DE102006028313A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Isolierung kryogener Gaszerlegungseinrichtungen - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Isolierung kryogener Gaszerlegungseinrichtungen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Isolierung einer wenigstens einen tiefkalten Bereich aufweisenden kryogenen Gaszerlegungseinheit sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Jeder tiefkalte Bereich wird mit einer Einhausung (Compartment) umschlossen und dadurch gegenüber der außerhalb des Compartments befindlichen Atmosphäre gasdicht isoliert, wobei der vom Mantel des Compartments und der kryogenen Gaszerlegungseinheit eingeschlossene Raum (Compartment-Innenraum) mit Gas durchströmbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Isolierung einer wenigstens einen tiefkalten Bereich aufweisenden kryogenen Gaszerlegungseinheit sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Unter einem "tiefkalten Bereich" sei im Folgenden ein Oberflächenbereich der kryogenen Gaszerlegungseinheit zu verstehen, an dem Stickstoff aufgrund der im Normalbetrieb der kryogenen Gaszerlegungseinheit dort herrschenden tiefen Temperatur kondensiert.
  • Durch unterschiedliche Erzeugungsmethoden, wie z. B. katalytische Dampfreformierung oder Partielle Oxidation, wird aus kohlenwasserstoffhaltigen Ausgangsstoffen, wie Erdgas, Flüssiggas, Naphta, Schweröl oder Kohle, sog. Synthesegas erzeugt, das zum größten Teil aus H2 und CO besteht, aber auch Methan (CH4), Wasser (H2O), Kohlendioxid (CO2) und andere Komponenten, wie z. B. Stickstoff (N2) und Argon (Ar) enthält. Aus dem Synthesegas werden nach Reinigung und Zerlegung vor allem CO und H2 als Produkte gewonnen, die in der Industrie in vielfältiger Weise Verwendung finden.
  • Häufig wird die Trennung und Reinigung der beiden Synthesegaskomponenten H2 und CO in einem Kondensationsprozess durchgeführt, einem kryogenen Verfahren, das in einer Vielzahl von Varianten der Fachwelt bekannt ist. Typischer Weise wird hierbei das Synthesegas im indirekten Wärmetausch gegen anzuwärmende Verfahrensströme so weit abgekühlt, dass es zu einer Teilkondensation kommt, bei der sich eine CO-reiche Flüssigfraktion und eine H2-reiche Gasfraktion bilden, die anschließend in einem H2/CO-Abscheider getrennt werden. Die CO-reiche Flüssigfraktion, in der noch H2 gelöst ist, wird nachfolgend einer Trenneinrichtung (z. B. einer H2-Strippkolonne) zugeführt, in der H2 weitgehend abgetrennt wird. Das flüssige CO, das jetzt Produktreinheit aufweist, wird anschließend wieder verdampft, angewärmt und gasförmig an der Anlagengrenze abgegeben. Ein ebenfalls an der Anlagengrenze abgegebener H2-reicher, CO enthaltender Gasstrom (Roh-Wasserstoff), kann beispielsweise durch Druckwechselabsorption gereinigt und zu einem Wasserstoffprodukt aufbereitet werden.
  • Die für die Durchführung eines Kondensationsprozesses notwendige kryogene Gaszerlegungseinheit ist üblicherweise in einer sog. Cold-Box angeordnet, die zur Minimierung des Wärmeeintrags mit Perlit isoliert ist. Um zu verhindern, dass sich über Leckagen aus der Gaszerlegungseinheit austretende Synthesegaskomponenten innerhalb der Cold-Box anreichern und um eine Eisbildung aufgrund eindringender Umgebungssluft zu verhindern, wird die Cold-Box nach dem Stand der Technik mit einem Stickstoffstrom bei etwas erhöhtem Druck kontinuierlich gespült.
