DE10247511A1 - Verfahren zum Entleeren eines Behälters - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen eines Restgases aus einem Behälter. Hierzu wird ein Spülgas in den Behälter geleitet und ein Gemisch aus Spülgas und Restgas aus dem Behälter abgezogen. Das Gemisch wird in eine erste im wesentlichen Restgas enthaltende Fraktion und in eine zweite Fraktion getrennt, wobei die zweite Fraktion in den Behälter (1) zurückgeführt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen eines Restgases aus einem Behälter, wobei ein Spülgas in den Behälter geleitet wird, ein Gemisch aus Spülgas und Restgas aus dem Behälter abgezogen wird und das Gemisch in eine erste im wesentlichen Restgas enthaltende Fraktion und in eine zweite Fraktion getrennt wird.
  • Beim Ladungswechsel eines Tankschiffes ist es häufig notwendig, das nach dem Löschen der Ladung in dem Tank verbliebene Restgas zu entfernen, um Kompatibilitätsprobleme mit dem neu zu verladenden Produkt zu vermeiden und insbesondere die Qualität der neuen Ladung zu gewährleisten. Hierzu wird bisher die im Tank verbliebene Atmosphäre mittels Ventilatoren in die Umgebung abgeblasen. Ein derartiges Vorgehen führt jedoch zu beträchtlichen Umweltbelastungen.
  • Es wurde bereits vorgeschlagen, die in dem Tank enthaltenen Dämpfe in spezielle Dampfrückgewinnungsanlagen einzuleiten und unter kontrollierten Bedingungen zu entsorgen. So ist beispielsweise in der EP 0 748 431 B1 ein Verfahren zum Entleeren eines Tanks beschrieben, bei dem ein in dem Tank befindliches Restgas mit gasförmigem Stickstoff aus dem Tank gedrückt und in einer zweitstufigen Kryokondensationsanlage gegen gasförmigen und flüssigen Stickstoff kondensiert wird. Der aus der Kondensationsanlage austretende gasförmige Stickstoff wird wieder in den Tank geleitet, um weiteres Restgas aus dem Tank zu befördern. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass die Kryokondensationsanlage für die maximal geforderten Restgasmengenströme ausgelegt werden muss, um sicher zu stellen, dass das aus der Kryokondensationsanlage austretende Abgas stets frei von Verunreinigungen ist.
    •
  • Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Entfernen von Restgas aus einem Tank oder Behälter zu entwickeln, bei dem die oben genannten Nachteile möglichst vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die zweite Fraktion in den Behälter zurückgeführt wird.
  • Erfindungsgemäß wird in den zu entleerenden Behälter, in dem sich das Restgas befindet, zunächst ein Spülgas eingeleitet. Das Spülgas dient dazu, das Restgas bzw. einen Teil davon aus dem Behälter zu befördern. Das aus dem Behälter abgezogene Gemisch aus Restgas und Spülgas wird anschließend in eine erste und in eine zweite Fraktion getrennt. Die erste Fraktion enthält dabei im wesentlichen Restgas, während die zweite Fraktion den bei diesem Trennschritt nicht abgesonderten Rest umfasst. Die zweite Fraktion kann somit entweder nur aus Spülgas, nur aus Restgas oder aus einem Gemisch von Spülgas und Restgas bestehen.
  • Erfindungsgemäß wird nun diese zweite Fraktion in den zu entleerenden Behälter zurückgeführt. Die Erfindung beruht also auf einer Kreislaufführung des Spülgases und des Restgases. Zumindest ein Teil des Restgases, nämlich die erste Fraktion, wird dem Kreislauf dabei kontrolliert entnommen und kann dann umweltfreundlich entsorgt werden. Der Kreislauf wird so oft durchlaufen, bis die zweite Fraktion die erforderliche Reinheit aufweist, d.h. bis der Restgasanteil in der zweiten Fraktion unter einen vorgegebenen Grenzwert gesunken ist.
