EP2435175A1 - Vorrichtung zum gleichzeitigen verdampfen und dosieren einer verdampfbaren flüssigkeit und zugehöriges verfahren - Google Patents

Vorrichtung zum gleichzeitigen verdampfen und dosieren einer verdampfbaren flüssigkeit und zugehöriges verfahren

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Publication number
EP2435175A1
EP2435175A1 EP10725015A EP10725015A EP2435175A1 EP 2435175 A1 EP2435175 A1 EP 2435175A1 EP 10725015 A EP10725015 A EP 10725015A EP 10725015 A EP10725015 A EP 10725015A EP 2435175 A1 EP2435175 A1 EP 2435175A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
metering
reservoir
control valve
line
liquid
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10725015A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Berthold Jodocy
Markus Wess
Thorsten Fischer
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Ruhr Oel GmbH
Original Assignee
Ruhr Oel GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ruhr Oel GmbH filed Critical Ruhr Oel GmbH
Publication of EP2435175A1 publication Critical patent/EP2435175A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/02—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices for feeding measured, i.e. prescribed quantities of reagents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01B—BOILING; BOILING APPARATUS ; EVAPORATION; EVAPORATION APPARATUS
    • B01B1/00—Boiling; Boiling apparatus for physical or chemical purposes ; Evaporation in general
    • B01B1/005—Evaporation for physical or chemical purposes; Evaporation apparatus therefor, e.g. evaporation of liquids for gas phase reactions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G65/00—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only
    • C10G65/02—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only
    • C10G65/12—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only including cracking steps and other hydrotreatment steps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G7/00—Distillation of hydrocarbon oils
    • C10G7/10—Inhibiting corrosion during distillation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G7/00—Distillation of hydrocarbon oils
    • C10G7/12—Controlling or regulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
    • C10G2300/4056—Retrofitting operations

Definitions

  • the invention relates to a device for simultaneously vaporizing and dosing a vaporizable liquid and an associated method.
  • the liquid is metered dosed and the gas phase thus generated targeted introduced into a gas space containing other gases or vapors.
  • the invention relates to the metering of small amounts of an evaporable liquid into a significantly larger, partially condensed stream of vaporous hydrocarbons, which may also include water vapor fractions, particularly the overhead vapors of a crude distillation column, to chemically bind or contain the acids contained therein or substances producing water to neutralize.
  • TMA trimethylamine
  • the prior art for dosing an evaporable liquid as mentioned above is a specially developed dosing equipment. In this case, the dosage takes place via diaphragm pumps. Stroke size and chamber volume allow a measurement of the volume delivered.
  • this structure has the following significant disadvantages.
  • the pressure at the metering point at the top of the crude oil column defines the pressure level in the metering line, about 3 bar (abs.).
  • the evaporation temperature of the trimethylamine preferably used is 30 ° C. At 3 bar (abs.) It exceeds 35 ° C. If the evaporation space does not reliably assume this temperature, no evaporation is ensured.
  • the normal outside temperatures in Central Europe are usually below those required for evaporation, so that aids are necessary, for. B. the supply of heat of evaporation.
  • Crude oil columns tower about 40 meters high. They are due to their size outdoors and are exposed to the weather, especially temperature fluctuations. This aggravates the dosing problem described at low outside temperatures.
  • the described dosing equipment according to the prior art does not have a device which continuously ensures a constant dosing rate at the point of injection into the main flow of the top vapors of the column.
  • Another disadvantage of this metering equipment is the chosen pump technology.
  • the running time of a diaphragm pump is limited by the number of load cycles that the diaphragm endures. Therefore, even with optimum maintenance, it is usually the unwanted opening of a system that contains a highly inflammable and extremely odor-intensive substance in the present case.
  • the object is therefore to provide an apparatus and a method which ensures a high and continuous dosing accuracy and makes it possible to supply the additive in gaseous form and metered to a dosing point.
  • the inventive device has to fulfill the object of the invention a plurality of lines (pipes) connected components, namely at least one reservoir, a mass meter, a control valve and a feeder.
  • the reservoir contains the vaporizable liquid or the additive.
  • the additive in the container is supplied externally.
  • the container may preferably be separated from the device according to the invention and reconnected. This also applies to essentially identical replacement containers.
  • the container is of its dimensions, design and material designed so that it meets the technical requirements, the device of the invention provides. It is within the skill of one of ordinary skill in the art to select or make a suitable container.
