DE2603852A1

DE2603852A1 - Vorratsbehaelter fuer verfluessigte gase

Info

Publication number: DE2603852A1
Application number: DE2603852A
Authority: DE
Inventors: Louis Jacques Hugonie
Original assignee: Compagnie Francaise de Raffinage SA
Current assignee: Compagnie Francaise de Raffinage SA
Priority date: 1976-02-02
Filing date: 1976-02-02
Publication date: 1977-08-04

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vorratsbehälter für verflüssigte Gase. Sie betrifft ferner die Verwendung eines derartigen Behälters zur Aufbewahrung von Butan.

Unter Butan ist im folgenden nicht nur mines, normales Butan (η-Butan) oder reines Isobutan zu verstehen, sondern auch handelsübliches Butan, das eine Mischung von Butanen darstellt und außerdem Butene enthält.

Bei der Speicherung verflüssigter Gase sind manchmal, um sie im gasförmigen Zustand einsetzen zu können, Verdampfer erforderlich. Die Verdampfung kann ohne besondere Vorrichtung erfolgen, wenn der Siedepunkt des Gases bei Atmosphärendruck ausreichend unterhalb der Umgebungs-

709831/0182

temperatur liegt, da in diesem Fall der Dampfdruck (der Druck des gesättigten Dampfes des Gases) zur Beschickung der jeweiligen zum Einsatz kommenden Anlage ausreicht. Dies trifft jedoch nicht zu, wenn diese beiden Temperaturen annähernd gleich sind, da dann der Dampfdruck annähernd dem Druck der Atmosphäre entspricht.

Beispielsweise erfolgt die Verdampfung von handelsüblichem Butan, dessen Siedepunkt etwa O⁰ C beträgt und das einen Dampfdruck bei 20° C von etwa 2,5 Atmosphären aufweist, ohne Schwierigkeiten bei !Temperaturen von 20° G. Anders ist es dagegen, wenn die Temperatur 0° C beträgt, also der Dampfdruck des Butans nur sehr wenig oberhalb des AtmoSphärendrucks liegt.

Es ist daher ausgeschlossen, ohne änderung der Temperaturbedingungen, das Gas direkt aus dem Gasraum des Vorratsbehälters zu entnehmen.

Bei einer bekannten Vorrichtung wird das Gas in flüssiger Form von einer Pumpe im unteren Teil des Vorratsbehälters abgezogen und unter dem Druck der Druckseite der Pumpe einem Verdampfer zugeführt. Diese Vorrichtung benötigt einerseits elektrische Energie und andererseits eine Überwachung, die qualifizierte Arbeitskräfte erfordert.

Eine andere Vorrichtung besteht aus einer im Behälter angeordneten Heizung, die dazu dient, die gesamte

709831/0182

ITüssigkeitsmenge auf der gewünschten Temperatur zu halten. Das Gas kann dann unter ausreichendem Dampfdruck von dem Gasraum des Behälters entnommen werden. Neben einem beträchtlichen Energieverbrauch weist diese Vorrichtung den Nachteil auf, daß sie bei ihrem Einsatz eine sehr große Trägheit aufweist, wodurch gleichfalls Wärmeenergie verlorengeht.

Andere Vorrichtungen, wie sie in der US-PS 2 729 068 beschrieben sind, sind mit Heizanlagen ausgerüstet, die es ermöglichen, eine ausreichende Gasabgabe, d.h. stets einen ausreichenden Gasdruck an der EntnahmestelIe des Behälters zu erhalten. Bei diesen Vorrichtungen weist der Raum, der mit der Heizung versehen ist, eine Wand auf, die mit der Behälterwandung verschmolzen ist. Dies hat eine beachtliche Wärmeabgabe durch diese Wand nach außen zur Folge. Außerdem wird bei diesen Vorrichtungen das Gas vom Gasraum des Raumes entnommen, der nicht mit einer Heizung ausgestattet ist. Ein Teil des verflüssigten Gases, das in dem mit der Heizung ausgestatteten Raum verdampft ist, kann sich folglich in dem anderen Raum wieder kondensieren, bevor es entnommen ist, was zu einem zusätzlichen Wärmeverlust führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vorratsbehälter für verflüssigte Gase zu schaffen, bei dem Wärmeverluste und eine Wartung der Anlagen weitgehend ausgeschaltet sind und eine große Anpassungsfähigkeit an die jeweilige Verwendung erreicht ist.

