EP2558193A1 - Verfahren zum aufheizen oder warmhalten der strömungswege einer prozessanlage - Google Patents

Verfahren zum aufheizen oder warmhalten der strömungswege einer prozessanlage

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EP2558193A1
EP2558193A1 EP11714535A EP11714535A EP2558193A1 EP 2558193 A1 EP2558193 A1 EP 2558193A1 EP 11714535 A EP11714535 A EP 11714535A EP 11714535 A EP11714535 A EP 11714535A EP 2558193 A1 EP2558193 A1 EP 2558193A1
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EP
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heating
fluid
flow
fluid flow
jet pump
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Withdrawn
Application number
EP11714535A
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English (en)
French (fr)
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Johannes Menzel
Eberhard Kuske
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ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Uhde GmbH
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Filing date
Publication date
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    • F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
    • F28F2250/08—Fluid driving means, e.g. pumps, fans

Definitions

  • the invention relates to a method for heating or keeping the flow paths of a process plant, wherein a provided for heating or keeping the flow paths fluid flow is guided in a circuit which includes a heater for warming up the fluid flow.
  • the present invention relates to a heat input into the process plant outside of the usual process operation, in which usually a process fluid flows into the plant and there undergoes a chemical and / or physical treatment or conversion, before the process fluid immediately following Process plant leaves.
  • a separation, purification and / or catalytic conversion of the constituents contained in the process fluid can be provided in the process plant.
  • a number of process plants, in particular plant, which contain reactors filled with catalyst material, have to be brought to a certain minimum temperature before the actual intended normal operation in order, for example, to set the reaction temperature necessary for the intended operation or to remove water or other components from the process plant, For example, from the bed of a reactor or the walls of the flow paths to remove. It may also be necessary to comply with certain heating rates, and over the duration of the heating process, depending on the design of the process plant and different heating rates are provided.
  • the heating of process equipment usually takes place in practice by direct heat transfer, wherein a heated fluid to be heated by the
  • Inert gases such as nitrogen or carbon dioxide, or steam
  • Inert gases are usually used for heat transfer.
  • the flow of the heated fluid through the process plant leads to a pressure drop and thus causes a certain pressure gradient.
  • inert gases such as nitrogen or carbon dioxide, or steam
  • the disadvantage here is that large quantities of inert gas must be kept in a correspondingly large reservoir and that the amount of inert gas required for the heating leads to high operating costs.
  • the invention has for its object to provide a method for heating or keeping warm the flow paths of a process plant, which in relation to the operating and investment costs in comparison to the known measures a cost reduction made light.
  • the fluid flow is arranged in the circuit to compensate for the pressure loss occurring in the circuit
  • Jet pump supplied as a suction medium and there acted upon by a separately supplied at a higher pressure from the process fluid propellant In contrast to the completely closed circuit known from practice, in which a usually electrically driven circulation compressor conveys the entire fluid flow, the integration of a steel pump, which is also referred to as an ejector, is associated with significantly lower investment costs.
  • a driving medium having a higher pressure must be supplied in the context of the method according to the invention, there are advantages with regard to the entire process in terms of investment and operating costs, since usually a lower propellant gas flow is sufficient to a high fluid flow in the circuit achieve.
  • the mass flow ratio of the driving medium to the suction medium is between 1:20 and 1: 8, preferably about 1: 9.
  • Themaschinemed ium can be kept ready in the context of the inventive method in a relatively small pressure vessel.
  • the inventive method can also be used to a process plant without the action of a process fluid to be treated while maintaining the required operating pressure and the operating temperature in an operational state which is also known as hot standby.
  • a hot standby can be provided, for example, if the normal operation of the process plant is interrupted only for a short time. In the case of several processing systems arranged parallel to one another, the hot standby can also be intermittently moved to adapt to a different load of individual systems.
  • a hot standby can also be provided over a longer period of time, since just in such systems resumption of normal operation from the hot standby can be much faster and less problematic than if individual Components of the entire system must be approached from a cold state.