  • the mass meter which is connected downstream of the reservoir by pipeline, measures how much vaporizable liquid is withdrawn from the reservoir per unit time. Such mass meters are commercially available.
  • the control valve which is connected downstream of the mass meter by pipeline, is set according to the dosing instructions and thus doses the amount of liquid passed through.
  • the feeding device which is connected downstream of the control valve via the pipe, makes it possible to introduce carrier gas into the line between the control valve and the metering point.
  • the supplied carrier gas promotes the evaporation of the additive. It is therefore advantageous to place the delivery device as close as possible to the control valve.
  • at least one further reservoir is connected in parallel to the reservoir. This is advantageous to ensure uninterrupted dosing. This can be done by switching from an empty container to a filled parallel installed one.
  • each container preferably contains a fill level monitoring unit which is installed in the line between the reservoir and the mass meter. The switching can also be done automatically when the level monitoring unit is connected to a corresponding controller.
  • the vaporizable liquid is preferably gaseous under normal conditions.
  • the reservoir with an inert gas so far under a pressure exceeding the atmospheric pressure is set, that in the expected Temperatures the additive is always present predominantly in the liquid state of matter in the container.
  • suitable inert gases The suitability of an inert gas depends on the particular application. Nitrogen is a preferred inert gas in combination with trimethylamine as an additive to neutralize crude distillation head vapors.
  • the metering point is located in the top region of the column. It is both possible that the metering is located directly at the top of the column or in the initial region of the laxative Kopfdämpfetechnisch.
  • a Zuschaltventil is preferably installed in the line from the reservoir to the mass meter. This is used to separate an emptied and / or the
  • the line between the control valve and metering preferably at least partially on a heater.
  • a heating device is mounted between the feeding device and metering. Suitable heating devices are known to the person skilled in the art. These may be, for example, electric powered heaters. In principle, it is also possible to heat the line with steam or another heat transfer medium.
  • the device is to be protected against container crash. This is preferably done by installing at least one safety valve in the device according to the invention, which dissipates the content by piping to a safe place when exceeding a defined pressure in the container, preferably in a flare system.
  • the lines of the device according to the invention are therefore preferably connected and optionally provided with valves that they can be completely or partially rinsed with a gaseous medium.
  • This gaseous medium may be, for example, an inert gas such as nitrogen.
  • water vapor is preferably used. This has the advantage that the steam absorbs the additive and thus virtually completely eliminates both the risk of ignition and a possible odor nuisance.
  • the invention further relates to a method for simultaneously vaporizing and dosing an evaporable liquid.
  • the vaporizable liquid passes from a reservoir via a line and a mass meter to a control valve, where it is expanded to a lower pressure and in addition to the line between the control valve and the dosing a carrier gas is supplied.
  • the level of the reservoir is monitored by a level monitoring unit, which is located between the reservoir and mass meter.
  • a particular embodiment of the method according to the invention provides that a filled storage container is then switched on if it is detected via the filling level monitoring unit of a currently switched-on storage container that it has run empty. This can be automated as far as possible. For example, it is conceivable that in the event of a deflated container, the monitoring unit triggers circuits of connection valves via a controller, which separate the empty container from the mass meter and connect a second filled container with the mass meter and the downstream remaining device according to the invention.
  • mass meter and control valve are connected to a central control system.
  • This detects the current metering rate by means of the mass meter and the control valve is readjusted according to the setpoint deviation.
  • the control system thus compares the current metering rate determined by the mass meter with the desired value and possibly changes the position of the control valve.
  • the control valve relaxes the liquid to evaporation pressure.
  • the line between the control valve and metering can be at least partially heated.
  • the heater provides the required heat of evaporation. But it can also serve to prevent condensation of the vaporized additive in the line to the dosing.
  • the additive supplied in this way usually serves to neutralize the top vapors of the column.
  • trimethylamine is preferably used as the evaporable liquid. The neutralization of acidic components protects the pipelines and subsequent components from the column from corrosion.
  • Trimethylamine is preferably used as additive in the process according to the invention.
  • the inventive method provides that a carrier gas is used.
  • nitrogen is a particularly suitable carrier gas for many applications.
  • the vaporized liquid is fed or injected into the head region of a crude distillation column.
  • the additive in particular trimethylamine, serves to neutralize the acid constituents occurring there.