709831/0182

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Vorratsbehälter eine Entnahmevorrichtung für das Gas aufweist, ferner

a) mindestens eine im Innern des Behälters angeordnete Trennwand, die wenigstens zwei, als erster und zweiter Raum bezeichnete Räume voneinander trennt, wobei jeder Raum eine flüssige und eine gasförmige Phase des gespeicherten Gases enthält und wobei die Trennwand mindestens eine öffnung in ihrem unteren Teil, durch die die Flüssigkeit zwischen den beiden Räumen strömt und mindestens eine öffnung im oberen, im Gasraum des Behälters befindlichen Teil aufweist, desweiteren

b) wenigstens eine in der flüssigen Hiase des ersten Raumes angeordnete Heizung,

und daß durch die Trennwand ein Abzug ausgebildet ist und der erste Raum vom zweiten Raum völlig umschlossen ist.

Die Trennfläche der beiden Kammern kann beispielsweise eine senkrechte oder schräge Ebene sein, oder eine Fläche mit einer bestimmten Wölbung oder Krümmung. Sie kann gleichfalls zylindrisch oder konisch sein.

Die Form des Behälters ist für die Erfindung ohne Bedeutung. Sie kann insbesondere zylindrisch oder kugelförmig sein.

709831/0182

■V

Einer der Vorteile des erfindungsgemäßen Behälters besteht darin, daß es zur Verdampfung des verflüssigten Gases nicht erforderlich ist, die gesamte Menge des gespeicherten verflüssigten Gases zu erwärmen, sondern lediglich den Teil, der in dem ersten Saum enthalten ist. Dieser erste Raum hat deshalb vorzugsweise eine geringere Größe als der zweite Raum, um den Energieaufwand möglichst zu beschränken, aber Abmessungen, die ausreichen, um die Verdampfung einer genügenden Menge des verflüssigten Gases zu gewährleisten.

Wenn der erste Baum, der die Heizung enthält, in seinen Abmessungen zu klein gehalten ist, führt jedenfalls die Erwärmung des verflüssigten Gases, das in ihm enthalten ist, zu einem Überführen von erissener Flüssigkeit in die Entnahmevorrichtung, was in einem Gasverteilungsnetz zu vermeiden ist.

IJm diesen Nachteil zu beheben, ist die Trennwand bzw. sind die Trennwände in diesem Fall in ihrem oberen Teil, der sich im Gasraum des Behälters befindet, mit einer oder mehreren Öffnungen versehen, die als Überlaufrohr wirken.

Auch ist es vorteilhaft, den ersten Raum durch den zweiten Raum zu umgeben. Die Flüssigkeitsmenge, die in dem zweiten Raum enthalten ist, wirkt dann als Isolation gegenüber der Umgebung des Behälters, wodurch der Wärmebedarf weiter herabgesetzt wird.

709831/0182

Um eine derartige Anordnung der beiden Räume zu verwirklichen, kann die Trennwand aus einem Kasten bestehen, auf dem ein Abzug angeordnet ist, beispielsweise in Form eines Zylinders oder eines umgekehrten Trichters, wobei der Abzug an der Decke des Behälteres befestigt ist und den Boden nicht berührt. Die Heizung ist also zwischen dem unteren Teil des Abzugs und dem Boden des Behälters angeordnet. Die Entnahme des Gases erfolgt am oberen Eide des Abzugs.

Der erfindungsgemäße Behälter kann zur Aufbewahrung einer Vielzahl von Gasen dienen j er kann insbesondere zur Aufbewahrung von Butan verwendet werden auf Grund der Nachteile, die vorstehend angegeben, sind und die bei der Lagerung und der Verwendung dieses Gases bei Temperaturen nahe 0° C auftreten.

