungsflächen (101) jedes der beiden Coldboxmodule (100, 200) horizontal angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (e) das erste und das zweite Coldboxmodul (100, 200) übereinander angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Verbindungsflächen (202, 301) der beiden Coldboxmodule (200, 300) vertikal angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens je Verbindungsflächen (202, 301) jedes der beiden Coldboxmodule (200, 300) vertikal angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (e) das erste und das zweite Coldboxmodul (200, 300) nebeneinander angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Coldbox-Module (100, 200) nach der Vollendung des Schritts (e) berühren.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Coldbox-Module (200, 300) nach der Vollendung des Schritts (e) mit Abstand angeordnet sind und über einen Verbindungskanal (230), der von einer Verbindungsfläche (202) des ersten Coldboxmoduls (200) zu einer Verbindungsfläche (301) des zweiten Coldboxmoduls (300) führt, verbunden sind.