  • the regulation of the dosage is carried out via the pH of the wash water of the crude oil distillation. The success control of the neutralization and thus also the setpoint for the metering rate is thus supplied by the pH measurement of the accumulating in the return tank of the column top wastewater.
  • the storage container with carrier gas preferably nitrogen
  • the inventive method are placed under a pressure in the inventive method, which is sufficient at the expected ambient temperatures to prevent a complete transition from the liquid to the gas phase.
  • the reservoir is thus superimposed with carrier gas with increased pressure.
  • this pressure is higher than that in the line between the control valve and metering.
  • the flow direction is predetermined.
  • the pressure in the line between the control valve and metering 0.1 to 30 barÜ, in particular 1 to 10 barÜ and preferably 1, 5 to 2 barÜ.
  • the method according to the invention provides, in a particular embodiment, the possibility of being able to rinse all components of the device.
  • Water vapor is used as a particularly suitable flushing medium.
  • water can take up TMA in larger amounts and at the same time suppress the aforementioned negative properties of the additive.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the device according to the invention.
  • Two reservoirs (1) and (2) for the vaporizable liquid connected in parallel can be connected to the remaining part of the device according to the invention via corresponding lines in each case via associated connecting valves (3) or (4).
  • the vaporizable liquid is passed from the reservoir through a mass meter (5), which measures the liquid mass per unit time, and is dosed by the downstream control valve (6) according to the specifications. By the simultaneous relaxation to a lower pressure, the liquid is at least partially evaporated.
  • From the connecting valve (6) leads a line to the metering point (9).
  • a feeding device (7) makes it possible to introduce carrier gas in this line. This carrier gas is taken from a reservoir (8) and promotes the evaporation of the additive.

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Abstract

Vorrichtung zum gleichzeitigen Verdampfen und Dosieren einer verdampfbaren Flüssigkeit und zugehöriges Verfahren Bisher benutzte Dosiervorrichtungen für verdampfbare Flüssigkeiten, die als Additiv in großindustriellen Anlagen z. B. bei der Rohöldestillation eingebracht werden sollen, sind aufgrund der gewählten Pumpentechnologie und der damit verbundenen Wartung nicht optimal. Um eine hohe und kontinuierliche Dosiergenauigkeit zu gewährleisten und es zu ermöglichen, dass das Additiv gasförmig und dosiert einer Dosierstelle zugeführt wird, wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die folgende Bauteile aufweist: mindestens einen Vorratsbehälter (1) für die verdampfbare Flüssigkeit, einen Massemesser (5), der mit dem Vorratsbehälter über eine Leitung nachgeschaltet verbunden ist und die durchgeführte Flüssigkeitsmasse misst, ein Regelventil (6), welches mit dem Massemesser über eine Leitung nachgeschaltet verbunden ist und entsprechend den Dosierungsvorgaben gestellt werden kann, eine Zuführungsvorrichtung (7), welche es ermöglicht, in eine Leitung zwischen Regelventil und einer Dosierstelle (9) ein Trägergas zuzuführen. Ein weiterer Vorratsbehälter (2) kann parallel geschaltet sein. Die Vorratsbehälter können über Zuschaltventile (3) bzw. (4) separat zugeschaltet oder getrennt werden. Die Vorrichtung eignet sich insbesondere zum Dosieren von Trimethylamin in eine Rohöldestillationskolonne zwecks Neutralisation der Kopfdämpfe.

Description

Vorrichtung zum gleichzeitigen Verdampfen und Dosieren einer verdampfbaren Flüssigkeit und zugehöriges Verfahren
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Verdampfen und Dosieren einer verdampfbaren Flüssigkeit und ein zugehöriges Verfahren. Im Speziellen wird die Flüssigkeit dosiert verdampft und die so erzeugte Gasphase gezielt in einen Gasraum eingebracht, der weitere Gase bzw. Dämpfe enthält.
Die Erfindung betrifft insbesondere die Dosierung kleiner Mengen einer verdampfbaren Flüssigkeit in einen erheblich größeren, teilweise kondensierten Strom dampfförmiger Kohlenwasserstoffe, der auch Wasserdampfanteile enthalten kann, im Speziellen die Kopfdämpfe einer Rohöldestillationskolonne, um die darin enthaltenen Säuren oder mit Wasser Säuren produzierenden Stoffe chemisch zu binden bzw. zu neutralisieren.
