DE2402373A1 - Vorrichtung zur probenahme von feststoffpartikeln - Google Patents

Vorrichtung zur probenahme von feststoffpartikeln

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Description

RECHTSANWÄLTE Iß |p„ 1n?/
"DR. J»Si. n!FL.-CHEM.WALTER BEIL IU| Jjn' · 1^
DR. !■-■<·: C-'-- . '■ -:.M. Ii-J. VvOLFF
DR. JÜN\ !-!.η "-;.? C·.;. Bi-IL
623 FRANKF U RTAM /v\Ai N - HÖCHST
Unsere Nr. 19046
Chevron Research Company San Francisco, CaI., V.St.A.
Vorrichtung zur Probenahme von Peststoffpartikeln
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Probenahme von Peststoffpartikeln.
Bei zahlreichen chemischen Umwandlungen werden Katalysatoren in geschlossenen Reaktionsgefässen zur Anwendung gebracht. So werden beispielsweise bei verschiedenen Umwandlungsverfahren
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an Kohlenwasserstoffen,, wie dem Reformieren, Hydrokracken, Hydrieren, der Wasserstoff-Entschwefelung u.a., Katalysatoren in einem Festbett: zum Einsatz gebracht, das bei Überdruck und höheren Temperaturen betrieben wird. Diese Katalysatoren sind der Vergiftung durch metallische Verunreinigungen, kohlenstoffhaltige Materialien und andere Komponenten wie Schwefel und Stickstoff ausgesetzt, die mit dem Einsatzmaterial in das Reaktionsgefäss gelangen. Durch Ansammlung dieser Stoffe auf den Katalysatorpartikeln wird die katalytisch^ Aktivität herabgesetzt, und es kann in ernsten Fällen zur Verstopfung des Katalysatorbetts kommen. Es ist wünschenswert, dann Mittel und Möglichkeiten zu besitzen, um Höhe und Art der Katalysatorverunreinigung zu bestimmen, damit die Regenerierung des Katalysators in wirksamer Weise durchgeführt und das Timing der Unterbrechung des Betriebs und des Austausches der Katalysatoren vorausgeplant werden können«
Da der Betrieb von Katalysatorreaktoren eine kostspielige Angelegenheit ist, sind Einrichtungen zur Entnahme von Katalysatorproben während des Betriebs besonders wichtig* Das bedeutet die Entnahme einer Probe, die sich auf einer Temperatur von 315°C oder 37O0C und einem Druck von mehreren tausend Kilogramm befinden kann. Die Katalysatorprobe muss leicht und ohne grossen Aufwand entnommen werden können, ohne dass Feuergefahr besteht oder das Bedienungspersonal verletzt werden kann. Die Erfindung betrifft ein zu diesem Zweck geeignetes Gerät.
Eine Anzahl von Vorrichtungen zur Entnahme von Katalysatorproben wurden bereits beschrieben. Beispielsweise verwendet die amerikanische Patentschrift 3 653 265 den Differenzdruck zwischen
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den» Reaktionsgefäss und einem Feststoffrezipienten, um eine Katalysatorprobe aus einem Bett des Feststoffs in dem Reaktionsgefäss zu einem röhrenförmigen Probenehmer und in den Rezipienten zu befördern, wo die Probe ausgeblasen und gekühlt wird. Ein weiteres Beispiel liefert die amerikanische Patentschrift 3 654 143, in der die Verwendung einer Saugdüse beschrieben wird, um Katalysator und Reaktionsflüssigkeit aus dem Reaktionsgefäss herauszusaugen.