Deshalb ist die Erfindung gleichfalls auf die Verwendung des vorstehend angegebenen Behälters zur Aufbewahrung von Butan gerichtet.

Die Art der zum Einsatz kommenden Heizung hängt von dem gespeicherten Gas ab. Im Falle eines brennbaren Gases, wie Butan, ist es beispielsweise möglich, eine Heizung zu verwenden, die aus einem Austauscher besteht, in welchem ein flüssiger Wärmeträger, wie heißes Wasser, umläuft, oder einen elektrischen Widerstand, der in das verflüssigte Gas getaucht ist.

709831/0182

Die Erwärmung des verflüssigten Gases erfolgt, solange der zur Verwendung gewünschte Druck im Gasraum nicht erreicht ist. Es ist daher erforderlich, diesen Druck zu überwachen und die Erwärmung abzustellen, sobald er erreicht ist. Diese Druckregelung kann beispielsweise durch einen Druckregeier herbeigeführt werden, der an den Gasraum des Behälters angeschlossen ist und der über eine elektrische Leitung mit der Heizanlage verbunden ist; sobald der Druck geringer als der gewünschte Wert ist, schaltet der Druckregeier die Heizung ein. Sobald der gewünschte Druck erreicht ist, schaltet er sie aus.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise erläutert, die schematisch erfindungsgemäße Behälter, die für die Aufbewahrung von Butan bestimmt sind, wiedergibt. Darin zeigen:

ELg. 1 einen Längsschnitt durch einen Behälter, bei dem die Trennwand als umgekehrter Trichter ausgebildet ist;

Hg. 2 den Teil der Jig. 1, der durch die Linien A-A¹ und B-B¹ begrenzt ist im vergrößerten Maßstab, wobei der Trichter nicht im Schnitt wiedergegeben ist;

Eig. 5 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Behälter, bei dem die Trennwand als senkrechte Platte ausgebildet ist;

709831/0182

ELg. 4 einen Querschnitt durch, einen Behälter nach ELg. 3.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist in einem Behälter 2 flüssiges Butan 2 enthalten und über der Elüssigkeitsoberfläche 3 der Gasraum 4 des Behälters 1 vorhanden. Der Behälter 1 ist mit einer Heizung 5 versehen, die im unteren Teil des Behälteres 1 angeordnet ist. In den Heizkammern der Heizung 5 läuft erhitztes Wasser im Kreislauf um, das von einem Kessel 6 geliefert wird. Der Kreislauf dieses Wassers wird durch eine Pumpe 7 aufrechterhalten. Der Kessel 6 ist mit einer nicht dargestellten Regeleinrichtung verbunden, die es ermöglicht, das Wasser der Heizung 5 auf einer Temperatur von beispielsweise 60° C zu halten.

Der Behälter 1 ist ferner mit einem als umgekehrten Trichter ausgebildeten, rauchfangförmigen Abzug 8 versehen, der im Innern des Behälters 1 angeordnet ist und dessen untere öffnung 5 den gesamten wirksamen Teil der Heizung 5 überdeckt. Das gasförmige Butan wird aus dem Behälter 1 über eine über dem Abzug 5 angeordnete öffnung über eine Leitung 10 entnommen.

Der rauchfangförmige Abzug 8 weist in seinem oberen Teil mindestens eine öffnung 11 auf, durch die das gasförmige Butan zwischen dem Gasraum 4 und dem Gasraum 12 des Abzugs 8 strömen kann.

709831/0182

Der Behälter 1 ist mit einem Druckregeier 13 versehen, durch, den ein absoluter Druck von 1,5 Atmosphären eingestellt wird und der mit dem Kessel 6 und der Pumpe 7 durch eine elektrische Leitung verbunden ist, die in ELg. 1 durch eine gestrichelte Linie 14 schematisch dargestellt ist.

In der Leitung 10 ist ein Druckminderventil vorgesehen, durch das der absolute Druck des durchströmenden Gases zwischen 1,1 und 1,3 Atmosphären eingestellt werden kann.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Die Temperatur, bei der Butan einen Dampfdruck von 1,5 Atmosphären aufweist, beträgt etwa 8° C.