Dies kann durch Zudosieren von bestimmten Additiven, nämlich Aminen, erreicht werden. Besonders geeignet als ein derartiges Additiv ist Trimethylamin (TMA). Nachteilig ist jedoch, dass TMA hochentzündlich ist und Amine bei ihrer Freisetzung im Allgemeinen gravierende Geruchsprobleme auslösen.
Stand der Technik zum Dosieren einer wie vorstehend genannten verdampfbaren Flüssigkeit ist ein speziell entwickeltes Dosierequipment. Hierbei erfolgt die Dosierung über Membranpumpen. Hubgröße und Kammervolumen ermöglichen eine Messung des geförderten Volumens. Dieser Aufbau hat jedoch folgende erhebliche Nachteile. Der Druck an der Dosierstelle am Kopf der Rohölkolonne definiert das Druckniveau in der Dosierleitung, etwa 3 bar (abs.). Für 2,5 bar (abs.) liegt die Verdampfungstemperatur des bevorzugt eingesetzten Trimethylamins bei 30 °C. Bei 3 bar (abs.) übersteigt sie 35 0C. Sofern der Verdampfungsraum diese Temperatur nicht sicher annimmt, ist keine Verdampfung gewährleistet. Die in Mitteleuropa gewöhnlichen Außentemperaturen liegen zumeist unter denen für eine Verdampfung erforderlichen, so dass Hilfsmittel notwendig sind, z. B. die Zufuhr von Verdampfungswärme.
Rohölkolonnen ragen etwa 40 Meter hoch. Sie stehen auf Grund ihrer Größe im Freien und sind der Witterung, insbesondere Temperaturschwankungen, ausgesetzt. Dies verschärft das geschilderte Dosierproblem bei niedrigen Außentemperaturen.
Das beschriebene Dosierequipment gemäß Stand der Technik besitzt keine Einrichtung, die kontinuierlich eine konstante Dosierrate am Ort der Eindüsung in den Hauptstrom der Kopfdämpfe der Kolonne gewährleistet. Ein weiterer Nachteil dieses Dosierequipments ist die gewählte Pumpentechnologie. Die Laufzeit einer Membranpumpe ist begrenzt durch die Anzahl der Lastspiele, die die Membran erträgt. Es kommt daher selbst bei optimaler Wartung regelmäßig zur unerwünschten Öffnung eines Systems, das im vorliegenden Fall eine hochentzündliche und äußerst geruchsintensive Substanz enthält.
Aufgabe ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das eine hohe und kontinuierliche Dosiergenauigkeit gewährleistet und es ermöglicht, das Additiv gasförmig und dosiert einer Dosierstelle zuzuführen.
Gelöst wurde diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 .
Die Anforderungen an eine solche Vorrichtung, die die vorgenannte Aufgabe löst, sind hoch. Für eine optimale Wirkung ist es erforderlich, dass das Additiv kontinuierlich gasförmig eingebracht wird. Bei dem Anwendungsfall einer Rohöldestillationskolonne führen bei Unterdosierung die im Kohlenwasserstoffstrom enthaltenen Säuren oder säurebildenden Substanzen, insbesondere Chloride, zu erheblichen Korrosionsproblemen. Eine Überdosierung muss ebenfalls vermieden werden, da ansonsten Verbindungen entstehen, die in ggf. nachgeschalteten Olefinanlagen schwere Schäden verursachen können. Das gesamte Dosiersystem muss u. a. wegen der Geruchsproblematik eine erhöhte Dichtigkeit besitzen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zur Erfüllung der erfindungsgemäßen Aufgabe mehrere durch Leitungen (Rohre) verbundene Bauteile auf, nämlich mindestens einen Vorratsbehälter, einen Massemesser, ein Regelventil und eine Zuführungsvorrichtung.
Der Vorratsbehälter enthält die verdampfbare Flüssigkeit bzw. das Additiv. Üblicherweise wird das Additiv in dem Behälter von extern angeliefert. Der Behälter kann vorzugsweise von der erfindungsgemäßen Vorrichtung getrennt und wieder verbunden werden. Dies gilt auch für im Wesentlichen baugleiche Austauschbehälter. Der Behälter ist von seiner Dimensionierung, Bauart und Material so beschaffen, dass er den technischen Anforderungen, die die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt, genügt. Es liegt im Bereich des Könnens eines einschlägigen Fachmanns, einen geeigneten Behälter auszuwählen bzw. anzufertigen.