Es ist aber keine Vorrichtung zur Entnahme von Katalysatorproben bekannt, die auf einfache und sichere Weise die Entnahme aus einem Reaktionsgefäss gestattet, das unter Druck und bei höheren Temperaturen betrieben wird. Die amerikanischen Patentschriften 2 371 727 und 2 709 452 beschreiben allerdings ©inen Blockierungsmechanismus für Ventile. In der erstgenannten Patentschrift werden die entsprechend geformten Nuten und Nasenteil® benutzt, um das Öffnen des Hauptventils eines Brennersystems solange au verhindern, bis zuvor das Schaltventil geschlossen ist. In der Patentschrift 2 709 452 wird ein Schiebersystem beschrieben, mit dessen Hilfe verhindert wird, dass beide Ventil© gleichzeitig geöffnet sind. Der Verschlußschieber besitzt an den Enden Aussparungen, in die die Nasen auf den Ventilhebeln eingreifen, welche so angebracht sind, dass sie den einen Ventilhebel beim Entriegeln der anderen Nase aus der entsprechenden Aussparung in einer festen Stellung halten.
Erfindungsgemäss besitzt eine Vorrichtung zur Probenahme von Feststoffpartikeln einen Rezipienten, der getrennte Einlass- und Ausiaasventile aufweist, mit denen jeweils getrennte Bedienungseinrichtungen zum Öffnen und Schliessen des zugehörigen
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Ventils verbunden sind, wobei di© Vorrichtung gekennzeichnet ist durch ein beweglich montiertes Biockierungselement, das in jede der Bedienungseinrichtungen in geschlossenem Zustand des zugehörigen Ventils eingreifen kann, um dieses Ventil in der geschlossenen Stellung zu blockieren, und das beweglich ist zwischen einer ersten Stellung, in der es in die Bedienungseinrichtungen eingreift, die mit einem der Ventile verbunden sind, um dieses Ventil in der geschlossenen Stellung zu blockieren, und einer zweiten Stellung, in der es die Bedienungseinrichtungen dieses Ventils freigibt und die Bedienungseinrichtungen des anderen Ventils in der geschlossenen Stellung blockiert, sowie durch in gleicher Weise wirkende Formteile auf dem Blockierungselement und den Bedienungseinrichtungen, die vorgesehen sind, um die Bewegung des Biockierungselements zwischen der ersten und zweiten Stellung zu verhindern, wenn eins der Ventile offen ist.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Probenehmer für Feststoffpartikel. , der gekennzeichnet ist durch:
1) einen Proberezipientenj
2) ein Einlassventil für Feststoffpartikel , das eine Welle besitzt, die um die Längsachse drehbar ist, vaa das Einlassventil zu betätigen;
3) ein Auslassventil für Feststoffpartikel: , das eine Welle besitzt, die um die Längsachse drehbar ist, um das Auslassventil zu betätigen;
k) Drehvorrichtungen, die an der Welle des Einlassventils befestigt sind, um die Welle dieses Ventils zu drehen;
5) Drehvorrichtungen, die an der Welle des Auslassventils befestigt sind, um die Welle dieses Ventils zu drehen; A09832/0742
6) Blockierungsvorrichtungen mit einem beweglich montierten Element, das ein erstes und ein zweites Ende besitzt, die so konstruiert und eingerichtet sind, dass alternativ ermöglicht wird:
(a) das erste Ende des Elements wird bei Bewegung des Elements in der einen Richtung so bewegt, dass es in die Drehvorrichtungen der Welle des Einlassventils eingreift, um die Drehung dieser Welle zu verhindern, wenn das Einlassventil geschlossen ist, während das zweite Ende des Elements das Auslassventil freigibt, und
(b) das zweite Ende des Elements wird bei Bewegung des Elements in der anderen Richtung so bewegt, dass es in die Drehvorrichtungen der Welle des Auslassventils eingreift, um die Drehung dieser Welle zu verhindern, wenn das Auslassventil geschlossen ist, während das erste Ende des Elements das Einlassventil freigibt.
Eine Ausführungsform der Erfindung soll nun an Hand eines Beispiels beschrieben werden, wobei auf die Zeichnung bezug genommen wird, bei der es sich um eine perspektivische Darstellung des Probenehmers handelt, die beide Ventile in geschlossener Stellung zeigt (ausgezogene Linien), wobei das Auslassventil in geschlossener Stellung blockiert und das Einlassventil entriegelt ist (aber sich auch in geschlossener Stellung befindet), ale Vorbereitung, zur Öffnung des Einlassventils (punktierte Linien).
