FI81729B - Saekerhetslaossystem. - Google Patents

Description

1 81729

Varolukkojärjestelmä Tämä keksintö koskee nestelukkolaitetta haitallisten kaasu-5 jen, kuten hapen ja vesihöyryn pääsyn estämiseksi reaktoriin, jossa vaaditaan inertit olosuhteet.

Monet kemialliset prosessit, kuten katalyyttien valmistusprosessit, vaativat ehdottoman inertit olosuhteet. Jopa 10 pienet vesi- tai happimäärät aiheuttavat suuret vahingot järjestelmässä. Tällaiset kemialliset reaktorit on usein liitettävä kaasun pesutorneihin ja/tai turvaliekkeihin ympäristösyistä. Liitettäessä inertit olosuhteet vaativa reaktori kaasun pesutorniin tai muuhun kaasun käsittelylai-15 tokseen on kontaminaation vaara hyvin suuri. Happi ja kosteus pääsevät helposti reaktoriin. Niinpä kontaminaation välttämiseksi reaktorin ja pesutornin tai muun kaasun käsittelylaitoksen väliin on liitettävä varolukkojärjestelmä.

20 Tunnetaan kaksi varolukkojärjestelmän päätyyppiä, joista toinen on varoventtiilijärjestelmä ja toinen on öljylukko-järjestelmä.

Varoventtiijärjestelmä käsittää varoventtiilin, jossa kier-25 rejousi painaa metallikuulaa tiivistysrengasta vastaan.

Jos reaktorissa on tietty ylipaine, kuula työntyy pois kosketuksesta tiivistysrenkaan kanssa ja ylimääräinen kaasu virtaa ulos. Tämän järjestelmän epäkohtana on, että jos prosessissa muodostuu sivutuotteena kaasua koko reaktion 30 aikana, on reaktorissa jatkuvasti ylipainetta, mikä aiheuttaa sen, että varoventtiili on koko ajan auki. Tällöin reaktorin ja pesutornin tai muun kaasun käsittelylaitoksen välillä on suora yhteys. Vaikkakin reaktorista virtaa jatkuvasti kaasua, on osoittautunut, että happea ja kosteutta 35 diffundoituu vastakkaiseen suuntaan ja tämän seurauksena järjestelmän inerttisyysaste laskee.

2 81729 öljylukkojärjestelmässä reaktorin ja pesutornin tai vastaavan väliin on sovitettu öljylukko. Reaktori on yhdistetty öljylukkoon sisääntuloputken avulla, joka putki ulottuu öljypinnan alapuolelle. Reaktorissa syntyneet poistokaasut 5 johdetaan mainittuun sisääntuloputkeen ja kuplitetaan öljy-lukossa olevan öljyn läpi. Tässä järjestelmässä ei esiinny diffuusiota vastakkaiseen suuntaan. Tämän järjestelmän epäkohtana on kuitenkin, että jos reaktoriin syntyy alipainetta, öljy imeytyy alipaineen vaikutuksesta reaktoriin. 10 Tällainen tilanne syntyy helposti prosesseissa, joissa käytetään lämmitystä ja joissa jatkuvasti muodostuu kaasua. Jos lämpötila tilapäisesti laskee ja kaasun muodostus pienenee tai lakkaa kokonaan, syntyy reaktoriin helposti alipainetta. Tämä johtaa vastavirtaan putkistossa, mikä puoles-15 taan aiheuttaa sen, että öljy imeytyy reaktoriin vievään putkeen ja siitä edelleen reaktoriin. Tällöin öljylukko ei enää toimi, koska öljy on prosessiliuoksessa.

Inertit olosuhteet aikaansaadaan prosessilaitteistossa 20 yleensä käyttäen vuorotellen tyhjiötä ja typpikaasua. Laitteistoon muodostetaan ensin tyhjiö. Laitteiston tiiviyttä voidaan helposti tarkistaa seuraamalla paineen alenemista. Jos järjestelmässä on vuoto, ei paine laske riittävän alhaiselle tasolle. Sitten laitteistoon syötetään typpikaasua.