Der Massemesser, der dem Vorratsbehälter per Rohrleitung nachgeschaltet ist, misst wie viel verdampfbare Flüssigkeit dem Vorratsbehälter je Zeiteinheit entnommen wird. Derartige Massemesser sind kommerziell erhältlich.
Das Regelventil, das dem Massemesser per Rohrleitung nachgeschaltet ist, wird entsprechend den Dosiervorgaben gestellt und dosiert somit die durchgesetzte Flüssigkeitsmenge.
Die Zuführungsvorrichtung, die dem Regelventil per Rohrleitung nachgeschaltet ist, ermöglicht es, Trägergas in die Leitung zwischen Regelventil und Dosierstelle einzubringen. Das zugeführte Trägergas fördert die Verdampfung des Additivs. Es ist daher von Vorteil, die Zuführungsvorrichtung möglichst dicht am Regelventil zu platzieren. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist zu dem Vorratsbehälter mindestens ein weiterer Vorratsbehälter parallel angeschlossen. Dies ist vorteilhaft, um eine ununterbrochene Dosierung zu gewährleisten. Dies kann dadurch erfolgen, dass von einem leer gefahrenen Behälter auf einen gefüllten parallel installierten umgeschaltet wird. Damit vom geleerten auf den gefüllten Behälter umgeschaltet werden kann, enthält vorzugsweise jeder Behälter eine Füllstandsüberwachungseinheit, die in der Leitung zwischen Vorratsbehälter und Massemesser eingebaut ist. Die Umschaltung kann auch automatisch erfolgen, wenn die Füllstandsüberwachungseinheit mit einer entsprechenden Steuerung verbunden ist.
Die verdampfbare Flüssigkeit ist vorzugsweise bei Normalbedingungen gasförmig. Aus verschiedenen Gründen, u. a. wegen der Anlieferung bzw. des Transports des Additivs in den beschriebenen Behältern und auch wegen der bei der Massemessung gewählten Technik, die einen flüssigen Zustand voraussetzt, werden die Vorratsbehälter mit einem Inertgas soweit unter einen den atmosphärischen Druck übersteigenden Druck gesetzt, dass bei den zu erwartenden Temperaturen das Additiv stets überwiegend im flüssigen Aggregatzustand in dem Behälter vorliegt. Dem Fachmann sind geeignete Inertgase bekannt. Die Eignung eines Inertgases hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab. In Kombination mit Trimethylamin als Additiv zur Neutralisation von Rohöldestillationskopfdämpfen ist Stickstoff ein bevorzugtes Inertgas.
In dem besonderen Anwendungsfall der Neutralisation der Kopfdämpfe einer Rohöldestillationskolonne mit einem geeigneten Additiv wie TMA ist es von Vorteil, wenn sich die Dosierstelle im Kopfbereich der Kolonne befindet. Dabei ist sowohl möglich, dass die Dosierstelle sich direkt am Kolonnenkopf befindet oder im Anfangsbereich der abführenden Kopfdämpfeleitung.
In der Leitung vom Vorratsbehälter zum Massemesser ist vorzugsweise ein Zuschaltventil installiert. Dieses dient zum Trennen eines geleerten und/oder dem
- A - Zuschalten eines mit verdampfbarer Flüssigkeit gefüllten Behälters von bzw. zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Zur Sicherstellung der Verdampfung der Flüssigkeit und zur Vermeidung von Kondensation weist die Leitung zwischen Regelventil und Dosierstelle vorzugsweise zumindestens teilweise eine Heizvorrichtung auf. Wegen der bereits beschriebenen witterungsbedingten Gegebenheiten, beispielsweise bei einer Rohöldestillationskolonne, ist es vorteilhaft, wenn insbesondere zwischen Zuführungsvorrichtung und Dosierstelle eine Heizvorrichtung angebracht ist. Geeignete Heizvorrichtungen sind dem Fachmann bekannt. Dies können beispielsweise mit elektrischem Strom betriebene Heizvorrichtungen sein. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Leitung mit Dampf oder einem anderen Wärmeträger zu beheizen.
Für den möglichen Fall eines äußeren Feuers ist die Vorrichtung gegen Behälterzerknall zu schützen. Dies geschieht vorzugsweise durch den Einbau mindestens eines Sicherheitsventils in die erfindungsgemäße Vorrichtung, welches beim Überschreiten eines definierten Drucks im Behälter dessen Inhalt per Rohrleitung an einen gefahrlosen Ort abführt, vorzugsweise in ein Fackelsystem.