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24C2373
Die Erfindung bezieht sick auf einsn Probenehmer für Feststoffpartikel. , der eine Vorrichtung zur Sicherhe^sblockierung besitzt, um zu verhindern, dass Einlass- und Auslassventil zum Probenehmer gleichzeitig geöffnet sind, was Feuer- und Verletzungsgefahr für das Bedienungspersonal mit sich bringen würde.
In der bevorzugten Ausführungsform gemäss der Zeichnung besitzt ein Proberezipient 1 ein Einlassventil 2 und ein Auslassventil 3» die an den gegenüberliegenden Enden angebracht sind. Der Rezipient ist am oberen Ende h des Ventils 2 mit dem Reaktionsgefäss verbunden. Die Ventile 2 und 3 sind mit den Wellen 5 bzw. 6 versehen. An diesen Wellen sind die Drehvorrichtungen (Scheiben) 7 bzw. 8 befestigt. Die Scheiben 7 bzw. 8 besitzen Nasen 9 bzw. 10, um die Drehung der Scheiben zu unterstützen und dadurch bzw· durch Anwendung des Schraubenschlüssels 11 das Einlass- und Auslassventil zu öffnen und zu schliessen. Die Scheiben 7 bzw. 8 sind mit radial angeordneten Langlöchern 12 bzw. 13 versehen. Diese Langlöcher sind auf den Scheiben so angeordnet, dass bei vertikaler Ausrichtung der Löcher zueinander das entsprechende Einlass- und Auslassventil sich in geschlossener Stellung befindet. Eine Stange 14 ist drehbar montiert und wird durch die Schelle 17 in Flucht mit den Langlöchern 12 und
13 gehalten (wenn sich die Ventile in geschlossener Stellung befinden), was eine Kippbewegung des jeweiligen Endes der Stange
14 um den festen Drehpunkt 18 gegen die Blockierungsbleche 7 und 8 und von ihnen weg gestattet. Die Stifte 15 und 16, die seitlich von der Stange an deren Enden gegen die Blockierungsscheibe 7 bzw. 8 reichen, greifen in die Langioe3b.es1 12 bzw. 13 ein, wenn die Ventile 2 bzw. 3 sich in geschlossener Stellung?
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befinden Ϋ und die Kippstange 14 wird gegen die betreffende Scheibe geklappt. Um die Möglichkeit einer gleichzeitigen Öffnung beider Ventile auszuschliessen, sollten der Stift 15 oder l6, und vorzugsweise beide, lang genug sein, um in das entsprechende Langloch einzugreifen, wenn die Stange sich in vertikaler Stellung befindet.
In der Zeichnung ist die Kippstange 14 gegen das Auslassventil 3 geklappt, und der Stift l6 greift in das Langloch. I3 ein und blockiert dadurch das Auslassventil 3 in der geschlossenen Stellung, Das obere Saide der Stange 14 und der entsprechende Stift 15 sind von dem Einlassventil weggeklappt, wodurch der Stift 15
einsreift
nicht mehr in den Schlitz 12 / und die Drehung der Blockierungsscheibe 7 und dadurch die Öffnung des Einlassventils 2 ermöglicht wird.
