PL29706B1 - Urzadzenie do zapewnienia ekonomicznego wyzyskania masy katalitycznej przy syntetycznym wytwarzaniu benzyny - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 3 kwietnia 1936 (NiemcyJ.Przy otrzymywaniu benzyny syntetycz¬ nej, -przeprowadzanym w praktyce wedlug metody Fischer-Tropscha, otrzymuje sie benzyne w ten sposób, ze doprowadza sie najpierw gazy weglowe lub koksowe do scislego zetkniecia sie z wodorem lub para wodna w obecnosci katalizatora*. Przy tym zabiegu powstaje w tak zwanych piecach kontaktowych bez przerwy cieplo, tak ze trzeba przewidziec urzadzenie chlodzace, które by zawsze bylo w stanie odprowadzac cieplo, wyzwalajace sie w danym okresie.Z tego powodu otacza sie piec kontaktowy chlodnica, z której stale wyplywa ciecz chlodzaca. Prosta regulacje odprowadza¬ nia ciepla, a tym samym regulacje tempe¬ ratury, daje sie tu uzyskac w ten sposób, ze chlodnica dziala jako wyparnica, a prez¬ nosc powstajacej pary nasyconej jest kon¬ trolowana wzglednie utrzymywana na wy¬ sokosci odpowiadajacej zadanej tempera¬ turze. W tym celu wstawiano dotychczas w przewód chlodnicy lub wezownicy chlo¬ dzacej, który odprowadza pare, zawór i uruchomiano ten zawór bezposrednio tlo¬ kiem przestawnym, obladowanym cieza¬ rem, a poruszanym cisnieniem pary.Dotychczas nie uwazano za potrzebne zaniechac tego rodzaju regulacji cisnienia.A jednak wykazuje on ukryty brak, któ¬ ry wystepuje w swych ostatecznych skut¬ kach jako powazne obnizenie sie oplacalno¬ sci calej metody. Na tej wlasnie okolicz¬ nosci, która byla dotychczas pomijana iktóra wskutek tego dokladniej bedzie omó¬ wiona ponizej, opiera sie wynalazek niniej¬ szy, wedlug którego proponuje sie prze¬ prowadzac regulowanie cisnienia za pomo¬ ca regulatora dzialajacego posrednio, utrzymujacego stala wartosc cisnienia na pozadanej wysokosci lub zmienna pomie¬ dzy zakreslonymi granicami niezaleznie od polozenia narzadu regulowanego.Aby móc te propozycje nalezycie oce¬ nic, trzeba przede wszystkim zajac sie bli¬ zej zachowaniem sie katalizatora przy pra¬ cy.Wlasciwoscia wyzej wspomnianej me¬ tody wzglednie katalizatora jest to, ze pro¬ ces chemiczny przebiega w sposób zada¬ ny tylko przy zupelnie okreslonej tempe- raturzie pieca kontaktowego. Temperatura ta musi byc dostosowana do kazdorazowe¬ go stanu katalizatora, który w raz ustalo¬ nej temperaturze jest podczas pracy kata¬ litycznie wystarczajaco czynnym tylko przez pewien okreslony czas. Po uplywie tego czasu mozna uzyskac znowu wlasci¬ wy przebieg reakcji tylko wówczas, jezeli podniesie sie temperature w piecu kontak¬ towym o pewna wartosc. Jezeli przez ta¬ kie stopniowo przeprowadzane podwyzsza¬ nie temperatury dojdzie sie. w koncu do górnej granicznej wartosci temperatury, to wówczas trzeba regenerowac mase ka¬ talityczna, by stala sie ona ponownie uzy¬ teczna. Po regeneracji praca moze byc pro¬ wadzona dalej w ten sam sposób, to zna¬ czy rozpoczyna sie prowadzenie procesu znowu w temperaturach