DE3233445A1

DE3233445A1 - Expansion valve for the expansion of hydrogenation residues of coal and heavy-oil hydrogenation

Info

Publication number: DE3233445A1
Application number: DE19823233445
Authority: DE
Inventors: Heribert Dr. 6730 Neustadt Kuerten; Hubert 6701 Dannstadt-Schauernheim Puestel; Gunter Dr. Schuch; Rudi 6701 Fußgönheim Schulz; Georg 6700 Ludwigshafen Weber; Peter Dr. 6700 Ludwigshafen Zehner
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1982-09-09
Filing date: 1982-09-09
Publication date: 1984-03-15

Abstract

Expansion valve, consisting of a valve body with an expansion nozzle and a valve tip and of a high-pressure vessel attached to the valve body for the expansion of hydrogenation residues of coal and heavy-oil hydrogenation, in which - the expansion nozzle and the valve tip form a channel narrowing in the expansion direction, - the expansion nozzle has a rounded inlet in the expansion direction, - the smallest diameter of the expansion nozzle is 0.3 to 0.6 times the nominal valve width, and - arranged immediately after the smallest diameter of the expansion nozzle is a conical widening, the total aperture angle of which is > 30 DEG and < 180 DEG .

Description

Entspannungsventil für die Entspannung von Ifydrierrückstän-'Expansion valve for the expansion of hydrogenation residues

den der Kohle- und Schwerölhydrierung Die Erfindung betrifft ein Entspannungsventil, bestehend aus einem Ventilkörper mit Entspannungsdüse und Ventilspitze und einer an den Ventilkörper angesetzten Hochdruckrlasche, für die Entspannung von Hydrierrückständen der Kohle- und Schwerölhydrierung.the coal and heavy oil hydrogenation The invention relates to an expansion valve, consisting of a valve body with expansion nozzle and valve tip and a High-pressure tab attached to the valve body, for the expansion of hydrogenation residues coal and heavy oil hydrogenation.

Bei der Sumpfphasenhydrierung der Kohle- und Schwerölhydrierung wurde in der Zeit von 1927 bis 1945 der Hydrier rückstand im Reaktor von Reaktordruck - 300 bis 700 bar - auf Normaldruck einstufig entspannt. Diese Entspannung erfolgte in einem Entspannungsventil. Dabei war hinter der eigentlichen Entspannungsdtlse des Entspannungsventils eine lange Hochdruckflasche angeordnet, in der die Energie der Flüssigkeit gefahrlos dissipiert wurde. Bei der Entspannung von hohen ReaktordrUcken auf Normaldruck wird die Druckenergie in Geschwindigkeit umgewandelt, beispielsweise wird bei einer Entspannung aus 300 bar und einer Dichte von 1000 kg/m3 - verlustlos gerechnet - eine Geschwindigkeit von 245 m/sek erreicht. Der Hydrierrückstand - FlAssflgkeitsstrom mit suspendierten Feststoffen - enthält ca. 20-25 Gewd Feststoff, die Teilchengröße des Feststoffes ist Uberwiegend <10 µm, Jedoch sind im Hydrierrückstand auch Teilchen >100/um enthalten. Dieser zu entspannende HydrierrfIckstand hat eine stark schleißende, erodierend zerstörende Wirkung auf alle Wirkstoffe, die diesem Hochgeschwindig keitsstrahl ausgesetzt sind.In the sump phase hydrogenation of coal and heavy oil hydrogenation was in the period from 1927 to 1945 the hydrogenation residue in the reactor from reactor pressure - 300 to 700 bar - relaxed in one stage to normal pressure. This relaxation took place in a relief valve. This was behind the actual relaxation nozzle of the expansion valve, a long high-pressure bottle is placed in which the energy the liquid was safely dissipated. When relieving high reactor pressures at normal pressure the pressure energy is converted into speed, for example becomes lossless with a relaxation of 300 bar and a density of 1000 kg / m3 calculated - a speed of 245 m / sec reached. The hydrogenation residue - LIQUID stream with suspended solids - contains approx. 20-25 wt. the particle size of the solid is predominantly <10 μm, however there are in the hydrogenation residue also contain particles> 100 / µm. This has to be relaxed hydrogenation residue a strong abrasive, eroding, destructive effect on all active ingredients that are exposed to this high-speed jet.

FUr diese Entspannung waren verschiedenartigste Entspannungsventile eingesetzt worden. Als beste Sonstruktion erwiesen sich Entspannungsventile, bei denen die Entspannungsdüse an Einlaß abgerundet war und die Ventilspitze eine konkave rorn hatte. Hierbei war die Entspannungsdüse aus Hartmetall 'gefertigt. Aber auch bei dieser Bauweise betrugen die Stands zeiten der Entspannungsventile maximal einige Tage. Es mußte daher auf einen parallelen Entspannungsventilstrom umgeschaltet, das benutzte Entspannungsventil ausgebaut und die Verschleißteile erneuert werden, Nachdem die Kohle- und Schwerölhydrierung wieder eine im Pilotmaßstab praktizierte Alternative zur Erzeugung von Motortreibstoffen wurde, treten die oben beschriebenen Nachteile wieder in den Vordergrund.A wide variety of relief valves were used for this relief been used. The best design has been found to be relief valves, at where the expansion nozzle was rounded at the inlet and the valve tip was concave rorn had. Here the relaxation nozzle was made of hard metal 'manufactured. But even with this type of construction, the idle times of the expansion valves were a few days at most. It therefore had to rely on a parallel expansion valve flow switched over, the used expansion valve removed and the wearing parts After the coal and heavy oil hydrogenation is renewed on a pilot scale became practiced alternative to the production of motor fuels, the above occur disadvantages described come to the fore again.