  • Die CO-Ausbeute ist bei einer H2/CO-Trennung mittels Kondensationsprozess umso höher, bzw. die CO-Konzentration des an der Grenze der kryogenen Gaszerlegungseinheit abgegebenen Roh-Wasserstoffs umso niedriger, je niedriger die Temperatur am kältesten H2/CO-Abscheider ist. Aus diesem Grund wird in einigen Kondensationsprozessen, beispielsweise durch die Entspannung des Rohwasserstoffs über Entspannungsturbinen oder die Mischung von flüssigem Stickstoff mit wasserstoffreichen Gasströmen, Spitzenkälte erzeugt. Dadurch ist es möglich, dass an einigen Stellen der kryogenen Gaszerlegungseinheit Temperaturen auftreten, die unterhalb der Taupunkttemperatur des Stickstoffs liegen. Bei unzureichender Isolierung führt dies zu einer Kondensation des zur Cold-Box-Spülung eingesetzten Stickstoffs an den Oberflächen der Apparate und Rohrleitungen der kryogenen Gaszerlegungseinheit, und evtl. zu einer Ansammlung von flüssigem Stickstoff innerhalb der Cold-Box.
  • Nach dem Stand der Technik wird das Problem dadurch zu lösen versucht, dass die Stellen, an denen der zur Spülung eingesetzte Stickstoff im Normalbetrieb der Gaszerlegungseinheit kondensieren würde (tiefkalte Bereiche), mit wärmeisolierendem Material umgeben werden. Beispielsweise werden hierzu vorgefertigte Formteile aus Polyurethanhartschaum mit einem Spezialkleber auf den tiefkalten Bereichen befestigt. Allerdings lässt sich mit dieser Methode auch bei größter Sorgfalt keine gasdichte Isolierung herstellen, da beim Abkühlen aufgrund von Kontraktionsunterschieden Risse in den aufgeklebten Formteilen entstehen, durch die Stickstoff in direkten Kontakt mit tiefkalten Bereichen kommen und dort kondensieren kann.
  • Eine Kondensation von Spülstickstoff ist unerwünscht, da der Innendruck der Cold-Box dadurch absinkt und es zu einem Eindringen von feuchter Umgebungsluft kommen kann, was auf alle Fälle vermieden werden muss. Darüber hinaus bedeutet eine Kondensation von Spülstickstoff einen Kälteverlust auf dem Spitzenkälteniveau der Gaszerlegungseinheit.
  • Eine Ansammlung von flüssigem Stickstoff innerhalb der Cold-Box, stellt zudem ein Sicherheitsrisiko dar, da bei einem Wärmeeintrag die Gefahr besteht, dass aufgrund des verdampfenden Stickstoffs der Innendruck der Cold-Box den Auslegungsdruck des Cold-Box-Mantels überschreitet.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie ein Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, durch welche die Kondensation von Spülstickstoff innerhalb einer Cold-Box vermieden und die Betriebssicherheit einer kryogenen Gaszerlegungseinheit im Vergleich zum Stand der Technik erhöht wird.
  • Verfahrensseitig wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jeder tiefkalte Bereich mit einer Einhausung (Compartment) umschlossen und dadurch gegenüber der außerhalb des Compartments befindlichen Atmosphäre gasdicht isoliert wird, wobei der vom Mantel das Compartments und der kryogenen Gaszerlegungseinheit eingeschlossene Raum (Compartment-Innenraum) mit Gas durchströmbar ist.
  • Um die Wärmeverluste der kryogenen Gaszerlegungseinheit zu minimieren, sieht eine zweckmäßige Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass ein Compartment-Innenraum mit Perlit oder Steinwolle gefüllt wird.
  • Vorzugsweise werden Elemente der kryogenen Gaszerlegungseinheit, wie z. B. Abscheider oder Plattenwärmetauscher, als ganze mit einem Compartment umgeben, auch wenn nur Teile ihrer Oberflächen zu den tiefkalten Bereichen gerechnet werden können.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass ein Compartment-Innenraum mit einem Gas gefüllt wird, dessen Taupunkttemperatur um wenigstens 5 K unterhalb der niedrigsten innerhalb des Compartments auftretenden Temperatur liegt.
