DE1793095B2 - Verfahren zur ausnutzung der energie der aus einem aethylenoxidsynthesereaktor kommenden abgase - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausnutzung der Energie der aus einem Äthylenoxidsynthesereaktor kommenden Abgase gemäß Patent 16 68 666.

Nach dem Verfahren des Hauptpatents wird das _J0 Äthylen in Gegenwart von Brennstoff verbrannt, wobei die Menge des zugesetzten Brennstoffs in Abhängigkeit von der Temperatur der Abgase geregelt wird.

Überraschend wurde nun gefunden, daß es möglich ist, die Energie dieser Abgase nach einem Verfahren „ rückzugewinnen, das alternativ zu dem des Hauptpatents ist.

Erfindungsgemäß werden die Maßnahmen nach dem DT PS 16 68 666 dadurch weitergebildet, daß zunächst die Abgase in einem durch die Verbrennungsprodukte des in den Abgasen enthaltenen Äthylens beaufschlagten Wärmeaustauscher zwischen 350° und 460°C vorgewärmt werden und dann in einer ersten Stufe mechanische Energie durch Expansion der Abgase in einer Turbine und in einer zweiten Stufe Wärmeenergie durch geregelte Verbrennung des in den expandierten Gasen enthaltenen Äthylens und eines Hilfsbrennstoffs zur Erzeugung von Dampf rückgewonnen wird, wobei die Verbrennungstemperatur der Abgase durch das Einströmen des Hilfsbrennstoffs geregelt wird.

Durch dieses zweistufige Verfahren wird ein erstaunlich hoher Anteil an Energie rückgewonnen und das noch enthaltene Äthylen praktisch ausgebrannt.

Anregungen aus der GB-PS 7 09 035 lassen sich nicht entnehmen, da es dort darum geht, gasförmige Verbrennungsprodukte, bei denen keinerlei Explosionsgefahr in Kauf zu nehmen ist, mit Schallgeschwindigkeit zu führen und rasch zu kühlen. Für die Ausnützung chemischer und mechanischer Energie in den Abgasen aus der Äthylenoxidherstellung ist dieser PS nichts zu ^ entnehmen, da dort ein Brennstoff kontinuierlich, d. h. mit gleichem Anteil, mit einem Oxydationsmittel verbrannt wird.

Gegenüber der bisherigen Behandlung dieser Abgase, wobei das Gemisch einfach in die Umgebung ausgebla- _6j sen wurde, bedeutet die Erfindung einen erheblichen Schritt vorwärts, auch gegenüber dem Verfahren, bei dem eine katalytische Verbrennung des im gasförmigen Gemisch enthaltenen Äthylens zu CO2 erfolgte, da das letztere Verfahren offensichtlich unwirtschaftlich und schwierig durchzuführen ist.

Vorzugsweise wird mit dem durch die Verbrennung erzeugten Dampf eine mit dem Verfahrensluftkompressor gekuppelte Turbine beaufschlagt.

Die Erfindung soll nun anhand der beiliegenden Zeichnung, die ein Fließbild einer Ausführungsform zeigt, näher erläutert werden.

Die aus der nicht dargestellten Anlage zur Äthylenoxiderzeugung kommenden Äthylen enthaltenden Abgase werden bei 1 in den Verfahi enskreislauf eingeführt. Diese werden im Wärmeaustauscher 2 vorgewärmt und expandieren dann in der mit dem Hochdruckkompressor 4 bzw. dem Niederdruckkompressor 4' verbundenen Turbine 3, wobei die Kompressoren die für das Verfahren erforderliche verdichtete Luft liefern.

Ein oder mehrere Brenner 5 werden mit dem aus der Turbine bei niedrigerer Temperatur und hohem Druck kommenden Gasen beaufschlagt, ein Hilfsbrennstoff wird den Brennern ebenfalls zugeführt, der zwar nicht besonders hochwertig zu sein braucht (Schwerölbrennstoff). Die Gase werden einem Kessel 6 zugeleitet, wo das Äthylen in Anwesenheit eines Hilfsbrennstoffs verbrannt wird, wodurch die chemische Energie rückgewonnen wird. Die während der Verbrennung entwickelte Wärme wird ausgenutzt, um Wasserdampf oder überhitzten Dampf im Zwischenerhitzer 7, der die Turbine 8 speist, zu erzeugen. Die Turbine 8 ist ebenfalls mit den genannten Kompressoren 4 und 4' gekoppelt.

Die Gastemperatur am Auslaß des Wärmeaustauschers 2 wird mittels einer Einrichtung 9 geregelt, die auf einem der Kesselauslässe, durch welche die verbrannten Gase ausströmen, angeordnet ist.

Die Temperaturstabilisierung wird erreicht, indem das Einströmen des Hilfsbrennstoffs in den Kesselbrenner geregelt wird.

In der Zeichnung deutet die durchgezogene Linie den Dampfweg, die strichpunktierte Linie den Weg der Abgase vom Äthylenoxidreaktor und die kurz/lang-gestrichelte Linie den Weg der Verfahrensluft an. Die einfach gestrichelte Linie schließlich gibt den Wasserweg an.

Zu den Betriebsbedingungen ist folgendes zu sagen: Das aus dem Äthylenoxid-Synthesereaktor austretende Abgas besitzt einen Druck zwischen 15 und 25 Atmosphären bei einer Temperatur zwischen 10 und 15°C; die Abgase werden in einem Wärmeaustauscher 2 bei einer Temperatur zwischen 350 und 46O⁰C vorgewärmt, die nämlich geringer als die Explosionsgrenze der Luft-Äthylenmischung ist. Der im Kessel erhaltene Dampf kann entweder wie oben beschrieoen in eine Dampfturbine zur Wiedergewinnung mechanischer Energie gegeben oder für andere Zwecke ausgenutzt werden.

Beim Hilfsbrennstoff kann es sich um verschiedenartige Qualitäten handien; benutzt werden kann ein Schweröl, da die Verbrennungsprodukte nicht direkt in einer Turbine ausgenutzt werden, sondern nach der Verbrennung die Wärme im Wärmeaustauscher 2 übertragen wird; die verbrannten Gase werden dann in die Atmosphäre abgeblasen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ausnutzung der Energie der aus einem Äthylenoxidsynthesereaktor kommenden Abgase gemäß Patent 16 68 666, dadurch ge- , kennzeichnet, daß zunächst die Abgase in einem durch die Verbrennungsprodukte des in den Abgasen enthaltenen Äthylens beaufschlagten Wärmeaustauscher zwischen 350° und 46O⁰C vorgewärmt werden und dann in einer ersten Stufe mechanische Energie durch Expansion der Abgase in einer Turbine und in einer zweiten Stufe Wärmeenergie durch geregelte Verbrennung des in den expandierten Gasen enthaltenen Äthylens und eines Hilfsbrennstoffs zur Erzeugung von Dampf ,, rückgewonnen wird, wobei die Verbrennungstemperatur der Abgase durch das Einströmen des Hilfsbrennstoffs geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem durch die Verbrennung erzeugten Dampf eine mit dem Verfahrensluftkompressor gekuppelte Turbine beaufschlagt wird.