  • the method according to the invention is provided for keeping the flow paths of a process plant warm, it has to be taken into consideration that the process equipment has already reached the operating temperature. In such a process management, therefore, only the heat losses occurring during a business interruption must be compensated, in which the heat losses are compensated by means of the jet pump occurring during the leadership of the fluid flow in the circuit pressure loss, and by a corresponding preheating of the compressed fluid flow. Moreover, since no temperature increase in the flow paths is required, the inventive method can be carried out with a total of small amount of the propellant.
  • the process according to the invention is provided in particular for process plants in which a catalytic conversion of the constituents takes place in at least one plant component, since given temperature ranges must be maintained precisely in the case of catalytic reactions.
  • the flow paths of the process plant may contain at least one apparatus with a bed of solids.
  • both the pressure and the quantity flow can be compared with the normal operation of the process plant.
  • Ström be reduced to some extent.
  • a pressure of more than 5 bar, preferably more than 10 bar, particularly preferably more than 25 bar within the entire circuit.
  • the mass flow of the fluid flow intended for heating or keeping the flow paths is preferably less than 15%, for example between 5% and 10% of a nominal flow for which the process plant is designed for full operation in normal operation.
  • Both the fluid flow provided in the context of the method according to the invention and the process gas flow provided in normal operation are usually present as gas and / or vapor.
  • an inert gas preferably nitrogen or carbon dioxide, a gaseous constituents and water vapor-containing fluid or even water vapor can be supplied.
  • Anläge is supplied, to be kept constant, in which case the flow rate of the discharged subset corresponds to the flow rate of the supplied propellant. Furthermore, it can be provided that the ejected subset of the fluid for heat recovery is passed through a heat exchanger in order to supply the recovered heat to a further use, for example the preheating of the propellant medium.
  • a heat exchanger which is acted upon by a heating medium, and / or an electrically operated heating element can be used as heating means.
  • the arrangement of several, even differently shaped heating elements may be particularly useful when a predetermined temperature profile is to be maintained during a heating process, in particular by an easily controllable electric heater over the time course different degrees of temperature increases can be realized.
  • the process plant has several components, it may be necessary or at least expedient to warm it up or keep it warm at different temperatures and heating powers.
  • the optimum warm-up or holding conditions can then be set for each component.
  • a branch may be provided which contains control means in the form of valves or valves.
  • Fig. 1 is a process plant in which by additional facilities outside normal operation, a heating or keeping warm the
  • Fig. 2 shows a modified development of that shown in Fig. 1
  • FIG. 1 shows a process plant in which a process gas is supplied through a supply line 1 in normal operation, subjected to chemical and / or physical treatment in various components 2 a, 2 b, before it leaves the process plant through a discharge line 3.
  • At least one of the components 2a, 2b is designed as a catalyst, wherein the catalyst preferably contains a solids bed as the catalyst material. Additionally or alternatively, however, it is also possible to provide catalysts with catalyst mats or other deposition and conversion devices.
  • Fig. 2 shows an embodiment of a process plant having two components 2a, 2b, which are heated in different ways and / or kept warm.
  • a branch provided with the fluid flow in variable proportions via a first armature 1 1 a to the first component 2a and a second armature 1 1 b to the second Component 2b can be performed.
  • a further branching with additional fittings 12a, 12b is provided in the return line 4.
  • valves 11a and 12b are opened and the valves 11b and 12a are closed, the entire fluid flow is conducted in accordance with FIG. 1 via both components 2a, 2b. If, on the other hand, the valves 11a and 12a are open and the valves 11b and 12b are closed, the entire fluid flow is only conducted via the first component 2a. A circuit only via the component 2b is achieved when the valves 1 1 b and 12 b open and the valves 1 1 a and 12 a are closed. As already explained above, a freely adjustable ratio of the partial flows conducted via the first component 2a and the second component 2b can be set by the degree of opening of the individual valves.
  • the present invention is directed to a method for heating or keeping the flow paths of the process plant outside of normal operation.
  • a return line 4 is provided to guide a Fluidstorm in a circuit.
  • the fluid flow of a arranged in the circuit jet pump 5 is supplied and there acted upon with a at a higher pressure by a driving nozzle 6 of the jet pump 5 supplied driving medium.
  • the drive medium supplied from a pressure vessel 7 mixes in the jet pump 5 with the suction medium.
  • a heating device 8 is furthermore provided which, in the illustrated embodiment, is designed as a heat exchanger.