  • Eine andere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass ein Compartment-Innenraum mit einem Gas (Spülgas) gespült wird, dessen Taupunkttemperatur um wenigstens 5 K unterhalb der niedrigsten innerhalb des Compartments auftretenden Temperatur liegt. Um mögliche Leckagen anzuzeigen, wird sinnvollerweise das Spülgas nach dem Spülvorgang einer chemischen Analyse unterzogen, die bevorzugt auf den Nachweis von Substanzen ausgerichtet ist, wie sie innerhalb der kryogenen Gaszerlegungseinheit auftreten.
  • Zweckmäßiger Weise wird als Gas für die Füllung oder Spülung eines Compartment-Innenraums Helium oder ein Helium enthaltendes Gasgemisch, vorzugsweise ein aus Helium und Stickstoff bestehendes Gasgemisch eingesetzt.
  • Helium eignet sich besonders gut für den Einsatz in tiefkalten Umgebungen (unmittelbar an tiefkalte Bereiche angrenzende Raumbereiche), da es als Edelgas inert ist, d.h. nicht mit anderen Stoffen (z.B. H2, CO) reagiert und darüber hinaus bei Normaldruck erst unterhalb von 4,2 K flüssig wird. Nachteilig ist allerdings der hohe Preis, den Helium aufgrund seiner Seltenheit und seiner aufwendigen Gewinnung besitzt. Ein Helium/Stickstoff-Gemisch ist billiger als reines Helium und unter den innerhalb einer Cold-Box herrschenden Bedingungen ebenfalls inert. Allerdings besitzt ein Helium/Stickstoff-Gemisch eine Taupunkttemperatur, die höher liegt als 4,2 K. Durch Veränderung des Stickstoffgehalts kann die Taupunkttemperatur des Helium/Stickstoff-Gemisches zwischen 4,2 K (0% Stickstoff) und 77,4 K (100% Stickstoff) eingestellt werden.
  • Um zu verhindern, das bei einer auftretenden Undichtigkeit eines Compartments anderes Gas, als das zur Füllung oder Spülung verwendete in den Compartment-Innenraum eindringt, sieht eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass ein Compartment mit einem Innendruck (Compartment-Innendruck) beaufschlagt wird, der mittels einer Einrichtung zur Druckhaltung stets wenigstens zwischen 10 und 50 mbar über dem außerhalb des Compartments herrschenden Druck (am Aufstellungsort der kryogenen Gaszerlegungseinheit herrschender Luftdruck, Spülgasdruck in einer Cold-Box) gehalten wird.
  • Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass ein Compartment-Innenraum evakuiert und mit einer Einrichtung zur Drucküberwachung verbunden wird.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Isolierung einer wenigstens einen tiefkalten Bereich aufweisenden kryogenen Gaszerlegungseinheit.
  • Vorrichtungsseitig wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass jeder tiefkalte Bereich von einer Einhausung (Compartment) umschlossen und dadurch gegenüber der außerhalb des Compartments befindlichen Atmosphäre gasdicht isoliert ist, wobei der von einem Compartment und der kryogenen Gaszerlegungseinheit eingeschlossene Raum (Compartment-Innenraum) mit Gas durchströmbar ist.
  • Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass ein Compartment-Innenraum mit einer Einrichtung zur Druckhaltung verbunden ist, die dafür sorgt, dass der Druck im Compartment-Innenraum stets konstant ist, wobei der Compartment-Innenraum mit einer weitgehend statischen Gasfüllung versehen ist oder mit einem Gas (Spülgas) gespült wird ist.
  • Damit der Betrieb der kryogenen Gaszerlegungseinheit mit möglichst geringen Kälteverlusten durchführbar ist, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass ein Compartment-Innenraum zur thermischen Isolierung mit Perlit oder Steinwolle gefüllt ist.
  • Befinden sich an der kryogenen Gaszerlegungseinheit zwei oder mehr tiefkalte Bereiche, so sieht eine bevorzugte Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass ein Compartment mehr als einen tiefkalten Bereich und bevorzugt alle tiefkalten Bereiche der kryogenen Gaszerlegungseinheit umschließt.