Um an der erfindungsgemäßen Vorrichtung Reparaturen vornehmen zu können, ist es vorteilhaft, eine Reinigungsmöglichkeit vorzusehen. Speziell im Fall des bevorzugt eingesetzten Trimethylamin liegt ein Stoff vor, der einerseits hochentzündlich und andererseits außerordentlich geruchsintensiv ist. Die Leitungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind daher vorzugsweise so verbunden und ggf. mit Ventilen versehen, dass sie ganz oder teilweise mit einem gasförmigen Medium gespült werden können. Dieses gasförmige Medium kann beispielsweise ein Inertgas wie Stickstoff sein. Im Falle der Verwendung von beispielsweise Trimethylamin als Additiv wird jedoch bevorzugt Wasserdampf verwendet. Dies hat den Vorteil, dass der Wasserdampf das Additiv aufnimmt und damit sowohl die Entzündungsgefahr als auch eine mögliche Geruchsbelästigung praktisch vollständig ausschließt. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum gleichzeitigen Verdampfen und Dosieren einer verdampfbaren Flüssigkeit. Bei diesem Verfahren gelangt die verdampfbare Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter über eine Leitung und durch ein Massemesser zu einem Regelventil, wo sie auf einem niedrigeren Druck entspannt wird und zusätzlich in die Leitung zwischen Regelventil und der Dosierstelle ein Trägergas zugeführt wird. Vorzugsweise wird der Füllstand des Vorratsbehälters durch eine Füllstandsüberwachungseinheit überwacht, die sich zwischen Vorratsbehälter und Massemesser befindet.
Als günstig erwiesen hat sich, wenn mindestens ein weiterer Vorratsbehälter, vorzugsweise mit je einer weiteren Füllstandsüberwachungseinheit, zu dem ersten Vorratsbehälter parallel geschaltet wird.
Günstig ist es, wenn die Vorratsbehälter über jeweils ein Zuschaltventil zu- oder abgeschaltet werden können. Eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass ein gefüllter Vorratsbehälter dann zugeschaltet wird, wenn über die Füllstandsüberwachungseinheit eines aktuell zugeschalteten Vorratsbehälters erkannt wird, dass dieser leer gefahren ist. Dies kann weitestgehend automatisiert werden. Beispielsweise ist denkbar, dass für den Fall eines entleerten Behälters die Überwachungseinheit über eine Steuerung Schaltungen von Zuschaltventilen auslöst, die den leeren Behälter vom Massemesser trennen und einen zweiten gefüllten Behälter mit dem Massemesser und der nachgeschalteten restlichen erfindungsgemäßen Vorrichtung verbinden.
Vorteilhaft ist es, wenn Massemesser und Regelventil mit einem zentralen Leitsystem verbunden sind. Diese erfasst mittels des Massemessers die aktuelle Dosierrate und das Regelventil wird entsprechend der Sollwertabweichung nachgestellt. Das Leitsystem vergleicht also die vom Massemesser festgestellte aktuelle Dosierrate mit dem Sollwert und verändert ggf. die Stellung des Regelventils. Das Regelventil entspannt die Flüssigkeit auf Verdampfungsdruck. Um die Verdampfung sicher zu stellen, kann die Leitung zwischen Regelventil und Dosierstelle zumindest teilweise beheizt sein. Die Heizung liefert die erforderliche Verdampfungswärme. Sie kann aber auch dazu dienen, eine Kondensation des verdampften Additivs in der Leitung zur Dosierstelle zu verhindern. Eine solche Beheizung der Leitung zur Dosierstelle ist vorteilhaft, wenn sich die Rohölkolonne samt erfindungsgemäßer Vorrichtung in gemäßigten Breiten befindet und der Witterung ausgesetzt ist. Ansonsten bestünde die Gefahr, dass das Additiv in der Leitung bis zum Kopf der Rohöldestillationskolonne von bis zu 40 Metern Höhe in Folge von witterungsbedingter Kälte wieder kondensiert.
Wird das erfindungsgemäße Verfahren bei einer Rohöldestillation verwendet, so dient das auf diese Weise zugeführte Additiv in aller Regel der Neutralisation der Kopfdämpfe der Kolonne. Für diese Zwecke wird bevorzugt Trimethylamin als verdampfbare Flüssigkeit eingesetzt. Durch die Neutralisation saurer Komponenten werden die von der Kolonne abgehenden Rohrleitungen und nachfolgende Bauteile vor Korrosion geschützt.