  • an electrical heating element may be provided.
  • the discharged subset for heat recovery through a heat exchanger 10 is performed.
  • a relatively low pressure loss is to be overcome, since only a fraction of 5% to 1 0% of the intended for normal operation at full load nominal flow is required. This results in a low compression ratio, so that with a small propellant gas flow, a comparatively large fluid flow can be promoted in the circulation. If, for example, at an operating pressure of 35 bar, the total pressure loss in normal operation 3
  • Bar is to be expected during the heating at a reduced pressure of only 20 bar with a pressure drop of only about 0.1 bar.
  • the ratio of the driving medium to the suction medium is then about 1: 9.
  • a low starting pressure is set and provided in the circuit of the process plant, a final cooler, which condenses most of the water contained in the fluid stream as water vapor. It can thereby be achieved that, despite the use of steam as the driving medium, the temperature of the dew point of the steam can be kept below the temperature present in the catalyst bed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufheizen oder Warmhalten der Strömungswege einer Prozessanlage, wobei ein zum Aufheizen oder Warmhalten der Strömungswege vorgesehener Fluidstrom in einem Kreislauf geführt wird, welcher eine Heizeinrichtung (8) zum Aufwärmen des Fluidstroms enthält. Erfindungsgemäß wird der Fluidstrom zum Ausgleich des in dem Kreislauf auftretenden Druckverlustes einer in dem Kreislauf angeordneten Strahlpumpe (5) als Saugmedium zugeführt und dort mit einem bei einem höheren Druck zugeführten Treibmedium beaufschlagt.

Description

Verfahren zum Aufheizen oder Warmhalten der Strömungswege einer
Prozessanlage
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufheizen oder Warmhalten der Strömungswege einer Prozessanlage, wobei ein zum Aufheizen oder Warmhalten der Strömungswege vorgesehener Fluidstrom in einem Kreislauf geführt wird, welcher eine Heizeinrichtung zum Aufwärmen des Fluidstroms enthält. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wärmeeintrag in die Prozessanlage außerhalb des üblichen Prozessbetriebs, bei dem üblicherweise ein Prozess- fluid in die Anlage einströmt und dort einer chemischen und/oder physikalischen Behandlung bzw. Umwandlung unterzogen wird, bevor das Prozessfluid un- mittelbar nachfolgend die Prozessanlage verlässt. In der Prozessanlage können insbesondere eine Abscheidung, Reinigung und/oder eine katalytische Umsetzung der in dem Prozessfluid enthaltenden Bestandteile vorgesehen sein.
Eine Reihe von Prozessanlagen, insbesondere Anlage, die mit Katalysator- material gefüllte Reaktoren beinhalten, müssen vor dem eigentlichen bestimmungsgemäßen Normalbetrieb auf eine bestimmte Mindesttemperatur gebracht werden, um z.B. die für den bestimmungsgemäßen Betrieb notwendige Reaktionstemperatur einzustellen oder um Wasser oder andere Komponenten aus der Prozessanlage, beispielsweise aus der Schüttung eines Reaktors oder den Wandungen der Strömungswege, zu entfernen. Dabei kann es auch erforderlich sein, bestimmte Aufheizgeschwindigkeiten einzuhalten, wobei über die Dauer des den Aufheizprozesses je nach Ausgestaltung der Prozessanlage auch unterschiedliche Heizraten vorzusehen sind. Das Aufheizen von Prozessanlagen erfolgt in der Praxis üblicherweise durch direkte Wärmeübertragung, wobei ein erhitztes Fluid durch die aufzuheizenden
Strömungswege der Prozessanlage geleitet wird. In der Regel werden für die Wärmeübertragung Inertgase, wie beispielsweise Stickstoff oder Kohlendioxid, oder auch Wasserdampf verwendet. Die Strömung des aufgewärmten Fluids durch die Prozessanlage führt zu einem Druckverlust und bedingt damit ein bestimmtes Druckgefälle. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen kann vorgesehen sein, ein Inertgas in einer ausreichenden Menge in einem Reservoir bereitzuhalten, wobei das Aufheizen mittels Durchströmung des aufgeheizten Inertgasstroms aus dem Reservoir erfolgt. Nachteilig ist dabei, dass große Mengen an Inertgas in einem entsprechend großen Reservoir bereitgehalten werden müssen und dass die für die Aufheizung erforderlich große Inertgasmenge zu hohen Betriebskosten führt.