Beim Betrieb kann die Katalysatorprobe in folgender Weise entnommen werden. Sowohl Einlassventil 2 als auch Auslassventil 3 sind am Anfang geschlossen. Das Yentil 19 wird geöffnet und der Proberezipient 1 auf einen Druck gebracht, der mindestens ebenso hoch ist wie der Druck in dem Reaktionsgefäss und vorzugsweise etwa 12 bis 24 kg/über dem Reaktordruek am Austritt 4 liegt. Nachdem der Proberezipient 1 unter Druck gesetzt ist, wird das Ventil 19 geschlossen. Das Einlassventil 2 wird dann, durch Kippen der Blockierungsstange 14 gegen das Auslassventil 3 geöffnet, sodass der .Stift l6 in das Langloch I3 eingreift. Wie früher ausgeführt, ist dies nur möglich, wenn das Auslassventil 3 sich in geschlossener Stellung befindet, d.h. wenn das Langloch I3 sich mit der Blockierungsstange 3.4 in Flucht befindet. Das Auslassventil wird jetzt geschlossen blockiert. Das +) (etwa 25 bis 50 lbs)
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Einlassventil 2 ist frei zvixa öffnen durch Drehung· der Blockierungsscheibe 7 um 90° entgegen dem Uhrzeigersinn, (siehe punktiertes Langlach 12 auf der Scheibe ?)» Ss ist jetzt unmöglich, das Auslassventil 3 zu öffnen, da ©in Yersuah. sum Kippen dar1 HLockierungsstange 14 'gegen das Einlassventil 2 den Stift 15 mit der 31ockierungsscheibe 7 in Berührung bringen würde, bevor der Stift.16 das Langloch 13 freigibt· Beim Öffnen des Einlassventils 2 gelangt Eatal3rsatormaterial zusammen mit den Reaktionsteilnehraern in den Proberesipienten 1. Der Anfangsdruck in dem Probenehmer 1 ist vorzugsweise mindestens so hoch, wie der Reak— tordruck am Austritt 4 oder höher, um zu verhindern, dass die Katalysatoren vorzeitig in den Probenehmer gezogen werden. Das Einlassventil 2 wird dann durch Drehung der Blockierungsplatte um 90 is» Uhrzeigersinn geschlossen und das Langloch 12 wieder mit dem Stift 15 in Flttcht gebracht. Die 'Katalysatorprobe wird dann zusammen mit dem Reaktionsmaterial abgekühlt« Das Yentil 20 wird nun geöffnet, um den Proberezipienten 1 vom Druck zu entlasten und das Reaktionsmaterial daraus zu entfernen. Dann wird das Tentil 20 geschlossen und das Auslassventil 3 durch Kippen der Sippstange l4 gegen das Einlassventil 2 geöffnet, wobei der Stift 15 in das Langloch 12 eingreift- und der Stift l6 von dem Langloch 13 freigegeben wird· Das Ventil 3 wird durch Drehung der Platte 8 um 90 entgegen dem Uhrzeigersinn geöffnet. Es ist festzustellen, dass der Katalysator nicht direkt aus dem Reaktionsgefäss zu dem Auslassventil gelangen kann, da das Einlassventil 2 jetzt durch Eingreifen des Blockierungsstifts 15 in das Langloch 12 in der Platte 7 geschlossen blockiert ist.
Anzumerken ist, dass der in den Probenehmer 1 gelangte Katalysator abgekühlt -/erden sollte, bevor das Auslassventil 2 geöffnet
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wird» Das Kühlen der Katalysatorprob© kann beschleunigt werden, indem der Proberezipient 1 alternierend unter Druck gesetzt wird durch (l) Öffnen des Ventils 199 während alle übrigen Ventile sich in geschlossener Stellung befinden, (2) Schliessen des Ventils 19 und (3) Öffnen des Überdruckventils 20 in regelmässiger Folge,
Verschiedene Modifikationen und Veränderungen an der gezeigten Anordnung können durchgeführt werden, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Beispielsweise ist es nicht nötig, dass eine Schelle 17 an dem Proberezipienten 1 montiert ist. ¥enn ein drehbar montiertes Element wie z.B. eine Stange 14 benutzt wird, so ist es lediglich erforderlich, dass ein fester Drehpunkt für die Kippstange vorhanden, ist. Ferner können die Blockierungsplatten einen vorstehenden Teil besitzen, der das Kippen der Kippstange gegen die Blockierungsplatte verhindert, es sei dennf ein ausgesparter Teil in dem vorstehenden Teil der Blockierungsplatte befindet sich mit der Kippstange in Flucht und das entsprechende Ventil in geschlossener Stellung,, Es kann auch eine Gleitstange verwendet werden, deren Enden in Schlitze in den Drehvorrichtungen eingreifen.