  • Eine zweckmäßige Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die kryogene Gaszerlegungseinheit von einer Einhausung (Cold-Box) umschlossen und weitgehend gasdicht gegenüber der Umgebungsluft isoliert ist, wobei ein Compartment innerhalb oder außerhalb oder zum Teil innerhalb und zum Teil außerhalb der Cold-Box angeordnet ist.
  • Um die Kosten für die erfindungsgemäße Vorrichtung gering zu halten, weist ein Compartment eine einfache Konstruktion auf. Bevorzugt besteht der Mantel eines Compartments (Compartment-Mantel) aus flachen und/oder Zylindermantelform aufweisenden Blechstücken, die durch Schweißen zusammengefügt sind. Ist die kryogene Gaszerlegungseinheit ganz oder teilweise von einer Cold-Box umgeben, so sieht eine Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass ein Teil des Compartment-Mantels gleichzeitig einen Teil des Mantels der Cold-Box bildet. Zweckmäßiger Weise liegen Durchführungen für Anlagenteile, die gleichzeitig aus dem Compartment und aus der Cold-Box zu führen sind (z.B. Antriebswellen für Ventile, Rohrleitungen) in einem derartigen Teil des Compartment-Mantels.
  • Tritt an der kryogenen Gaszerlegungseinheit ein Schaden auf, wie beispielsweise ein Rohrbruch, können in kurzer Zeit große Gasmengen in das Innere einer Cold-Box ausströmen. Um zu verhindern, dass das ausströmende Gas zu einem unzulässig hohen Druckanstieg innerhalb einer Cold-Box führt, ist diese nach dem Stand der Technik mit wenigstens einem gewichtsbelasteten Sicherheitsventil ausgestattet, das bei überschreiten eines Grenzdruckes, der weit unterhalb des Auslegungsdruckes der Cold-Box liegt, öffnet und dadurch einen Weg freigibt, über den das aus der Schadensstelle austretende Gas mit lediglich geringem Druckverlust ins Freie entweichen kann. Ein derartiges Sicherheitsventil ist im geschlossenen Zustand für Stickstoff dicht, der nach dem Stand der Technik im Inneren einer Cold-Box als Spülgas eingesetzt wird. Selbst wenn es nicht völlig dicht sein sollte, ist dies akzeptabel, da als Spülgas innerhalb der Cold-Box eingesetzter Stickstoff ohnehin ins Freie abgeblasen wird, und ein Mehrverbrauch wegen des niedrigen Stickstoffpreises nur wenig ins Gewicht fällt. Zur Überdruckabsicherung eines erfindungsgemäßen Compartments ist ein gewichtsbelastetes Sicherheitsventil jedoch nicht ausreichend, da entweder teueres, als Spülgas eingesetztes, Helium enthaltendes Gas unkontrolliert ins Freie entweichen oder feuchte Umgebungsluft in einen evakuierten Compartment-Innenraum eindringen würde. Es wir daher vorgeschlagen, dass ein Compartment mit einer helium- oder vakuumdichten Berstscheibe ausgestattet ist. Durch das Bersten der Berstscheibe wird eine Verbindung vom Compartment-Innenraum ins Freie geöffnet, die hinreichend groß ist, um das aus einer Schadensstelle ausströmende Gas mit geringem Druckverlust ins Freie zu entlassen. Grenzt der Mantel eines Compartments zumindest in einem Teilbereich an die Oberseite des Mantels der Cold- Box, so ist zweckmäßiger Weise eine Berstscheibe in diesem Teilbereich des Compartment-Mantels bzw. des Mantels der Cold-Box angeordnet, sofern die Fläche dieses Teilbereiches größer ist als die Fläche der Berstscheibe. Berühren sich ein Compartment und die Oberseite des Mantels der Cold-Box nicht oder ist die Berührungsfläche zu klein für die Anbringung einer Berstscheibe, so sieht eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass das betreffende Compartment über eine ausreichend dimensionierte Rohrleitung mit der Oberseite des Mantels der Cold-Box verbunden wird, wobei das eine, auf der Seite des Compartments liegende Ende der Rohrleitung offen ist, während das zweite Ende, das mit dem Mantel der Cold-Box abschließt oder über diesen hinausragt, mit einer Berstscheibe verschlossen ist.