Aus der Praxis ist des Weiteren bekannt, die Strömungswege einer Prozessanlage durch einen geschlossenen Inertgaskreislauf aufzuheizen. Ausgehend von einem Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmalen ist dann zur Überwindung des auftretenden Druckverlustes in der Prozessanlage ein Verdichter oder ein Kreislaufgebläse erforderlich, wobei durch diese zusätzliche Maschine, welche im Normalbetrieb der Prozessanlage nicht genutzt wird, die gesamten Investitionskosten der Prozessanlage deutlich erhöht werden.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufheizen oder Warmhalten der Strömungswege einer Prozessanlage anzugeben, welches in Bezug auf die Betriebs- und Investitionskosten im Vergleich zu den bekannten Maßnahmen eine Kostenreduzierung ermög- licht.
Gegenstand der Erfindung und Lösung der Aufgabe ist ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 . Erfindungsgemäß wird der Fluidstrom zum Ausgleich des in dem Kreislauf auftretenden Druckverlustes einer in dem Kreislauf angeordneten
Strahlpumpe als Saugmedium zugeführt und dort mit einem bei einem höheren Druck separat von dem Prozessfluid zugeführten Treibmedium beaufschlagt. Im Gegensatz zu dem aus der Praxis bekannten vollständ ig geschlossenen Kreislauf, bei dem ein übl icherweise elektrisch angetriebener Kreislauf- Verdichter den gesamten Fluidstrom fördert, ist die Integration einer Stahlpumpe, die auch als Ejektor bezeichnet wird, mit deutlich geringeren Investitionskosten verbunden. Zwar muss im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Treibmedium mit einem höheren Druck zugeführt werden, dennoch ergeben sich im Hinblick auf das gesamte Verfahren Vorteile im Hinblick auf die Investitions- und Betriebskosten, da üblicherweise ein geringerer Treibgasstrom ausreicht, um einen hohen Fluidstrom in dem Kreislauf zu erzielen. Ausgehend von der üblichen Ausgestaltung einer Prozessanlage liegt das Mengenstrom- verhältnis von Treibmedium zu Saugmedium zwischen 1 :20 und 1 :8, vorzugsweise bei etwa 1 :9. Das Treibmed ium kann im Rahmen des erfindungs- gemäßen Verfahrens in einem vergleichsweise kleinen Druckbehälter bereit gehalten werden.
Neben dem Aufheizen der Strömungswege einer Prozessanlage, also dem Anfahren der zunächst kalten Prozessanlage nach einer Betriebspause, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch dazu genutzt werden, eine Prozessanlage ohne die Beaufschlagung durch ein zu behandelndes Prozessfluid unter Aufrechterhaltung des erforderlichen Betriebsdrucks und der Betriebstemperatur in einem betriebsbereiten Zustand, der auch als Hot-Standby bezeichnet wird, zu halten. Ein Hot-Standby kann beispielsweise dann vorgesehen sein, wenn der Normalbetrieb der Prozessanlage nur kurzfristig unterbrochen wird. Bei mehreren parallel zueinander angeordneten Prozessanlagen können auch zur Anpassung an eine unterschiedliche Last einzelner Anlagen zeitweise in den Hot-Standby versetzt werden.
Insbesondere bei komplexen Anlagen, die eine Vielzahl von Komponenten enthalten, kann ein Hot-Standby auch über einen längeren Zeitraum vorgesehen sein, da gerade bei solchen Anlagen die Wiederaufnahme des Normalbetriebs aus dem Hot-Standby sehr viel schneller und unproblematischer erfolgen kann, als wenn einzelne Bestandteile der Gesamtanlage aus einem kalten Zustand angefahren werden müssen.