stosunkowo ni¬ skich i podnosi je nastepnie stopniowo w okreslonych odstepach czasu, jak to poda¬ no powyzej.Stwierdzono jednak, ze katalizator wy¬ kazuje inna jeszcze wlasciwosc, która na¬ lezy uwzglednic, jezeli sie chce zapewnic mozliwie najekonomiczniej sze wyzyskanie masy katalitycznej. Okazalo sie mianowi¬ cie, ze po kazdorazowym podniesieniu tem¬ peratury reakcja chemiczna nie przebiega juz przy dalszym uzyciu tej samej masy katalitycznej w sposób pozadany w obrebie temperatur, lezacych ponizej temperatury nastawionej, niezaleznie od tego, czy ka¬ talizator zostal poprzednio w tym odstepie temperatur wyzyskany. Jezeli wiec przy pracy ze swiezo zregenerowana masa jej temperatura zostanie natychmiast podnie¬ siona, na przyklad przez nieuwage perso¬ nelu obslugujacego, do temperatury gra¬ nicznej, przy której osiagnieciu trzeba przerwac proces z powodu koniecznosci po¬ nownego regenerowania masy, to tym sa¬ mym traci sie cala te rozpietosc tempera¬ tury. Ale nie tylko to, przez przeciag cza¬ su, który jest potrzebny,. aby wyciagnac mase kontaktowa, która wlasnie stala sie nieuzyteczna, i zastapic ja nowa lub swie¬ zo zregenerowana masa, piec musi pozosta¬ wac nieuzywany. Ma sie wiec do czynie¬ nia ze strata czasu podczas pracy. Dalej sprzeciwia sie to dazeniu do dbalego ob¬ chodzenia sie z masa katalityczna, która stanowi powazna czesc wartosci urzadze¬ nia, jezeli trzeba poddawac ja regeneracji bez uprzedniego nalezytego wyzyskania jej.Majac na uwadze te mianowicie wlasci¬ wosc masy katalitycznej, ze staje sie ona do pewnego stopnia nieczynna, jezeli pod¬ wyzszy sie jej temperature w czasie pra¬ cy, zanim wyzyska sie jej wlasciwosci ka¬ talityczne lub zanim wyzyskano je dosta¬ tecznie, i rozpatrujac wówczas zachowanie sie przy pracy z jednej strony urzadzenia, posiadajacego zawór regulowany bezposre¬ dnio obciazonym tlokiem przestawnym, a z drugiej strony urzadzenia, w którym re¬ gulacja cisnienia nastepuje przy pomocy regulatora w rodzaju omówionego, dziala¬ jacego posrednio, mozna wykazac, ze przy uzyciu najpierw wymienionego urzadzenia regulujacego ekonomiczne wyzyskanie ma¬ sy katalitycznej jest istotnie niemozliwe, a mozna je uzyskac jedynie przez zastosowa¬ nie urzadzenia regulujacego, wymienione¬ go na drugim miejscu.Jezeli przy zastosowaniu zaworu regu¬ lowanego bezposrednio za pomoca tloka przestawnego, obladowanego ciezarem, na¬ stepuje zwiekszenie ilosci gazu doprowa¬ dzanego do pieca kontaktowego, to zwiek¬ sza sie tym samym równiez ilosc ciepla wyzwalajaca sie w piecu kontaktowym.Nastepstwem tego jest, ze wyparnica wy¬ twarza pare w zwiekszonej ilosci, para ta spietrza sie, a cisnienie pary, a tym samym temperatura cieczy chlodzacej, wzrasta.Tlok przestawny otwiera wtedy, odpowie¬ dnio do zwiekszonego cisnienia, zawór u- mieszczony w przewodzie odprowadzaja¬ cym pare z chlodnicy, powalajac na odply¬ niecie zwiekszonej ilosci pary i obnizajac tym samym znowu cisnienie. Decydujacym tutaj jest