  • Um Wartungsarbeiten besser durchführen zu können, sind Anlagenteile, wie z. B. Ventilantriebe in der Regel außerhalb einer Cold-Box angeordnet und über eine Welle mit dem angetriebenen Ventil in der kryogenen Gaszerlegungseinheit verbunden. Befindet sich das angetriebene Ventil innerhalb eines Compartments, so muss die Welle durch den Mantel des Compartments geführt werden. Entsprechendes gilt für innerhalb eines Compartments angebrachte Messinstrumente, wie beispielsweise Widerstandsthermometer, die mit einem außerhalb der Cold-Box angebrachten Transmitter verbunden sind. Um den Verbrauch des Spülgases zum Spülen eines Compartment-Innenraums zu minimieren oder um ein Vakuum innerhalb eines Compartments aufrecht zu erhalten, sind zur Durchführung von Anlagenkomponenten durch den Mantel eines Compartments erfindungsgemäß gas-, bevorzugt heliumdichte Durchführungen vorgesehen, die zweckmäßiger Weise mit dem Mantel des Compartments durch Schweißen oder/und Anflanschen verbunden sind.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Isolierung einer wenigstens einen tiefkalten Bereich aufweisenden kryogenen Gaszerlegungseinheit, dadurch gekennzeichnet, dass jeder tiefkalte Bereich mit einer Einhausung (Compartment) umschlossen und dadurch gegenüber der außerhalb des Compartments befindlichen Atmosphäre gasdicht isoliert wird, wobei der vom Mantel das Compartments und der kryogenen Gaszerlegungseinheit eingeschlossene Raum (Compartment-Innenraum) mit Gas durchströmbar ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Compartment-Innenraum mit einem Gas gefüllt wird, dessen Taupunkttemperatur um wenigstens 5 K unterhalb der niedrigsten innerhalb des Compartments auftretenden Temperatur liegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Compartment-Innenraum mit einem Gas (Spülgas) gespült wird, dessen Taupunkttemperatur um wenigstens 5 K unterhalb der niedrigsten innerhalb des Compartments auftretenden Temperatur liegt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Gas zur Füllung oder Spülung eines Compartment-Innenraums Helium oder ein Helium enthaltendes Gasgemisch, vorzugsweise um ein aus Helium und Stickstoff bestehendes Gasgemisch, eingesetzt wird.
  5. Vorrichtung zur Isolierung einer wenigstens einen tiefkalten Bereich aufweisenden kryogenen Gaszerlegungseinheit, dadurch gekennzeichnet, dass jeder tiefkalte Bereich von einer Einhausung (Compartment) umschlossen und dadurch gegenüber der außerhalb des Compartments befindlichen Atmosphäre gasdicht isoliert ist, wobei der von einem Compartment und der kryogenen Gaszerlegungseinheit eingeschlossene Raum (Compartment-Innenraum) mit Gas durchströmbar ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Compartment-Innenraum mit einer Einrichtung zur Druckhaltung verbunden ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR3017443A1 (fr) * 2014-02-11 2015-08-14 Air Liquide Enceinte isolee et procede de balayage d'une telle enceinte

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3017443A1 (fr) * 2014-02-11 2015-08-14 Air Liquide Enceinte isolee et procede de balayage d'une telle enceinte
WO2015121562A1 (fr) * 2014-02-11 2015-08-20 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Enceinte isolée et procédé de balayage d'une telle enceinte
CN106133430A (zh) * 2014-02-11 2016-11-16 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 隔热室以及用于冲洗此类室的方法
CN106133430B (zh) * 2014-02-11 2019-01-15 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 隔热室以及用于冲洗此类室的方法
US10920935B2 (en) 2014-02-11 2021-02-16 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Insulated chamber and method for flushing such a chamber

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