Wenn das erfindungsgemäße Verfahren zum Warmhalten der Strömungswege einer Prozessanlage vorgesehen ist, ist zu berücksichtigen, dass die Prozess- anläge bereits die Betriebstemperatur erreicht hat. Bei einer solchen Verfahrensführung müssen deshalb nur die während einer Betriebsunterbrechung auftretenden Wärmeverluste ausgeglichen werden, in dem mittels der Strahlpumpe der bei der Führung des Fluidstroms in dem Kreislauf auftretende Druckverlust, sowie durch eine entsprechende Vorwärmung des verdichteten Fluidstroms die Wärmeverluste kompensiert werden. Da darüber hinaus keine Temperaturerhöhung in den Strömungswegen erforderlich ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren mit einer insgesamt geringen Menge des Treibmediums durchgeführt werden. Wie bereits eingangs erläutert, ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere für Prozessanlagen vorgesehen, bei der in zumindest einer Anlagenkomponente eine katalytische Umwandlung der Bestandteile erfolgt, da bei katalytischen Reaktionen vorgegebene Temperaturbereiche genau eingehalten werden müssen. Insbesondere können die Strömungswege der Prozessanlage zumindest einen Apparat mit einer Schüttung von Festkörpern enthalten.
Um im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Aufheizen oder Warmhalten der Strömungswege in der Prozessanlage zu erreichen, können gegenüber dem Normalbetrieb der Prozessanlage sowohl der Druck, sowie auch der Mengen-
ström in einem gewissen Maße reduziert sein. Um eine effektive Aufheizung oder Warmhaltung der Strömungswege zu erreichen, wird aber innerhalb des gesamten Kreislaufs zweckmäßigerweise ein Druck von mehr als 5 bar, vorzugsweise mehr als 1 0 bar besonders bevorzugt mehr als 25 bar aufrecht- erhalten. Der Mengenstrom des zum Aufheizen oder Warmhalten der Strömungswege vorgesehenen Fluidstroms entspricht bevorzugt weniger als 15%, beispielsweise zwischen 5% und 10% eines Nennmengenstroms, für den die Prozessanlage bei Vollauslastung in einem Normalbetrieb ausgelegt ist. Sowohl der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehene Fluidstrom als auch der im Normalbetrieb vorgesehene Prozessgasstrom liegen üblicherweise als Gas- und/oder Dampf vor. So kann als Treibmedium der Strahlpumpe ein Inertgas, vorzugsweise Stickstoff oder Kohlendioxid, ein gasförmige Bestandteile und Wasserdampf enthaltendes Fluid oder auch nur Wasserdampf zugeführt werden.
Bei dem Betrieb der Strahlpumpe mittels Wasserdampf ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen, dass vor der Rückführung des Fluidstroms zu der Strahlpumpe Wasser auskondensiert und abgezogen wird, wobei die aus dem Fluidstrom auskondensierte Wassermenge mit der Wassermenge übereinstimmt, die als Wasserdampf der Strahlpumpe zugeführt wird . Bei einer solchen Verfahrensführung kann ein Gleichgewicht zwischen dem zugeführten und abgeführten Wasser erreicht werden. Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass unabhängig von der Art des der Strahlpumpe zugeführten Treibmediums eine Teilmenge des in dem Kreislauf geführten Fluids ausgeschleust wird. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn unter Berücksichtung zusätzlich zugeführten Treibmediums der Gesamtfluidstrom, der in dem Kreislauf den Strömungswegen der Prozess-
anläge zugeführt wird, konstant gehalten werden soll, wobei dann der Mengen- strom der ausgeschleusten Teilmenge dem Mengenstrom des zugeführten Treibmediums entspricht. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die ausgeschleuste Teilmenge des Fluids zur Wärmerückgewinnung über einen Wärmetauscher geführt wird, um die zurückgewonnene Wärme einer weiteren Nutzung, beispielsweise der Vorwärmung des Treibmediums, zuzuführen.
Um im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Aufwärmung des Fluidstromes zu erreichen, können als Heizeinrichtung ein Wärmetauscher, der mit einem Heizmedium beaufschlagt ist, und/oder ein elektrisch betriebenes Heizelement eingesetzt werden. Die Anordnung mehrerer, auch unterschiedlich ausgebildeter Heizelemente kann besonders dann zweckmäßig sein, wenn bei einem Aufheizprozess ein vorbestimmter Temperaturverlauf eingehalten werden soll, wobei insbesondere durch eine leicht steuerbare elektrische Heizeinrichtung über den zeitlichen Verlauf unterschiedlich starke Temperaturanstiege realisiert werden können.