25 Tämä menettely voidaan toistaa useita kertoja ja tuloksena on tyydyttävä inerttisyystaso.

Öljylukkoa ei voida käyttää edellä esitettyä tyyppiä olevassa tekniikassa, jossa tyhjiötä käytetään inerttien olosuh-30 teiden aikaansaamiseksi. Jos öljylukkoon liitettyyn reaktoriin muodostetaan tyhjiö, öljy imeytyy välittömästi järjestelmään. Tämän seurauksena on suora yhteys reaktorin ja pesutornin tai vastaavan välillä. Tämän välttämiseksi reaktorin ja öljylukon väliin on asennettava venttiili, joka 35 on suljettava ennen tyhjiön muodostamista reaktoriin. Prosessin aikana tämän venttiilin on oltava auki, eikä se siten anna mitään suojaa edellä kuvattua takaisinvirtausta vastaan. Lisäksi öljylukon ja reaktorin väliin asennettu vent- 3 81729 tiili huonontaa huomattavasti putkiston mitoituksen joustavuutta .

öljylukko suunnitellaan ja mitoitetaan tietylle läpivirtaa-5 valle kaasumäärälle. Jos prosessissa tapahtuu äkillinen kaasun kehitys tai jos kaasun kehitys on epätasainen, öljy-lukossa oleva öljy karkaa helposti lukosta ja kulkeutuu pois kaasun mukana. Tämä tapahtuu erityisesti silloin, kun laitteiston osalta siirrytään suurempaan mittakaavaan. Jos 10 öljylukosta poistuu liikaa öljyä, muodostuu suora yhteys reaktorin ja pesutornin tai vastaavan välille. Tämän välttämiseksi on jatkuvasti tarkistettava lukon öljytaso ja tarpeen vaatiessa on lisättävä öljyä. Tämä ongelma voidaan vain eliminoida suurentamalla huomattavasti lukon korkeutta 15 ja leveyttä, jolloin vapaa tila öljyn yläpuolella kasvaa.

Prosessissa, jossa on useita poistokaasulinjoja yhdistettynä öljylukkoihin, syntyy ongelma tilan suhteen.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada neste-20 lukkolaite, jolla edellä esitetyt ongelmat voidaan välttää ja joka rakenteeltaan on yksinkertainen ja toiminnaltaan varma.

Nämä tavoitteet on voitu toteuttaa erittäin tyydyttävällä 25 tavalla keksinnön mukaisella ratkaisulla. Keksinnön mukainen nestelukkolaite käsittää pitkänomaisen, suljetun pystysäili-ön, joka osittain on täytetty nesteellä; sisääntuloputken, joka yhdistää reaktorin säiliöön ja ulottuu säiliön sisään, jolloin sisääntuloputken säiliön sisäpuoliseen osaan on 30 liitetty varoventtiili, joka on upotettu mainittuun nesteeseen; ja poistoputken, joka on liitetty säiliöön ja on yhteydessä säiliön nestepinnan yläpuoliseen tilaan.

Säiliö on ensisijaisesti lieriömäinen ja sen korkeus on 35 edullisesti 3-10 kertaa suurempi kuin säiliön halkaisija.

Säiliössä oleva neste on öljyä tai muuta viskoosista nestettä .

4 81729 Säiliön tilavuudesta on edullisesti 20-30 % täytetty öljyllä .

Keksinnön mukaisessa öljylukkolaitteessa, jossa varoventtii-5 li on yhdistetty sisääntuloputkeen ja upotettu öljyyn, yhdistyvät sekä varoventtiiIin että öljylukon edut. Varo-venttiilin auetessa ei muodostu suoraa yhteyttä reaktorin ja pesutornin tai muun kaasun käsittelylaitoksen väliin, koska kaasun on vielä kuplittava öljyn läpi.

10

Jos reaktoriin syntyy hetkellinen alipaine ajon aikana, ei öljyä imeydy säiliöstä, koska varoventtiili sulkee välittömästi virtaustien tässä suunnassa. Tällöin ei ole olemassa vaaraa, että öljy imeytyisi reaktoriin tai että muodostuisi 15 vapaa yhteys reaktorin ja pesutornin tai vastaavan väliin.