Ferner kann das Gerät auch ohne Druck und Entlüftungsleitungen benutzt werden, besonders, wenn in dem Reaktor bei niedrigen Drücken gearbeitet wird.
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ORIGiMAL INSPECTED

Claims (6)

Patentanspr ü c Ii e
1.1 Vorrichtung zur Probenahme von Feststorrpartikeln, die einen Proberezipienten besitzt, der getrennte Einlass- und Auslassventile aufweist, mit denen jeweils getrennte Bedienungseinrichtungen zum Öffnen und Schliessen des zugehörigen Ventils verbunden sind, gekennzeichnet durch ein beweglich montiertes Biockierungselement, das in jede der Bedienungseinrichtungen in geschlossenem Zustand des zugehörigen Ventils eingreifen kann, um dieses Ventil in der geschlossenen Stellung zu blockieren, und das beweglich ist zwischen einer ersten Stellung, in der es in die Bedienungseinrichtungen eingreift, die mit einem der Ventile verbunden sind, um dieses Ventil in der geschlossenen Stellung zu blockieren, und einer zweiten Stellung, in der es die Bedienungseinrichtungen dieses Ventils freigibt und die Bedienungseinrichtungen des anderen Ventils in der geschlossenen Stellung blockiert, gekennzeichnet ferner durch in gleicher ¥eise wirkende Formteile auf dem Blockierungselement und den Bedienungseinrichtungen, die vorgesehen sind, um die Bewegung des Blockierungselements zwischen der ersten und zweiten Stellung zu verhindern^ wenn eins der Ventile offen ist.
2. Vorrichtung zur Probenahme von Feststoffpartikeln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Biockierungselement in eine Stellung zwischen der ersten und zweiten Stellung bewegt werden kann, wenn beide Ventile geschlossen sind, und dass es in der mittleren Stellung geeignet angebracht ist, um beide Ventile in der geschlossenen Stellung zu blockieren.
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ORIGINAL INSPECTED
3. Vorrichtung zur Probenahme ¥on Feststoffpartikeln nach. Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet s dass jede Bedienungseinrichtung eine Welle besitzt, die vom Hauptstück des zugehörigen Ventils ausgeht und dass Einrichtungen vorgesehen sind, um die Welle um die Längsachse zu drehen und das zugehörige Ventil zu betätigen, und dass das Blοckierungselement eim. erstes und ein zweites Ende besitzt, wobei das erste Ende so bewegt werden kann, dass es in die Drehvorrichtungen der Welle des Einlassventils eingreift, um die Drehung dieser Well® zu verhindern, wenn das Einlassventil geschlossen ist, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierungselement ein erstes und ein zweites Ende besitzt und in der Art beweglich montiert ist, dass alternativ ermöglicht wird:
a) das erste Ende des Elements wird bei Bsx^egimtig des Elements in der einen Richtung so bewegt, dass es in die Drehvorrichtungen der Welle des Einlassventils eingreift, um die Drehung dieser Welle zu "WesSilndeOT., wesasa. das Einlassventil geschlossen ist, xvährend. das zweite Ende des Elements das Auslassventil freigibt, und
b) das zweite Ende des Elements wird bei Bewegung des El©« ments in der anderen Richtung so bewegt, dass es in die Drehvorrichtungen der Welle des Auslassventils eingreift, um die Drehung dieser Welle zu verhindern, wenn das Auslassventil geschlossen ist, während das erste Ende des Elements das Einlassventil freigibt·
4. Torrichtung zur Probeentnahme von Feststoffpartikeln nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das SLοckierungselement
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als Stange ausgebildet ist, die um ihre Mitte drehbar montiert isto
5. Vorrichtung aur Probenahme von Feststoffpartikeln nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, dass