Wenn die Prozessanlage mehrere Komponenten aufweist, kann es erforderlich oder zumindest zweckmäßig sein, diese bei unterschiedlichen Temperaturen und Heizleistungen aufzuwärmen bzw. warm zu halten. Zu diesem Zweck ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, den im Kreislauf geführten Fluidstrom aufzuteilen, um somit die zumindest zwei Komponenten mit unterschiedlichen Fluidmengen zu beaufschlagen. Im Rahmen der Erfindung können dann für jede Komponente die optimalen Aufwärm- bzw. Warmhaltebedingungen eingestellt werden. Um eine Aufteilung des Fluidstroms zu ermöglichen, kann in Strömungsrichtung gesehen hinter der Strahlpumpe und/oder in der Rückführleitung zu der Strahlpumpe kann eine Verzweigung vorgesehen sein, die Regelmittel in Form von Armaturen oder Ventilen enthält.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Prozessanlage, bei der durch zusätzliche Einrichtungen außerhalb des Normal betriebs ein Aufheizen oder Warmhalten der
Strömungswege möglich ist;
Fig. 2 eine abgewandelte Weiterbildung der in Fig. 1 dargestellten
Prozessanlage.
Fig. 1 zeigt eine Prozessanlage, bei der im Normalbetrieb ein Prozessgas durch eine Zuleitung 1 zugeführt wird, in verschiedenen Komponenten 2a, 2b, einer chemischen und/oder physikalischen Behandlung unterzogen wird, bevor es die Prozessanlage durch eine Abführleitung 3 verlässt. Zumindest eine der Kompo- nenten 2a, 2b, ist als Katalysator ausgebildet, wobei der Katalysator vorzugsweise eine Festkörperschüttung als Katalysatormaterial enthält. Zusätzlich oder alternativ können aber auch Katalysatoren mit Katalysatormatten oder andere Abscheidungs- und Umwandlungseinrichtungen vorgesehen sein. Fig. 2 zeigt eine Ausgestaltung einer Prozessanlage, die zwei Komponenten 2a, 2b aufweist, welche auf untersch iedliche Weise erwärmt und/oder warm gehalten werden sollen . Bei einem ansonsten vergleichbaren Aufbau ist zu diesem Zweck in Strömungsrichtung gesehen hinter der Strahlpumpe 5 eine Verzweigung vorgesehen, mit der der Fluidstrom in variablen Anteilen über eine erste Armatur 1 1 a zu der ersten Komponente 2a und über eine zweite Armatur 1 1 b zu der zweiten Komponente 2b geführt werden kann. Zusätzlich ist in der Rückführleitung 4 eine weitere Verzweigung mit zusätzlichen Armaturen 12a, 12b vorgesehen. Durch das vollständige oder teilweise Öffnen und Schließen der Armaturen 1 1 a, 1 1 b, 12a, 12b kann der Fluidstrom entsprechend den Erfor-
dernissen unterschiedlich auf die beiden Komponenten aufgeteilt werden. Wenn beispielsweise die Armaturen 1 1 a und 12b geöffnet sowie die Armaturen 1 1 b und 12a geschlossen sind, wird der gesamte Fluidstrom entsprechend der Fig. 1 über beide Komponenten 2a, 2b geleitet. Wenn dagegen die Armaturen 1 1 a und 12a geöffnet sowie die Armaturen 1 1 b und 12b geschlossen sind, wird der gesamte Fluidstrom nur über die erste Komponente 2a geleitet. Ein Kreislauf nur über die Komponente 2b wird erreicht, wenn die Armaturen 1 1 b und 12b geöffnet sowie die Armaturen 1 1 a und 12a geschlossen sind. Wie bereits zuvor erläutert, kann durch den Öffnungsgrad der einzelnen Armaturen ein frei einstellbares Verhältnis der über d ie erste Komponente 2a und die zweite Komponente 2b geleiteten Teilströme eingestellt werden.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Aufheizen oder Warmhalten der Strömungswege der Prozessanlage außerhalb des Normal- betriebs. Dazu ist eine Rückführleitung 4 vorgesehen um ein Fluidstorm in einem Kreislauf zu führen. Zum Ausgleich des in dem Kreislauf auftretenden Druckverlustes, wird der Fluidstrom einer in dem Kreislauf angeordneten Strahlpumpe 5 zugeführt und dort mit einem bei einem höheren Druck durch eine Treibdüse 6 der Strahlpumpe 5 zugeführten Treibmedium beaufschlagt. Das aus einem Druckbehälter 7 zugeführte Treibmedium vermischt sich in der Strahlpumpe 5 mit dem Saugmedium. Um die Strömungswege der Prozessanlage Aufheizen oder Warmhalten zu kön nen , ist des Weiteren eine Heizeinrichtung 8 vorgesehen, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Wärmetauscher ausgebildet ist. Als zusätzliche oder alternative Heizeinrichtung kann unter anderem auch ein elektrisches Heizelement vorgesehen sein.
