PL79270B1 - - Google Patents

Description

Sposób spalania etylenu zawartego w gazach wylotowych otrzymanych w procesie wytwarzania tlenku etylenu Przedmiotem wynalazku jest sposób spalania ety¬ lenu zawartego w gazach wylotowych otrzymanych w procesie wytwarzania tlenku etylenu, zapew¬ niajacy odzyskanie energii spalanego etylenu.Tlenek etylenu wytwarza sie przez bezposrednie utlenienie etylenu tlenem z powietrza w wysokiej temperaturze i pod zwiekszonym cisnieniem w apa¬ racie kontaktowym. Produkt gazowy wyplywajacy z aparatu kontaktowego kieruje sie do kolumny absorpcyjnej, w której odzyskuje sie wytworzony tlenek etylenu. Czesc gazów wychodzacych z ko¬ lumny kieruje sie powtórnie do aparatu kontakto¬ wego uzupelniajac go swiezym powietrzem i etyle¬ nem, a reszte gazów po absorpcji wypuszcza sie do atmosfery. Ilosc gazów wypuszczanych do atmo¬ sfery równa jest ilosci dodawanego powietrza i ety¬ lenu, aby zachowac te sama objetosc gazów w obie¬ gu. Odprowadzane do atmosfery gazy zawieraja glównie azot, tlen i dwutlenek wegla, a takze pewna ilosc etylenu, zwykle 0,1—3%, a najczesciej 0,5—1,5°/© objetosciowych.Gazy te maja cisnienie bardzo zblizone do cis¬ nienia panujacego w aparacie kontaktowym i jed¬ noczesnie do cisnienia, do którego spreza sie powie¬ trze doprowadzane do reakcji, jesli pominac nie¬ wielkie straty. W celu poprawienia wydajnosci energetycznej procesu pozadane jest odzyskiwanie energii zawartej w gazach odprowadzanych do atmosfery. Istotna okolicznoscia jest fakt, ze ilosc odprowadzanych do atmosfery gazów jest w przy- 10 15 20 25 30 blizeniu równa ilosci sprezonego powietrza nie¬ zbednego do reakcji, zmniejszonej o ilosc przerea- gowanego tlenu oraz niewielkie straty.Najczesciej stosowany sposób odzyskiwania ener¬ gii zawartej w gazach odprowadzanych do atmo¬ sfery polega na wykorzystaniu ich energii poten¬ cjalnej przez rozprezanie w turbinie. Turbine na¬ pedzana energia gazów mozna zsynchronizowac z kompresorem powietrza doprowadzanego do utleniania etylenu.Jednakze w ten sposób energia zawarta w obec¬ nym w gazach etylenie nie zostaje wykorzystana.Inny sposób wykorzystania energii gazów wylo¬ towych z instalacji do utleniania etylenu polega na spaleniu etylenu zawartego w gazach w obec¬ nosci katalizatora, a nastepnie na rozprezeniu ich w turbinie. Spalanie etylenu zawartego w gazach musi byc prowadzone bez nadmiernego wzrostu temperatury katalizatora, poniewaz wiadomo, ze ga¬ zowa mieszanina tlenu i etylenu jest wybuchowa w bardzo szerokim zakresie stezen i zwlaszcza w wyzszych temperaturach grozi eksplozja. Jed¬ nakze zawartosc etylenu w gazach wylotowych nie jest stala, a czestotliwosc i wielkosc zmian jego zawartosci jest trudna do przewidzenia, dlatego tez nie opanowano ustabilizowanego procesu odzy¬ skiwania energii na drodze spalania etylenu i na¬ stepujacego po tym rozprezenia gazów. Zdarza sie czesto w instalacjach pracujacych w ten sposób, ze stezenie etylenu wzrasta tak znacznie, ze katali- 7927079270 tyczne utlenianie przebiega adiabatycznie, co za¬ graza trwalosci katalizatora i wzmaga niebezpie¬ czenstwo eksplozji gazów.Tak wiec znany sposób katalitycznego elimino¬ wania etylenu nadaje sie jedynie do zastosowania 5 w instalacjach, które gwarantuja zachowanie sta¬ lego skladu gazów wylotowych.Przedmiotem wynalazku jest sposób spalania ety¬ lenu zawartego w gazach wylotowych otrzymanych w procesie wytwarzania tlenku etylenu, zapewnia- i° jacy odzyskanie przewazajacej czesci energii spala¬ nego etylenu i wykorzystanie jej do napedzania sprezarki powietrza.Stwierdzono, ze zawarty w gazach wylotowych etylen w ilosci 0,1—3,0°/o objetosciowych moze byc 15 spalany bez katalizatora z dodatkiem paliwa po¬ mocniczego, przy czym ryzyko eksplozji zostaje cal¬ kowicie usuniete, jesli zachowuje sie koncowa tem¬ perature odlotowych gazów spalinowych rzedu 600—750°C. Po spaleniu etylenu sprezone gazy roz- 20 preza sie nastepnie w znany sposób w turbinie polaczonej ze sprezarka powietrza