Keksinnön mukaisesti tyhjiötä voidaan käyttää inerttien olosuhteiden aikaansaamiseksi prosessilaitteistoon ja myös laitteiston tiiviyden tarkistamiseksi. Kun reaktoriin muo-20 dostetaan tyhjiö, varoventtiili sulkeutuu automaattisesti. Tunnetuissa järjestelmissä varoventtiili on rajoittavana tekijänä painetta alennettaessa johtuen ilman vuotamisesta venttiilin läpi. Keksinnön mukaan öljyyn upotetussa varo-venttiilissä esiintyy huomattavasti vähemmän vuotoa, koska 25 viskoosinen öljy imeytyy varoventtiilin kautta järjestelmään huomattavasti pienemmässä määrin kuin ympäröivä ilma.

Keksinnön erään edullisen sovellutusmuodon mukaan poistoput-keen on myös sovitettu varoventtiili. Tällöin järjestelmä 30 voidaan puhalluttaa typpikaasulla ajojen välillä öljyyn suspendoituneen ilman tai kosteuden poistamiseksi, jolloin vältytään niiden akkumuloitumiselta öljyyn. Tämä on suuri etu erityisesti, jos poistoputki on yhdistetty vesi-kaasu-pesutomiin. Ajojen välillä voidaan myös puhalluttaa typpi-35 kaasulla öljylukon öljyyn kondensoituneiden hiilivetyjen poistamiseksi. Jos näitä kondensoituneita liuottimia ei poisteta Öljystä, nestepinta öljylukossa nousee, kunnes nestettä karkaa öljylukosta poiston kautta. Tällöin jäljellä il 5 81729 oleva neste on öljyn ja orgaanisen liuottimen seos, josta orgaaninen liuotin helposti haihtuu prosessin kestäessä, jolloin öljylukko kuivuu tyhjiin, jonka seurauksena taas saadaan suora yhteys reaktorin ja pesutornin tai vastaavan 5 väliin.

Keksinnön mukaisesti öljyn karkaaminen säiliöstä ajon aikana on täysin eliminoitu sillä, että säiliö on hyvin korkea, korkeuden ollessa noin 3-10 kertaa suurempi kuin säiliön 10 halkaisija, että vain noin 20-30 % säiliön tilavuudesta on täytetty öljyllä sekä sillä, että öljyn yläpuolinen tila säiliössä on täytetty metalliverkolla tai -villalla. Edullisesti 60-80 % tästä tilasta on täytetty metalliverkolla tai -villalla. Jos tapahtuu äkillinen kaasun kehitys - joka 15 tunnetuissa öljylukoissa puhaltaisi öljyn ulos öljylukosta -öljy nousee keksinnön mukaisen nestelukkolaitteen säiliössä ja sen rintama kohtaa metalliverkon tai -villan, jolloin rintama rikkoutuu tehokkaasti. Tämän rakenteen ansiosta keksinnön mukainen nestelukkolaite on hyvin joustava läpi-20 virtaavien kaasumäärien suhteen ja tämä on erityisen tärkeätä, kun laitteistoa sovelletaan täyden mittakaavan prosesseihin.

Keksinnön mukaisen nestelukkolaitteen säiliön suurella 25 korkeudella on myös se etu, että säästetään tilaa, millä seikalla on erityistä merkitystä täyden mittakaavan prosesseissa .

Keksintöä kuvataan lähemmin seuraavassa viitaten oheiseen 30 piirustukseen, joka esittää kaaviomaisesti poikkileikattua pystykuvantoa eräästä edullisesta keksinnön mukaisesta laitteesta.

Kuviossa on pitkänomainen, suljettu pystysäiliö merkitty 35 viitenumerolla 1. Säiliö 1 on osittain täytetty öljyllä 5 ja säiliössä on tarkkailuikkunat 13 nestepinnan tarkkailemiseksi. Säiliöön 1 on liitetty putki 11 öljytäyttöä varten ja putki 12 öljyn poistamiseksi säiliöstä.