to, ze przy pomocy tego urza¬ dzenia regulujacego zawór nie jest rzecza mozliwa dokladne odzyskanie cisnienia, które panowalo poprzednio, gdyz w chwi¬ li, w której na tlok przestawny zaczeloby dzialac cisnienie poprzednie, powrócilby do polozenia poprzedniego nie tylko tlok prze¬ stawny, lecz równiez stozek wzglednie plytka zaworu z powodu sztywnego zlacze¬ nia tych czesci ze soba. Z powyzszego wi¬ dac, ze przekrój przeplywowy zaworu i cisnienie sa dwiema wartosciami z koniecz¬ nosci stale uzaleznionymi od siebie, tak ze cisnienie przy powiekszonym przekroju przeplywowym zaworu, potrzebne do umoz¬ liwienia odplyniecia zwiekszonej ilosci pa¬ ry, musi byc z koniecznosci wieksze niz ci¬ snienie, które uprzednio utrzymywal regu¬ lator. Znaczy to, ze opisany znany regula¬ tor, mimo ze wyczerpywanie sie masy kon¬ taktowej nie daje jeszcze do tego powodów, wywoluje, przy zwiekszonym obciazeniu urzadzenia, wzrost cisnienia i odpowiednio temperatury masy kontaktowej, a tym sa¬ mym traci sie niewyzyskany zakres tem¬ peratur masy kontaktowej.Nie zachodzi to, jezeli zgodnie z wyna¬ lazkiem uzyje sie do regulacji cisnienia re¬ gulatora dzialajacego posrednio, w rodza¬ ju omawianego w opisie. Poniewaz przy uzyciu tego regulatora nie ma zaleznosci polozenia miedzy narzadem regulowanym a narzadem regulujacym, który reguluje .na stala wartosc zadana, wykluczone wiec jest, przy wahajacym sie obciazeniu urza¬ dzenia, stale szkodliwe zwiekszanie sie temperatury srodka chlodzacego, a tym sa¬ mym zgodnie z przedstawionymi zaleznos¬ ciami mozna uzyskac istotnie lepsze wyzy¬ skanie katalizatora, to znaczy wzrost wy¬ dajnosci urzadzenia.Na rysunku pokazano schematycznie zespól czesci istotnych urzadzenia do otrzy¬ mywania benzyny, zaopatrzonego w regu¬ lator dzialajacy posrednio, w rodzaju oma¬ wianego w opisie.W lewej czesci rysunku widac wlasci¬ wy regulator, podczas gdy z prawej stro¬ ny zaznaczono urzadzenia potrzebne do przeprowadzania tak zwanej metody kon¬ taktowej. Jest rzecza obojetna dla wyna¬ lazku, jakie sa szczególy konstrukcji re¬ gulatora i jak tenze pracuje, jezeli tylko uzyje sie regulatora dzialajacego posrednio o podanych wlasciwosciach. Na rysunku przedstawiono regulator wskazówkowo- kontaktowy o. znanej budowie i znanym sposobie dzialania.W prawej czesci rysunku widac przede wszystkim wypelniony masa kontaktowa 1 zbiornik 2 jako czesc najwazniejsza, slu¬ zaca do przeprowadzania podanej powyzej metody otrzymywania benzyny. Masa kon¬ taktowa 1 jest nasypana w zbiorniku :2 na ruszcie 3. Do zbiornika -2 -doprowadzo¬ ny jest od dolu przewód gazu, Uv do które¬ go doprowadza sie przewodem 5 np. gaz z pieców koksowych, a przewodem 6 — pa¬ re. U góry przylaczony jest do zbiornika 2 przewód 7, polaczony z przewoderri 3, któ¬ rym doprowadza sie gaz wodny. Przewód 9 doprowadza do aparatów, w których uzy¬ skany produkt przerabia sie wreszcie .da¬ lej w znany sposób. Zbiornika znajduje sie w zbiorniku chlodzacym 10, do którego -r' 3 —doplywa stale przewodem 11 ciecz chlo¬ dzaca, na przyklad woda. Para, powstaja¬ ca z cieczy chlodzacej, zostaje odprowadzo¬ na przewodem 12, w który wstawiono za¬ wór regulujacy 13. Zawór ten moze byc przestawiany przy pomocy silniczka 14, sterowanego poprzez przekazniki 15 i 16 regulatorem 17. Czesc poruszajaca tego regulatora stanowi przewodzaca prad wskazówka kontaktowa 18 manometru, do¬ laczonego poprzez przewód 19 do przewo¬ du 12. Ze wskazówka 18 lacza sie dwie wskazówki przeciwkontaktowe 20 i 21. Je¬ zeli cisnienie pary w przewodzie 12 wzra¬ sta, wskazówka 18 manometru odchyla sie w kierunku zgodnym z obrotem wskazów¬ ki zegara i zamyka w ten sposób przez ze¬ tkniecie ze wskazówka przeciwkontaktowa 21 obwód pradu, dzieki czemu silniczek 14 zostaje wprawiony poprzez przekaznik 15 w obrót, tak ze zawór 13 otwiera sie dalej.Jezeli hatomiast cisnienie w przewodzie 12 spada, to wskazówka 18 manometru odchyla sie w innym kierunku i przez ze¬ tkniecie ze wskazówka przeciwkontaktowa 20 zamyka poprzez przekaznik 16 obwód pradu, który uruchomia silniczek 14 w ten sposób, ze zawór 13 zamyka sie dalej. Jak to wynika ze schematu polaczen, równo¬ czesnie % silniczkiem li za kazdym razem wlaczony i wylaczony zostaje silniczek 22.Uklad polaczen jest dobrany w ten sposób, ze silniczek ten zmienia za kazdym razem kierunek obrotu swego równoczesnie ze ;zmiana kierunku obrotu silniczka 14. Sil¬ niczek¦"&# Sluzy do napedu pompki obroto¬ wej "23iktóra, w zaleznosci od kierunku ótorotu, ssie ciecz z przestrzeni pod tlokiem, przesuwajacym sie w cylindrze 24, umiesz¬ czonym ruchomo, i wtlacza w przestrzen pód tlokiem, znajdujacym sie w cylindrze '2$, lub£ rra odwrót. Drazki tlokowe tloków pfze&iiw^jafeych sie przeciw naciskowi "sprezyny/jvf obu cylindrach 2U i 25 zacze¬ piaj^ 'froprztez odpowiedni uklad drazków o dzwignie równoramienna 26. Wskutek ruchu tej dzwigni obraca sie przy pomocy drazków 27, 28 wycinek kola zebatego 29, zaczepiajacy o wydrazenie 30, do którego przymocowane sa obie wskazówki przeciw¬ kontaktowe 20, 21. Czesci ostatnio wymie¬ nione tworza razem podatnie dzialajace urzadzenie, cofajace regulator. Aby mozna bylo zmieniac zadane cisnienie, które po¬ winien utrzymywac regulator, zastosowa¬ na jest sruba przestawna 31, osadzona na wrzecionie 32, umieszczonym obrotowo w lozyskach. Wrzeciono 32 posiada nakretke, niewidoczna na rysunku, która podczas ru¬ chu zwrotnego nadaje plytce 33 ruch wa¬ hadlowy wzgledem punktu 34. W plytce tej spoczywa w miejscu 35 czop wycinka kola zebatego 29. Granice reagowania re¬ gulatora moga byc ustalone za pomoca sru¬ by 36 nastawianej recznie, która mozna przesuwac czesc 37, utrzymujaca wzajem¬ ny odstep obu wskazówek przeciwkontak- towych 20 i 21. Im bardziej wskazówki 20, 21 sa do siebie zblizone, tym wezszymi sa granice reagowania regulatora, i na od¬ wrót. Regulator posiada dwie podzialki 38 i 39, z których jedna pozwala na odczy¬ tywanie cisnienia panujacego w