Bei der Zuführung eines Inertgases wie Stickstoff oder Kohlendioxid als Treibmedium der Strahlpumpe 5 oder der Zuführung eines Treibmediums, welches gasförmige Bestandteile und Wasserdampf enthält, ist zweckmäßigerweise
vorgesehen eine Teilmenge des in dem Kreislauf geführten Fluids durch eine Abführleitung 9 auszuschleusen, damit unter Berücksichtigung des hinzugefügten Treibmediums der gesamte Fluidstrom konstant oder zumindest in einem vorgegebenen Rahmen bleibt. Zweckmäßigerweise wird die ausgeschleuste Teilmenge zur Wärmerückgewinnung durch einen Wärmetauscher 10 geführt. Darüber hinaus ist es möglich, der Wasserstrahlpumpe 5 Wasserdampf als Treibmedium zuzuführen. Auch bei einer solchen Ausgestaltung kann eine Teilmenge des Fluidstroms im gas- und/oder dampfförmigen Zustand ausgeschleust werden . Des Weiteren besteht aber alternativ die Möglichkeit den Fluidstrom vor der Rückführung zu der Strahlpumpe 5 abzukühlen, wobei Wasser aus dem Fluidstrom auskondensiert und abgezogen wird . Dabei besteht die Möglichkeit, die aus dem Fluidstrom auskondensierte Wassermenge mit der Wassermenge in ein Gleichgewicht zu bringen, die als Wasserdampf der Strahlpumpe 5 zugeführt wird. Die zusätzliche Ausschleusung von Gas oder Dam pf ist im Rahmen einer solchen Verfahrensführung nicht erforderlich.
Gemäß einem konkreten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass Stickstoff, Kohlendioxid oder Wasserdampf in dem Druckbehälter 7 als Reservoir bei einem hohen Druck von etwa 60 bar bereit gehalten und als Treibmedium der Strahlpumpe 5 zugeführt wird, wodurch der in dem Kreislauf bei einem Druck von etwa 20 bar geführte Fluidstrom eine Druckerhöhung erfährt, die den in dem Kreislauf auftretenden Druckverlust ausgleicht. Bei dem Aufheizen ist ein relativ geringer Druckverlust zu überwinden, da nur ein Bruchteil von 5% bis 1 0% des für den Normalbetrieb bei Vollauslastung vorgesehenen Nennmengenstroms erforderlich ist. Dadurch ergibt sich ein geringes Verdichtungsverhältnis, so dass mit einem geringen Treibgasstrom ein vergleichsweise großer Fluidstrom im Kreislauf gefördert werden kann. Wenn beispielsweise bei einem Betriebsdruck von 35 bar der Gesamtdruckverlust im Normalbetrieb 3
bar beträgt, ist während des Aufheizens bei einem reduzierten Druck von lediglich 20 bar mit einem Druckverlust von nur ca. 0,1 bar zu rechnen. An der Strahlpumpe 5 beträgt dann das Verhältnis von Treibmedium zu Saugmedium etwa 1 :9.