Sobald das Butan einen Druck unter 1,5 A-raosphären aufweist, wird durch den Druckregeier 13» der auf diesen Druck eingestellt ist, die Heizung des Kessels eingeschaltet und die Pumpe 7 betätigt; der Druck des Butans ist unter 1,5 Atmosphären, wenn die Temperatur außerhalb des Behälters 1 etwa 0° 0 beträgt.

Die Heizung 5 erwärmt dann den Teil des flüssigen Butans, der sich unter dem Abzug 8 befindet. Das Butan steigt dampfförmig in den Gasraum 12 des Abzugs 8 auf und strömt in die Leitung 10 und durch die öffnungen 11 in den Gasraum 4 des Behälters 1.

709831/0182

•AV

Sobald der Druck im Gasraum 4- des Behälters 1 1,5 Atmosphären überschreitet, schaltet der Druckregeler 13 die Heizung des Kessels 6 "und die Umwälzpumpe 7 ab.

Gemäß ELg. 3 "und 4 ist in einem Behälter 21 flüssiges Butan 22 enthalten und über der ITüssigkeitsoberflache 23 ein Gasraum 24 des Behälters 21 vorhanden. Der Behälter 21 ist mit einer Heizung 25 versehen, die im unteren Teil des Behälters 21 angeordnet ist.

Der Behälter 21 weist eine Brennwand 26 auf, die im unteren Teil mit öffnungen 27 versehen ist, durch die das flüssige Butan strömen kann. Die Trennwand 26 kann gleichfalls im oberen Teil öffnungen 28 zum Durchlaß des gasförmigen Butans aufweisen.

Die Trennwand 26, die gemäß SIg. 3 in der Mitte liegt, kann auch so angeordnet sein, daß die Volumina der beiden Räume, die durch äie begrenzt werden, verschieden groß sind, wobei vorzugsweise der Räum, in dem sich die Heizung befindet, kleiner ist, und zwar auch aus thermodynamischen Gründen, wie vorstehend beschrieben.

Das Butan wird durch die Leitung 29 entnommen. Der Behälter 21 ist ebenfalls mit einem Druckregeier 30 ausgestattet.

709831/0182

Das Versorgungssystem der Heizung 25 entspricht in seinen Einzelheiten demjenigen nach Fig. 1 und 2 und ist nicht dargestellt.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist derjenigen des Behälters nach Jig. 1 und 2 in allen Merkmalen ähnlich.

703831/0182

Claims

An. Sprüche

Λ.) Vorratsbehälter für verflüssigte Gase mit einer Eat-η ahme vorrichtung für das Gas und

a) mindestens einer im Innern des Behälters angeordneten Trennwand, die wenigstens zwei, als erster und zweiter Raum bezeichnete Räume voneinander trennt, wobei jeder Raum eine flüssige und eine gasförmige Phase des gespeicherten Gases enthält, und wobei die Trennwand mindestens eine-öffnung in ihrem unteren Teil, durch die die Flüssigkeit zwischen den beiden Räumen strömt und mindestens eine öffnung im oberen, im ,Gasraum des Behälters befindlichen Teil aufweist, und

b) wenigstens eine?in der flüssigen Phase der ersten Kammer angeordneten Heizung,

dadurch gekennzeichnet, daß durch die Trennwand (8| 26) ein Abzug ausgebildet ist und der erste Raum vom zweiten Raum völlig umschlossen ist.
2. Vorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung (5j 25) unterhalb des ersten Raumes angeordnet ist.

709831/0182

ORIGINAL INSPECTED

-V
3. Vorratsbehälter nach. Anspruch. 1 oder 2, dadurch, gekennzeichnet, daß die Gasentnahmevorrichtung (10 j 29) im Gasraum des ersten Raumes angeordnet ist.
4·. Vorratsbehälter nach, einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch, gekennzeichnet, daß der Abzug (8) trichterförmig ausgebildet ist.
5. Verwendung des Vorratsbehälters nach, einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Aufbewahrung von Butan.

709831/0182