przewo¬ dzie 12, druga zas — wprost — przynalez¬ ne temperatury pary nasyconej. W koncu nalezy wspomniec, ze w przedstawionym urzadzeniu przewidziano takze moznosc recznego przestawiania regulatora. Wy¬ lacznik przyciskowy 40 pozwala na urucho¬ mianie silniczka 14 w celu otwierania za¬ woru 13, podczas gdy wylacznik przycisko¬ wy 41 daje moznosc dalszego zamykania zaworu 13 przy pomocy silniczka 14* Dla uzyskania samoczynnego wylaczania sie silniczka 14 w przypadku, gdy zawór 13 osiagnie jedno ze swych polozen kranco¬ wych, zastosowane sa dwa wylaczniki uda¬ rowe 42 i 43.Sposób dzialania opisanego urzadzenia jest nastepujacy: dopóki cale urzadzenie znajduje sie w ruchu w niezaklóconej rów¬ nowadze, dopóty w przewodzie 12 pa- — 4 —nuje pewne okreslone cisnienie stale, odpowiadajace pewnym okreslonym po¬ lozeniom otwarcia zaworu 13. Wska¬ zówka 18 manometru kontaktowego, o- bie wskazówki przeciwkontaktowe 20 i 21 i dzwignia równoramienna 26 zaj¬ muja polozenie przedstawione na rysun¬ ku, silniczki zas Hi 22 znajduja sie w sta¬ nie spoczynku. Jezeli obciazenie urzadze¬ nia zwiekszy sie, a zatem przez przewód 4 i zbiornik 2 przeplywac bedzie wiecej ga¬ zu, to przez to wyzwalac sie bedzie wieksza ilosc ciepla, a w zbiorniku 10 wyparowy¬ wac wieksza ilosc cieczy chlodzacej. Cisnie¬ nie w przewodzie 12 wzrasta i wskazów¬ ka 18 manometru wychyla sie w kierunku wskazówki zegara, styka sie ze wskazów¬ ka przeciwkontaktowa 21, która zamyka obwód pradu przekaznika 15, a tym sa¬ mym uruchomia silniczek li, otwierajacy zawór 13. Równoczesnie porusza sie takze silniczek 22 i uruchomia obrotowa pompke olejowa 23. Pompka ssie z cylindra 2U oli¬ we i tloczy ja do cylindra 25. Dzieki temu przesuwa sie ku dolowi tlok, znajdujacy sie w cylindrze 24, podczas gdy drugi tlok przesuwa sie ku górze. Dzwignia równora¬ mienna 26 pochyla sie i przestawia wyci¬ nek kola zebatego 29 przeciwnie do kie¬ runku wskazówki zegara, a male kólko ze¬ bate 30 — zgodnie z kierunkiem wskazów¬ ki zegara. W tej samej chwili otwiera sie obwód pradu, który zostal zamkniety wsku¬ tek zetkniecia sie wskazówki 18 ze wska¬ zówka przeciwkontaktowa 21, tak ze oba silniczki 14 i 22 zatrzymuja sie. Od tej chwili zaczyna sie cofanie wskazówki 21, tak ze wskazówka ta pospiesza za wska¬ zówka 18, która przez to, ze zawór 13 zo¬ stal bardziej otworzony, a cisnienie w prze¬ wodzie 12 spadlo, równiez podaza do swego polozenia poczatkowego. Ruch powrotny wskazówki 21 jest wywolany przez to, ze olej, poprzednio wpompowany pod tlok, znajdujacy sie w cylindrze 25 i obciazony od góry sprezyna, przeplywa przez prze¬ wód przelewowy z powrotem do przestrze¬ ni znajdujacej sie w cylindrze 24. W tym samym stopniu, w którym to sie odbywa, daza takze tloki, znajdujace sie w obu cy¬ lindrach 24 i 25, znowu do swego poloze¬ nia srodkowego lub wyjsciowego, a tym samym przesuwaja dzwignie równoramien¬ na 26 z powrotem do polozenia poczatko¬ wego. Wskutek tego wycinek kola zebate¬ go 29 