Gemäß einem weiteren konkreten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen die Prozessanlage mit Wasserdampf als Treibmedium für die Strahlpumpe 5 aufzuheizen, wobei es durch die Wahl des Startdruckes und der Kreislaufmenge möglich ist, schon bei relativ niedrigen Temperaturen von typischerweise 100°C in der Schüttung eine Aufheizung der Prozessanlage zu ermöglichen, ohne dass es zu einer Kondensation von Wasserdampf auf der Schüttung kommt, was in der Regel verhindert werden muss. Um dies zu gewährleisten werden ein geringer Startdruck eingestellt und in dem Kreislauf der Prozessanlage ein Schlusskühler vorgesehen, der einen Großteil des als Wasserdampf in dem Fluidstrom enthaltenen Wassers auskondensiert. Dadurch kann erreicht werden, dass trotz des Einsatzes von Wasserdampf als Treibmedium die Temperatur des Taupunktes des Wasserdampfes unterhalb der in der Kataly- satorschüttung vorliegenden Temperatur gehalten werden kann.

Claims

Patentansprüche:
1 . Verfahren zum Aufheizen oder Warmhalten der Strömungswege einer Prozessanlage außerhalb des Prozessbetriebs, bei welchem Prozessbetrieb ein Prozessfluid in die Anlage einströmt und dort einer chemischen und/oder physikalischen Behandlung bzw. Umwandlung unterzogen wird, wobei ein zum Aufheizen oder Warmhalten der Strömungswege vorgesehener Fluidstrom in einem Kreislauf geführt wird, welcher eine Heizeinrichtung (8) zum Aufwärmen des Fluidstroms enthält, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Fluidstrom zum Ausgleich des in dem Kreislauf auftretenden Druckverlustes einer in dem Kreislauf angeordneten Strahlpu mpe (5) als Saugmedium zugefü h rt u nd dort m it ein em bei ein em höheren Druck zugefü h rten Treibmedium beaufschlagt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Prozess- anläge zur katalytischen Umwandlung von Bestandteilen eines Prozessfluids vorgesehen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungswege der Prozessanlage zum indest einen Apparat m it einer Schüttung von Festkörpern enthalten.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck innerhalb des gesamten Kreislaufs größer als 5 bar, vorzugsweise größer als 10 bar, besonders bevorzugt größer als 20 bar ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mengenstrom des zum Aufheizen oder Warmhalten der Strömungswege vorgesehenen Fluidstroms weniger als 15% eines Nennmengenstroms beträgt,
für den die Prozessanlage bei Vollauslastung in einem Normalbetrieb ausgelegt ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlpumpe (5) als Treibmedium ein Inertgas, vorzugsweise Stickstoff oder
Kohlendioxid, zugeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlpumpe (5) als Treibmedium ein gasförmige Bestandteile und Wasser- dampf enthaltendes Fluid zugeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlpumpe (5) als Treibmedium Wasserdampf zugeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Rückführung des Fluidstroms zu der Strahlpumpe (5) Wasser aus dem Fluidstrom auskondensiert und abgezogen wird, wobei die aus dem Fluidstrom auskondensierte Wassermenge mit der Wassermenge übereinstimmt, die als Wasserdampf der Strahlpumpe (5) als Treibmedium zugeführt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Teilmenge des in dem Kreislauf geführten Fluids ausgeschleust wird.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Mengen- ström der ausgeschleusten Teilmenge dem Mengenstrom des zugeführten
Treibmediums entspricht.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die ausgeschleuste Teilmenge des Fluids zur Wärmerückgewinnung über einen
Wärmetauscher (10) geführt wird, wobei mit der zurückgewonnenen Wärme das Treibmedium vorgewärmt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizeinrichtung (8) zum Aufwärmen des Fluidstroms ein Wärmetauscher eingesetzt wird, der mit einem Heizmedium beaufschlagt ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizeinrichtung zum Aufwärmen des Fluidstroms ein elektrisch betrie- benes Heizelement eingesetzt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Treibmedium in einem Druckbehälter (7) bereit gehalten wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessanlage zumindest zwei Komponenten (2a, 2b) aufweist und dass in Strömungsrichtung gesehen hinter der Strahlpumpe (5) eine Regelmittel enthaltende Verzweigung vorgesehen ist, die eine variable Aufteilung des Fluidstroms auf die erste Komponente (2a) und die zweite Komponente (2b) ermöglicht.
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