Die Aufgabe der Erfindung war daher, ein Entspannungsventil zu konzipieren, mit Hilfe dessen die einstufige Entspannung des Hydrierrückstandes von Reaktordruck auf Normaldruck möglich ist, das jedoch im Gegensatz zu den Entspannungsventilen aus der lG-Zeit deutlich längere Standzeiten erbringt.The object of the invention was therefore to design an expansion valve, with the help of this, the one-stage relaxation of the hydrogenation residue from reactor pressure at normal pressure is possible, but in contrast to the expansion valves results in significantly longer downtimes from the lG period.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß - die Entspannungsdüse und die Ventilspitze einen sich in Entspannungsrichtung verengenden Kanal bilden, - die Entspannungsdüse in Entspannungsrichtung einen abgerundeten Einlauf auSweist, - der kleinste Durchmesser der Entspannungsdüse das 0,3 bis 0,6fache der Ventilnennweite beträgt, und - nach dem kleinsten Durchmesser der Entspannungsdüse unmittelbar anschließend eine konusförmige Erweiterung angeordnet ist, deren Gesamtöffnungswinkel >300 und 1800 ist.This object is achieved according to the invention in that - the expansion nozzle and the valve tip forms a channel that narrows in the direction of relaxation, - the expansion nozzle has a rounded inlet in the direction of expansion, - the smallest diameter of the expansion nozzle 0.3 to 0.6 times the nominal valve size is, and - immediately after the smallest diameter of the expansion nozzle a conical extension is arranged, the total opening angle of which is> 300 and 1800 is.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben: Es zeigen Figur 1 den Aufbau des Entspannungsventils Figur 2 einen Schnitt durch den Ventilkörper Gemäß Figur 1 besteht das Entspannungsventil aus dem Ventilkörper 1 mit der Laterne 2 und der oben herausgeführten Spindel 3 und der unten an den Ventilkörper 1 angestzten Hochdruckflasche4. Der Eintritt des zu entspannenden Mediums in das Entspannungsventil erfolgt über den Stutzen 5, der Austritt des auf Normaldruck entspannten Mediums mit dem desorbierten Gas erfolgt über das Auslaufrohr 6. An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below: Figure 1 shows the structure of the expansion valve FIG. 2 shows a section through the valve body according to FIG 1, the expansion valve consists of the valve body 1 with the lantern 2 and the The spindle 3 led out at the top and the high-pressure bottle 4 attached to the valve body 1 at the bottom. The entry of the medium to be expanded into the expansion valve takes place via the nozzle 5, the outlet of the medium expanded to normal pressure with the desorbed Gas takes place through the outlet pipe 6.

Figur 2 zeigt im Detail einen Schnitt durch den Ventilkörper 1. Ventilspitze 7 und Entspannungsdüse 8 - beide aus Hartmetall gefertigt - bilden einen Kanal, der so geformt ist, daß in Strömungsrichtung (Entspannungsrichtung) eine Verengung stattflndetv Nach den kleinsten Durchmesser der Entspannungsdüse 8 erfolgt ohne zylindrischen Übergang eine konusförmige Erweiterung, deren Gesamtöffnungswlnkel 300 bis 1800 beträgt. Der expandierende Strahl folgt hier nicht der Düsenkontur, sondern beschleunigt sich unter Kontraktion im freien Raum. Durch Verstellung der Spindel 3 und damit der Ventilspitze 7 kann die Menge des zu entspannenden Mediums geregelt werden. Das Entspannungsventil hat keine Absperrfunktion, diese übernimmt ein Absperrventil, das - in Strömungsrichtung (Entspannungsrichtung) - vor dem Entspannungs ventil angeordnet ist.Figure 2 shows in detail a section through the valve body 1. valve tip 7 and relaxation nozzle 8 - both made of hard metal - form a channel, which is shaped in such a way that there is a constriction in the direction of flow (relaxation direction) takes place after the smallest diameter of the expansion nozzle 8 takes place without cylindrical transition a conical extension, the total opening angle 300 to 1800. The expanding jet does not follow the nozzle contour here, but accelerates with contraction in free space. By adjusting the Spindle 3 and thus the valve tip 7 can control the amount of the medium to be expanded be managed. The expansion valve has no shut-off function, it takes over a shut-off valve, which - in the direction of flow (expansion direction) - before the expansion valve is arranged.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Entspannungsventils liegen durch die beschriebene Formgebung der Entspannungs düse und der wrentilspitze insbesondere darin, daß mittels dieser Entspannungsventile gegenüber den Entspannungsventilen aus der IG-Zeit in den Produktionsanlagen deutlich längere Standzeiten erreicht werden können.The advantages of the expansion valve according to the invention lie through the described shape of the relaxation nozzle and the wrentilspitze in particular in that by means of these expansion valves compared to the expansion valves significantly longer service life was achieved in the production systems from the IG time can be.

Zeichn.Sign.

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Claims

CPatentanWuch expansion valve, consisting of a valve body mwt expansion nozzle and valve tip and one on the valve body attached High pressure bottle, for the expansion of hydrogenation residues from coal and heavy oil hydrogenation, characterized in that - the expansion nozzle (8) and the valve tip (7) form a channel narrowing in the direction of relaxation, - the relaxation nozzle has a rounded inlet in the relaxation direction - the smallest diameter the expansion nozzle is 0.3 to 0.6 times the nominal valve size, and - after the smallest diameter of the expansion nozzle is immediately followed by a conical shape Extension is arranged, the total opening angle:> 30O and <180 °.