kierowanego do aparatu kontaktowego do utleniania.Dla lepszego zrozumienia sposobu wedlug wy¬ nalazku i zobrazowania jego stosowania przedsta- 25 wiono schematycznie na zalaczonym rysunku in¬ stalacje spalania niezwiazanego etylenu oraz ko¬ lejne etapy odzysku energii gazów wylotowych z aparatu kontaktowego.Przewód 1 prowadzi z aparatu kontatkowego, 30 nie pokazanego na rysunku, w którym odbywa sie katalityczne utlenianie etylenu do tlenku etylenu w znany sposób. Przed wejsciem do wymiennika ciepla 2 gazy wylotowe przechodza przez kolumne absorpcyjna, gdzie usuwa sie z nich calkowicie lub 35 zasadniczo calkowicie tlenek etylenu. Gazy wylo¬ towe z procesu wytwarzania tlenku etylenu zwykle o temperaturze 10—50°C i pod cisnieniem 15— 25 atm przed strefa spalania ogrzewa sie przepó? nowo w wymienniku ciepla 2 goracymi gazami spa- 40 linowymi pochodzacymi z turbiny rozprezajacej 7, a nastepnie kieruje sie do komory spalania 4 za¬ opatrzonej w urzadzenie zasilajace paliwem dodat¬ kowym. Zasilanie odbywa sie przez zawór zasi¬ lajacy 5 sterowany regulatorem termicznym 6 45 wlaczonym miedzy wlot turbiny rozprezajacej 7 i wylot komory spalania 4.W tej instalacji zasilanie paliwem regulowane jest temperatura gazów u wylotu komory spala¬ nia 4, która zawiera sie zwykle w przedziale 600— 50 750°C.Gazy wychodzace z komory spalania 4 posiadaja wystarczajaca temperature i cisnienie do rozpre¬ zenia w turbinie 7 napedzajacj sprezarke powietrza potrzebnego do procesu. Teoretycznie, energia roz- 55 prezania gazów w turbinie jest zasadniczo równa energii niezbednej do napedzania sprezarki.Gazy opuszczajace turbine 7 odprowadza sie do atmosfery, jednakze zawarte w nich cieplo odzy¬ skuje sie uprzednio w wymienniku ciepla 2.Kompromis miedzy wymaganiami termicznymi spalania i pracy turbiny moze byc osiagniety przez uzycie wytwornicy pary 3 skladajacej sie z kotla wytwarzajacego pare, która przesyla sie nastepnie do turbiny rozprezajacej razem z gazami wyply¬ wajacymi z komory spalania. Zaleta ukladu wedlug wynalazku jest niezaleznosc procesu spalania od zawartosci etylenu w gazach wylotowych, a ponie-, waz etylen jest usuwany przez spalanie nie wyste¬ puje niebezpieczenstwo eksplozji przed rozprezeniem gazów w turbinie.Sposób wedlug wynalazku umozliwia odzyskanie energii chemicznej etylenu zawartego w gazach wylotowych i podwyzszenie ich temperatury bez niebezpieczenstwa eksplozji. Gazy wylotowe po tym dopaleniu sa wolne od etylenu, maja wyzsza tem¬ perature i cisnienie. W ten sposób przygotowane gazy wylotowe moga byc nastepnie bezpiecznie roz¬ prezane w turbinie, a ponadto uzyskana praca jest znacznie wieksza, niz w wypadku gdy gazy roz¬ prezane sa w temperaturze syntezy tlenku etylenu.Tak wiec sposób wedlug wynalazku eliminuje calkowicie ryzyko eksplozji i nie wymaga stoso¬ wania katalizatora, a równoczesnie zapewnia cal¬ kowicie odzyskanie energii mechanicznej i che¬ micznej gazów wylotowych z instalacji do utle¬ niania etylenu. Ponadto otrzymuje sie takze pare w kotle, która przesyla sie wraz z gazami wyloto¬ wymi na turbine, przy czym odplyw skladników mieszaniny parowo-gazowej do turbiny ekspansyj¬ nej steruje regulator. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób spalania etylenu zawartego w gazach wylotowych otrzymanych w procesie wytwarzania tlenku etylenu, zapewniajacy odzyskanie energii spalanego etylenu, polegajacy na spalaniu etylenu powietrzem zawartym w tych gazach i nastepnym rozprezaniu wytworzonych spalin, znamienny tym, ze gazy wylotowe zawierajace 0,1—3,0*/* objetoscio¬ wych etylenu, spala sie w nieobecnosci kataliza¬ tora, doprowadzajac jednoczesnie do strefy spa¬ lania paliwo dodatkowe w ilosci zapewniajacej utrzymanie temperatury odlotowych gazów spali¬ nowych na poziomie 600—750°C.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze gazy wylotowe z procesu wytwarzania tlenku ety¬ lenu sa przed strefa spalania ogrzewane przepo- nowo przez rozprezone gazy spalinowe.KI. 12o, 5/05 79270 MKP C07d 1/14 PL PL