Bevorzugt wird als Additiv in dem erfindungsgemäßen Verfahren Trimethylamin eingesetzt.
Um die Verdampfung des Additivs zu begünstigen bzw. eine nachfolgende Kondensation auszuschließen, wird vorzugsweise nicht nur auf die bereits beschriebene Heizeinrichtung gesetzt. Vielmehr sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass ein Trägergas eingesetzt wird. Aus bereits genannten Gründen ist für viele Anwendungsfälle Stickstoff ein besonders geeignetes Trägergas.
Vorzugsweise wird die verdampfte Flüssigkeit in den Kopfbereich einer Rohöldestillationskolonne eingespeist oder eingedüst. Das Additiv, insbesondere Trimethylamin, dient der Neutralisation der dort auftretenden sauren Bestandteile. Vorzugsweise erfolgt die Regelung der Dosierung über den pH-Wert des Waschwassers der Rohöldestillation. Die Erfolgskontrolle der Neutralisation und damit auch der Sollwert für die Dosierrate wird also durch die pH-Wert-Messung des im Rϋckflussbehälter der Kolonne anfallenden Top-Abwassers geliefert.
Für eine genaue Dosierung des Additivs, vorzugsweise Trimetylamin, ist es wichtig, dass es im Massemesser flüssig vorliegt. Dies ist vorteilhaft, weil dadurch die Messwertkorrekturen entfallen, die vorgenommen werden müssten, wenn das Additiv gasförmig vorläge und entsprechende Volumina bzw. Ströme gemessen werden müssten. Um den flüssigen Aggregatzustand zu gewährleisten, werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Vorratsbehälter mit Trägergas, vorzugsweise Stickstoff, unter einen Druck gesetzt, der bei den zu erwartenden Umgebungstemperaturen ausreichend ist, um einen vollständigen Übergang von der flüssigen in die Gasphase zu verhindern. Vorzugsweise ist der Vorratsbehälter also mit Trägergas mit erhöhtem Druck überlagert. Aus nahe liegenden Gründen ist es vorteilhaft, wenn dieser Druck höher ist als der in der Leitung zwischen Regelventil und Dosierstelle. Die Strömungsrichtung ist damit vorgegeben. Vorzugsweise beträgt der Druck in der Leitung zwischen Regelventil und Dosierstelle 0,1 bis 30 barÜ, insbesondere 1 bis 10 barÜ und bevorzugt 1 ,5 bis 2 barÜ.
Da ein Additiv wie Trimethylamin in reiner Form leicht entzündlich und in unangenehmer Weise sehr geruchsintensiv ist, sieht das erfindungsgemäße Verfahren in einer besonderen Ausführungsform die Möglichkeit vor, sämtliche Bauteile der Vorrichtung spülen zu können. Als besonders geeignetes Spülmedium wird Wasserdampf eingesetzt. Wasser kann beispielsweise TMA in größeren Mengen aufnehmen und hebt gleichzeitig die genannten negativen Eigenschaften des Additivs auf.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird bevorzugt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet. Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausfϋhrungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Zwei parallel geschaltete Vorratsbehälter (1 ) und (2) für die verdampfbare Flüssigkeit können über jeweils zugeordnete Zuschaltventile (3) bzw. (4) dem restlichen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung jeweils über entsprechende Leitungen zugeschaltet werden. Die verdampfbare Flüssigkeit wird vom Vorratsbehälter kommend durch einen Massemesser (5) geführt, der die Flüssigkeitsmasse pro Zeiteinheit misst, und wird durch das nachgeschaltete Regelventil (6) entsprechend den Vorgaben dosiert. Durch die gleichzeitige Entspannung auf einen niedrigeren Druck wird die Flüssigkeit zumindest teilweise verdampft. Vom Zuschaltventil (6) führt eine Leitung zur Dosierstelle (9). Eine Zuführungsvorrichtung (7) ermöglicht es, Trägergas in diese Leitung einzubringen. Dieses Trägergas wird einem Reservoir (8) entnommen und fördert die Verdampfung des Additivs.