6 81729

Reaktori (ei esitetty kuviossa), jossa vaaditaan tiukat inertit olosuhteet, on yhdistetty säiliöön 1 sisääntuloput-ken 2 kautta. Sisääntuloputken säiliön sisäpuoliseen osaan 3 on liitetty varoventtiili 6, joka kokonaisuudessaan on 5 upotettu öljyyn. Tämä varoventtiili on rakenteeltaan sellainen, että siinä on kierrejousi, joka painaa metallikuulaa tiivistysrengasta vastaan. Tämä varoventtiili on säädetty siten, että pieni ylipaine reaktorissa avaa venttiilin. Säiliön 1 yläosaan on liitetty poistoputki 4, joka on yh-10 teydessä säiliön nestepinnan yläpuoliseen tilaan 8. Poistoputki 4 on liitetty kaasun pesutorniin tai muuhun kaasun käsittelylaitokseen (ei esitetty kuviossa). Mainitussa poistoputkessa 4 on myös varoventtiili 7, joka rakenteeltaan on samanlainen kuin edellä kuvattu varoventtiili 6.

15

Nesteen yläpuolinen tila 8 säiliössä 1 on täytetty metalli-verkolla tai -villalla 9.

Sisääntuloputkeen 1 on lisäksi liitetty typpikaasun tai 20 muun inerttikaasun syöttöputki 10.

Keksinnön mukainen öljylukkolaite estää hyvin tehokkaasti hapen ja kosteuden pääsyn pesutornista tai vastaavasta reaktoriin. Reaktoriin voidaan myöskin muodostaa tyhjiö 25 ilman, että siihen imeytyisi öljyä säiliöstä 1. Reaktoriin ja säiliöön 1 voidaan myöskin putken 10 kautta puhalluttaa typpikaasua.

Edellä on kuvattu vain yhtä edullista keksinnön mukaista 30 sovellutusmuotoa ja on selvää, että keksintöä voidaan tästä muunnella patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä voidaan esimerkiksi edellä kuvattua tyyppiä olevien varoventtiilien sijasta käyttää muita tavanomaisia vastaaviin tarkoituksiin käytettäviä varoventtiilejä.

li 35

Claims (8)

1. Nestelukkolaite haitallisten kaasujen pääsyn estämiseksi reaktoriin, tunnettu siitä, että se käsittää pitkänomaisen, suljetun pystysäiliön (1), joka on osittain 5 täytetty nesteellä (5)? sisääntuloputken (2, 3), joka yhdistää reaktorin säiliöön ja ulottuu säiliön sisään, jolloin sisääntuloputken säiliön sisäpuoliseen osaan (3) on liitetty varoventtiili (6), joka on upotettu mainittuun nesteeseen; ja poistoputken (4), joka on liitetty säiliöön ja on yh-10 teydessä säiliön nestepinnan yläpuoliseen tilaan (8).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen nestelukkolaite, tunnettu siitä, että poistoputkeen (4) on liitetty varoventtiili (7). 15

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen nestelukkolaite, tunnettu siitä, että säiliö (1) on lieriömäinen ja että sen korkeus on 3-10 kertaa suurempi kuin säiliön halkaisija. 20

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen nestelukkolaite, tunnettu siitä, että 20-30 % säiliön tilavuudesta on täytetty nesteellä.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen nesteluk kolaite, tunnettu siitä, että mainittu neste on ' öljyä tai muuta viskoosista nestettä.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen nesteluk-30 kolaite, tunnettu siitä, että nesteen yläpuolinen tila (8) säiliössä (1) on osittain täytetty metalliverkolla tai -villalla (9).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen nestelukkolaite, 35 tunnettu siitä, että 60-80 % mainitusta tilasta on täytetty metalliverkolla tai -villalla (9). s 81729

7 81729

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen nesteluk-kolaite, tunnettu siitä, että sisääntuloputkeen (2) on liitetty typpikaasun tai muun inerttikaasun syöttö-putki (10). 5