  • Die Trenneinrichtung zum Abtrennen des Restgases von dem Gemisch muss daher nicht speziell auf die in dem Behälter befindliche Restgasmenge und Restgaszusammensetzung abgestimmt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nämlich unabhängig von der zu entsorgenden Restgasmenge möglich, einen vorgegebenen Reinheitsgrad zu erreichen, in dem der Kreislauf entsprechend oft durchlaufen wird.
  • Die Abtrennung zumindest eines Teils des Restgases aus dem dem Behälter entnommenen Gemisch erfolgt vorzugsweise durch Kondensation des Restgases. Je nach Art des Restgases hat sich hierbei insbesondere der Wärmeaustausch mit einem kryogenen Fluid, insbesondere mit gasförmigem oder flüssigem Stickstoff, bewährt.
  • Besonders bevorzugt wird das Gemisch in indirekten Wärmeaustausch mit gasförmigem Stickstoff gebracht, wobei ein Teil des Restgases kondensiert und dem Kreislauf in flüssiger Form entnommen werden kann. Das verbliebene Gemisch wird anschließend in einem zweiten Wärmetauscher mit flüssigem Stickstoff abgekühlt, um tiefer siedende Bestandteile des Restgases auszukondensieren.
  • Besonders bevorzugt wird der in dem zweiten Wärmetauscher verdampfte Stickstoff als Kältemittel für den ersten Wärmetauscher eingesetzt. Die erfindungsgemäße Kondensation des Restgases in indirektem Wärmeaustausch mit gasförmigem und/oder flüssigem Stickstoff hat den weiteren Vorteil, dass die Reinheit des Stickstoffs erhalten bleibt und dieser anschließend uneingeschränkt weiter verwendet werden kann.
  • Neben der Kryokondensation ist es ebenso günstig, einen Teil des Restgases durch Adsorption, beispielsweise an Aktivkohle, durch Absorption oder durch ein Membrantrennverfahren aus dem Gemisch zu entfernen.
  • Als Spülgas haben sich insbesondere Luft, Stickstoff oder ein Luft-Stickstoff-Gemisch bewährt. Vor allem bei der Entfernung von gasförmigen Mineralölprodukten aus dem Behälter ist darauf zu achten, dass durch die Zuführung des Spülgases kein explosives Gemisch in dem Behälter entsteht.
  • Die Erfindung hat gegenüber den bisher bekannten Verfahren zahlreiche Vorteile: Zum einen ist durch wiedefiolte Kreislaufführung des Spülgas-Restgas-Gemisches eine beliebige Reinheit der Behälteratmosphäre erreichbar. Die Trennanlage, in der die erste und die zweite Fraktion voneinander getrennt werden, muss auch nicht an die Behältergröße bzw. an die Restgasmenge angepasst werden. Es ist durchaus möglich, an eine einzige Trennanlage zeitweise nur einen, zeitweise mehrere Behälter anzuschließen und das in diesen befindliche Restgas zu entsorgen. Bei Verwendung einer Kryokondensationsanlage zur Trennung der ersten von der zweiten Fraktion ist es ferner möglich, die Temperaturführung so einzustellen, dass in den einzelnen Wärmetauscherabschnitten bzw. Wärmetauschern je nach Taupunkt verschiedene Stoffe auskondensieren.
  • Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von dem in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Hierbei zeigt die Figur eine erfindungsgemäße Anlage zur Entleerung eines Binnentankschiffes.
  • Die Figur zeigt ein Binnentankschiff 1, in welchem sich nach dem Löschen der Ladung noch flüchtige organische Komponenten, wie gasförmige Mineralölprodukte, Ottokraftstoffdämpfe oder Benzol, befinden. Zur Entsorgung dieses Restgases wird ein Luft-Stickstoff-Gemisch über die Gassammelleitung 2 des Tankschiffes in den Tank 1 eingeleitet. Das in dem Tank 1 befindliche Restgas wird verdrängt und über die Lösch- und Ladeleitungen 3 aus dem Tank 1 geleitet. Die Eintrittsöffnungen in die Lösch- bzw. Ladeleitungen 3 befinden sich in der Nähe des Tankbodens, so dass nur eine geringe Durchmischung des Spülgases und des Restgases auftritt.