Bezugszeichenliste
1 Vorratsbehälter 1
2 Vorratsbehälter 2
3 Zuschaltventil für Vorratsbehälter 1
4 Zuschaltventil für Vorratsbehälter 2
5 Massemesser
6 Regelventil
7 Zuführungsvorrichtung Trägergas
8 Reservoir Trägergas
9 Dosierstelle

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum gleichzeitigen Verdampfen und Dosieren einer verdampfbaren Flüssigkeit, folgende Bauteile aufweisend:
• mindestens einen Vorratsbehälter für die verdampfbare Flüssigkeit
• einen Massemesser, der mit dem Vorratsbehälter über eine Leitung nachgeschaltet verbunden ist und die durchgeführte Flüssigkeitsmasse misst
• ein Regelventil, welches mit dem Massemesser über eine Leitung nachgeschaltet verbunden ist und entsprechend den Dosierungsvorgaben gestellt werden kann
• eine Zuführungsvorrichtung, welche es ermöglicht, in eine Leitung zwischen Regelventil und einer Dosierstelle ein Trägergas zuzuführen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zu dem Vorratsbehälter mindestens ein weiterer Vorratsbehälter parallel angeschlossen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Vorratsbehälter und Massemesser eine Füllstandsüberwachungseinheit zwischengeschaltet ist.
4. Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verdampfbare Flüssigkeit unter Normal- Bedingungen gasförmig ist.
5. Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Vorratsbehälter abführende Leitung mit einem Zuschaltventil versehen ist.
6. Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dosierstelle im Kopfbereich einer Rohöldestillationskolonne befindet.
7. Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens ein eingebautes Sicherheitsventil gegen Überdruck aufweist.
8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ganz oder teilweise mit einem gasförmigen Medium, insbesondere mit Wasserdampf gespült werden kann.
9. Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung zwischen Regelventil und Dosierstelle, insbesondere zwischen Zuführungsvorrichtung und Dosierstelle, zumindest teilweise mit einer Heizvorrichtung versehen ist.
10. Verfahren zum Verdampfen und Dosieren einer verdampfbaren Flüssigkeit, indem diese aus einem Vorratsbehälter über eine Leitung und durch einen Massemesser zu einem Regelventil gelangt, wo sie auf einen niedrigeren Druck entspannt wird und zusätzlich in die Leitung zwischen dem Regelventil und der Dosierstelle ein Trägergas zugeführt wird.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass über eine zwischen Vorratsbehälter und Massemesser befindliche Füllstandsüberwachungseinheit der Füllstand des Vorratsbehälters überwacht wird.
12. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiterer Vorratsbehälter, vorzugsweise mit je einer weiteren Füllstandsüberwachungseinheit, zu dem ersten Vorratsbehälter parallel geschaltet wird.
13. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorratsbehälter über jeweils ein Zuschaltventil zu- oder abgeschaltet werden.
14. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein gefüllter Vorratsbehälter zugeschaltet wird, wenn über die Füllstandsüberwachungseinheit eines aktuell zugeschalteten Vorratsbehälters erkannt wird, dass dieser leergefahren ist.
15. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Massemesser und Regelventil mit einem zentralen Leitsystem verbunden wird, wobei mittels des Massemessers die aktuelle Dosierrate erfasst und das Regelventil entsprechend der Sollwertabweichung nachgestellt wird.
16. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks vollständiger Verdampfung der verdampfbaren Flüssigkeit die Leitung zwischen Regelventil und Dosierstelle zumindest teilweise beheizt wird.
17. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in der Leitung zwischen Regelventil und Dosierstelle 0,1 bis 30 barÜ, insbesondere 1 bis 10 barÜ, vorzugsweise
1 ,5 bis 2 barÜ beträgt.
18. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als verdampfbare Flüssigkeit Trimethylamin eingesetzt wird.
19. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägergas Stickstoff eingesetzt wird.
20. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Spülmedium Wasserdampf eingesetzt wird.
21. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verdampfte Flüssigkeit in den Kopfbereich einer Rohöldestillationskolonne eingespeist wird.
22. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Dosierung über den pH-Wert des Waschwassers der Rohöldestillation erfolgt.
23. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter mit Trägergas mit erhöhtem Druck überlagert ist, wobei dieser höher ist als der Druck in der Leitung zwischen Regelventil und Dosierstelle.
4. Verwendung einer Vorrichtung gemäß Ansprüchen 1 bis 9 in einem Verfahren gemäß den Ansprüchen 10 bis 23.
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