DE1793095C3 - Verfahren zur Ausnutzung der Energie der aus einem Äthylenoxidsynthesereaktor kommenden Abgase - Google Patents
Verfahren zur Ausnutzung der Energie der aus einem Äthylenoxidsynthesereaktor kommenden AbgaseInfo
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Description
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 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 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.
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, el. h.
mit gleichem Anteil, mit einem Oxydationsmittel verbrannt wird.
Gegenüber der bisherigen Behandlung dieser Abgase, wobei das Gemisch einfach in die Umgebung ausgeblasen
wurde, bedeutet die Erfindung einen erheblichen Schritt vorwärts, auch gegenüber dem Verfahren, bei
dem eine katalytische Verbrennung des im gasförmigen Gemisch enthaltenen Äthylens zu CO? erfolgte, da das
S letztere Verfahren offensichtlich unwirtschaftlich und schwierig durchzuführen ist
Vorzugsweise wird mit dem durch die Verbreitung erzeugten Dampf eine mit dem Verfahrensluftkompressor
gekuppelte Turbine beaufschlagt
ίο 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 Verfahrenskreislauf 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
ίο 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
mit den genannten Kompressoren 4 und 4' gekoppelt.
schers 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 460°C vorgewärmt, die nämlich geringer als die Explosionsgrenze der Luft-Äthylenmischung ist. Der im Kessel
erhaltene Dampf kann entweder wie oben beschrieben in eine Dampfturbine zur Wiedergewinnung mechanischer
Energie gegeben oder für andere Zwecke ausgenutzt werden.
Beim Hilfsbrennstoff kann es sieh um versehiedenartige 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.
Beim Hilfsbrennstoff kann es sieh um versehiedenartige 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.
Claims (2)
1. Verfahren zur Ausnutzung der Energie der aus
einem Äthylenoxidsynthesereaktor kommenden Abgase gemäß Patent 16 68 666, dadurch gekennzeichnet,
daß zunächst die Abgase in einem durch die Verbrennungsprodukte des in den Abgasen enthaltenen Äthylens beaufschlagten Wärmeaustauscher
zwischen 350° und 4600C 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
e.nes 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.
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