  • Das Gemisch aus Spülgas und Restgas wird in einem Wärmetauscher 4 in indirektem Wärmeaustausch mit gasförmigem Stickstoff gekühlt, wobei ein Teil des Restgases auskondensiert und über Leitung 5 abgezogen und entsorgt wird. Das restliche Gemisch wird in dem Wärmetauscher 6 gegen flüssigen Stickstoff weiter abgekühlt, wobei die Bestandteile des Restgases mit tieferem Taupunkt auskondensiert werden. Das aus dem Wärmetauscher 6 austretende Gemisch aus Spülgas und nicht kondensiertem Restgas wird über Leitung 8 in das Tankschiff zurückgeführt. Die über die Leitungen 5 und 7 als Kondensat entnommene Restgasmenge wird durch Zufuhr frischen Spülgases über Leitung 2 ausgeglichen. Die Kreislauffühnung des Gases wird durch das in der Leitung 8 befindliche Gebläse 9 aufrechterhalten.
  • Die Kühlung des Restgas-Spülgas-Gemisches in den Wärmetauschern 4 und 6 erfolgt mit Stickstoff. Hierzu wird aus einem flüssigen Stickstofftank 10 flüssiger Stickstoff entnommen und im Gegenstrom zu dem zu kondensierenden Restgas in den Wärmetauscher 6 geleitet. Bei der Abkühlung und teilweisen Kondensation des Restgas-Spülgas-Gemisches im Wärmetauscher 6 wird der als Kühlmedium eingesetzte flüssige Stickstoff verdampft.
  • Der entstehende gasförmige Stickstoff wird dann im Wärmetauscher 4 als Kälteträger verwendet. In beiden Wärmetauschern 4 und 6 erfolgt die Abkühlung des Restgas-Kühlgas-Gemisches in indirektem Wärmeaustausch, so dass die ursprüngliche Reinheit des Kälteträgers Stickstoff erhalten bleibt. Der aus dem Wärmetauscher 4 austretende gasförmige Stickstoff 11 kann somit weiteren Anwendungen zugeführt werden.
  • Die Kreislaufführung des Restgas-Spülgas-Gemisches erfolgt so lange, bis die gewünschte Reinheit der Tankatmosphäre erreicht ist. Hierzu ist in Leitung 8 ein Messgerät 12 angebracht, welches den Restgasgehalt in dem Restgas-Spülgas-Gemisch bestimmt.
    •

Claims (9)

  1. Verfahren zum Entfernen eines Restgases aus einem Behälter, wobei ein Spülgas in den Behälter geleitet wird, ein Gemisch aus Spülgas und Restgas aus dem Behälter abgezogen wird und das Gemisch in eine erste im wesentlichen Restgas enthaltende Fraktion und in eine zweite Fraktion getrennt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Fraktion in den Behälter (1) zurückgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch durch Kondensation zumindest eines Teils des Restgases in eine erste und eine zweite Fraktion getrennt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Restgas im Wärmeaustausch mit einem kryogenen Fluid kondensiert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Restgas durch Wärmeaustausch mit gasförmigem und/oder flüssigem Stickstoff kondensiert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch durch Adsorption oder Absorption zumindest eines Teils des Restgases in eine erste und eine zweite Fraktion getrennt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch durch ein Membrantrennverfahren in eine erste und eine zweite Fraktion getrennt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Luft und/oder Stickstoff als Spülgas verwendet wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass flüchtige organische Komponenten, insbesondere Ottokraftstoffdämpfe und gasförmige Mineralölprodukte, aus dem Behälter entfernt werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Restgas aus Tankschiffen, insbesondere Binnentankschiffen, entfernt wird.
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