(1) die Drehvorrichtung für die Welle des Einlassventils aus einer ersten Platte besteht, die mit einem ersten Langloch versehen ist, und die zweite Drehvorrichtung der Welle als zweite Platte ausgebildet ist, die mit einem zweiten Langloch versehen ist, und
(2) die Stange einen ersten Stift besitzt, der am ersten Ende befestigt ist und von diesem seitlich vorsteht, während ein zweiter Stift am zweiten Ende befestigt ist und von diesem seitlich vorsteht, wobei der erste wie auch der zweite Stift so angebracht sind, dass sie in die Langlöchex* eingreifen, in das erste, wenn das Einlassventil geschlossen ist und in das zweite, wenn das Auslassventil geschlossen ist, sodass alternativ ermöglicht wird:
(a) der erste Stift wird bei Bewegung der Stange in der einen Richtung so bewegt, dass er in das erste Langloch eingreift, um die Drehung der Welle zu vex>hindern, wenn das Einlassventil geschlossen ist, während der zweite Stift das zweite Langloch freigibt, und
(b) der zweite Stift wird bei Bewegung der Stange in der anderen Richtung so bewegt, dass er in das zweite Langloch eingreift, um die Drehung der Welle zxi verhindern, wenn das Auslassventil geschlossen
ist, während der erste Stift das erste Langloch 409832/0742
freigibt.
6. Vorrichtung 2rur Probenahme von Feststoffpartikeln nach Anspruch 1 oder Q, dadurch gekennzeichnet;, dass= jede Bedianungs— einrichtung; eine Platte besitzt, die drehbar ist, um das zugehörige Ventil zu öffnen und zu schliessen, und dass jede Platte mit: einem Langloch versehen ist, in das das Biockierungselement eingreifen kann, wenn· das zugehörige Ventil geschlossen ist, um dieses Ventil in der geschlossenen Stellung zu blockieren.
1^. Vorrichtung zcur Probenahme von Feststoffparfeikeln nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierungselefflent eine drehbar montierte Stange besitzt;, die mit einem ersten; und einem zweiten Stift versehen ist, welche von den gegenüberlieg,enden Enden der Stange seitlich vorstehen, um in das Langloch der. Bedienungsplatte dee Einlassventils bzw. das Langloch der Bedienungsplatte des Auslassventils blockierend einzugreifen.
So Vorrichtung zur Probenahme von Feststoffpartikeln nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die zusammenwirkenden Formteile durch den ersten und zweiten Stift und die Bedienungsplatten des Einlass- und Auslassventils gebildet werden, wobei die Bedienungsplatte für das Einlassventil drehbar ist, um das Einlassventil nur dann zu; öffnen, wenn der erste Stift von dem Langloch in der Bedienungsplatte des Einlassventils durch Eingreifen des zweiten Stifts in das Langloch in der Bedienungsplatte des Auslassventils freigegebenist, während die gedrehte Bedienungsplatte für das Einlassventil eine Anschlagfläche für den ersten Stxft besitzt, um die Bewegung der Stange zu stoppem und den zweiten Stift freizugeben und die Bedienungsplatte für das Auslassventil drehbar ist, um das Auslassventil nur dann, zu öffnenJ3 wenn der zweite Stift: von dem Langloch in des? Badienungs-
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platte des Aaslassventils durch. Eingreifen des ersten Stifts in das Langloch in der Bedienungsplatte des Einlassventils freigegeben ist, wobei die gedrelite Bedienungsplatite für das Auslassventil eine Anschlagfläciie für den zweiten Stift besitzt;, •ma die Bewegung der Stange zu stoppen und den ersten Stift freizugeben.
Für: Chevron Research Company
San Francisco^ CaI., V.St.A.
Dr.H.J.Wolff Rechtsanwalt
4C9832/0742
DE2402373A 1973-02-01 1974-01-18 Vorrichtung zur Probeentnahme von Feststoffpartikeln Expired DE2402373C2 (de)

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