obraca sie w kierunku zgodnym z kierunkiem wskazówki zegara, a male kól¬ ko zebate 30 — w kierunku przeciwnym, tak ze wskazówka 21, umocowana na ma¬ lym kólku zebatym 30, wykonuje rzeczy¬ wiscie podany ruch powrotny. Jezeli im¬ puls regulujacy byl wystarczajacy, to zna¬ czy, jezeli przez dalsze otwieranie zaworu 13 cisnienie w przewodzie 12 spadlo zno¬ wu do wartosci poczatkowej, wówczas za¬ den nowy ruch regulujacy nie zastapi, po¬ niewaz wtedy wskazówka 21 nie dotknie juz wiecej wskazówki 18. W przeciwnym przypadku nastepuje miedzy wskazówka¬ mi 18 i 21 ponowne zwarcie pradu, w na¬ stepstwie czego silniczek 14 otwiera zawór 13 jeszcze o jeden istopien szerzej. Jezeli i teraz nie uzyska sie jeszcze równowagi regulacji, to podany przebieg powtarza sie ponownie, i to tyle razy, az wreszcie wska¬ zówka 21, dazaca za kazdym razem do po¬ lozenia wyjsciowego, nie bedzie sie juz wie¬ cej dotykala wskazówki 18.Jezeli porówna sie przy tym wskazów¬ ke 18 manometru kontaktowego, jako na¬ rzadu wywolujacego impuls, z tlokiem przestawnym znanego urzadzenia regulu¬ jacego, opisanego na poczatku, to zasadni¬ cza róznica obu sposobów regulacji wyste¬ puje szczególnie razaco. Jak wykazano po¬ przednio, przy uzyciu znanego regulatora kazdemu polozeniu regulowanego zaworu odpowiada zupelnie okreslone polozenie tloka przestawnego. W przypadku niniej¬ szym taka zaleznosc polozen nie zachodzi.Przeciwnie, wskazówka 18 powraca z kon¬ cem regulacji do swego polozenia poczat- — 5 —kowego zupelnie niezaleznie od tego, jakie polozenie przyjmie wreszcie grzybek zawo¬ ru 13.Jezeli dotychczas byla mowa o tym, ze chlodzenie pieca kontaktowego ma sie od¬ bywac przy pomocy wyparnicy, a dozoro¬ wanie chlodzenia przy pomocy regulatora cisnienia, to jednak wynalazek nie jest w zadnym razie tym ograniczony. Jest on, przeciwnie, niezalezny od rodzaju chlodni¬ cy i moze znalezc zastosowanie w pewnych okolicznosciach takze przy bezposredniej regulacji temperatury albo tez przy regu¬ lacji ilosci srodka chlodzacego. Ponadto wynalazek nie ogranicza sie tylko do urza¬ dzenia do otrzymywania benzyny, przyje¬ tego jako punkt wyjscia, lecz daje sie za¬ stosowac równiez w tych wszystkich przy¬ padkach, w których istnieja podobne wa¬ runki pracy. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe. Urzadzenie do zapewnienia ekonomicz¬ nego wyzyskania masy katalitycznej przy syntetycznym wytwarzaniu benzyny, przy którym cieplo, wyzwalajace sie w piecu kontaktowym, jest odprowadzane przy po¬ mocy srodka chlodzacego, którego tempe¬ ratura jest regulowana za pomoca pracu¬ jacego samoczynnie regulatora, znamienne tym, ze regulator ten jest regulatorem dzialajacym posrednio, który niezaleznie od polozenia narzadu regulowanego utrzy¬ muje zasadniczo niezmienna zadana wyso¬ kosc temperatury. Siemens-Schuckertwerke A k t ie n g e s e 11 s c h a f t Zastepca: inz. W. Romer rzecznik patentowy DRUK. M. ARCT. CZERNIAKOWSKA 225Do opisu patentowego Nr 29706 * S i PL