专利名称：在加热器中带有限定的入口及出口温度的化学物质的平稳调温所用的方法及用于执行该 ...的制作方法
在加热器中带有限定的入口及出口温度的化学物质的平稳调温所用 的方法及用于执行该方法的装置
本发明涉及在加热器中带有限定的(defininierten)入口温度和出口 温度的化学物质的平稳调温(gleitendenTemperieren)所用的方法，该物 质以保持在确定的(bestimmten)经限定的压力范围内的方式被引导穿 过加热器，本发明还涉及用于执行该方法的装置。
在工业过程中基于以电的方式运行的加热器对不同成分的化学 物质(chemische Substanzen)进行力口温(erwaermen)是已知的。化学物质 (在这种情况下也可以为水)的这种类型的调温仅当化学物质的量不大 时才可执行。通过这种方法来进行加温成本非常昂贵且从经济角度而 言完全不适合。在大量物质的情形下，有必要在采用燃烧式的加热器 中进行加温，就如在水的汽化或过热中普遍应用的那样。后一种方法 的不利之处在于启动过程(Anfahrprozess)必须利用高能量消耗进行相 对较长的时间。在启动过程(Anfahrprozess)中，为了达到最终阶段， 大量的能量无经济效果地被供应给加热器或整个设备且未经使用地 被散发到周围环境中。
本发明的目的在于，提供一种用于化学物质的平稳调温的方法， 该化学物质通过加热器而保持在确定的进入和排出温度及确定的压 力水平上，本发明的目的还在于提供用于执行该方法的装置，利用该 装置可确保尤其在装置的启动过程中获得经济上有利的、安全且对环 境无害的运行。
根据本发明，该目的借助于在加热器中的在限定的输入温度和输 出温度下的化学物质的平稳调温所用的方法来实现，该化学物质保持在确定的经限定的压力范围内被引导穿过加热器，并且，使平稳调温
在启动过程中在接在加热器的输入管道与排出管道(Zu- und Ableitung) 之间的启动组件(Anfahranordnung)中开始，在该启动组件中，在输入 管道和排出管道截断(sperren)的情形下，通过加热器和该组件的多次 的通流(Durchstroemen)进行化学物质的流畅的调温，直到达到限定的 温度和预定的(vorbestimmte)压力，在形成限定的压力和温度条件的情 形下，启动过程停止，并且，通过截断启动组件而进行经由加热器从 输入管道至排出管道的直接的穿流(Durchlauf)。在本发明的 一种实施 例中，启动组件作为加热器前的输入管道及加热器后的排出管道之间 的桥接部(Ueberbrueckung)而布置到该装置中且装备有功能单元(例如 平衡容器(Ausgleichbehaelter)、水冷却器或空气冷却器和循环泵 (Umwaelzpumpe))。在本发明的一种有利的实施例中，在限定的入口 和出口温度下的化学物质的平稳调温所用的装置具有加热器，在该加 热器中，装置中的介质被带入超临界的(ueberkritischen)温度范围中， 直到在用于随后的工作步骤的限定的温度级(Temperaturstufe)下从加 热器中排出，并且，介质经由加热器借助于启动组件在升高的温度和 充填量(Fuellmenge)下被置于盘旋式的(kreisenden)封闭的启动过程中， 该升高的温度和充填量在维持预定压力的情形下被设定并被保持(直 到离开加热器)。关于本发明的有利的实施例的概述通过平稳调温的特 征而给出，该平稳调温利用以下方法步骤而被实施 -填充加热器
-在启动组件的平衡容器中建立气垫(Gaspolster)以用于获得所
需的过牙呈压力(Prozessdruck) -关闭装置的输入管道和排出管道中的阀(Ventil) -在接通装置的启动组件(在稳定的环流过程(Kreislaufj)rozess)
中)并开始通过加热器的热量输入(Waermeeintrag)的情形下进
行循环以用于化学物质的处理(Behandeln), -在启动过程及其所属的根据本发明的启动组件关断
10(Ausschaltung)的情形下将化学物质馈送至后面的加工区域 (Bearbeitungsbereiche)中 -借助于出自装置的化学品储罐经过加热器而进入后面的工作
区域中的化学物质的供应而保持装置的持续运行 如果加热器和启动组件均填充有气体、该气体由于所填入的化学 物质而到达启动组件的膨胀罐(Ausdehnungsgefaess)并将其置于压力 下直至加热器和装置完全地被填充，则，本发明可被有利地;故设计并 被改进。在另一个实施例中，通过化学物质在装置中的多次的循环、 通过加热器(在保持为装置所需的液位的情形下)，建立准备运转状态 (Betriebsbereitschaft)，并且，布置在化学品储罐后的装置的供给泵停 止运转，其中，在本发明的一种有利的改进方案中，通过利用惰性气
体产生压力垫而将装置中的化学物质引导、设定并保持到临界压力的 范围中。如果在维持化学物质经由分配给装置并且被接通的启动组件 的循环式流动的情形下启动加热器的燃烧器，化学物质温度被改变并 借助于冷却器与化学物质之间持续的热交换而被调整，直至达到冷却 器与总加热器功率之间的温度平衡状态(Temperaturgleichgewicht),并 且，通过平衡容器，化学物质的增大的体积被容纳，待限定的压力通 过气垫的调整而被建立，并且，装置的运行状态被保持，则，根据本 发明的方法是进一步地有利的。根据本发明的方案的另一个有利的实 施例中，当在加热器中达到所需的温度和压力时，被加热的化学物质 通过温度变化较小的(geringer temperierter)化学物质的有针对性的充 入而被挤出并在过渡区(Uebergang)处被从加热器中引出，其中，排出 温度通过至该化学物质的喷射冷却而被进行精细调节，并且，其过高 的温度(Temperaturueberstand)被引回到正常领域(Regime)中，并且，化 学物质的连续的输送流被调整以用于一致的(gleichfoermigen)穿流，其 中，启动组件被关断。本发明可如此净皮改进，即，在全负荷运行中， 化学物质的排出量按限定的比例相对于所需的运行压力而偏移 (versetzt)，并且，装置的温度和压力通过热量输入的调节而被保持恒定并被引导直至全负荷，其中，温度波动通过温度变化较小的化学物 质的供应而被加以补偿。本发明由此得到这样一种设计方案，即，化
学物质进入整个装置的进入温度设置为1(TC至3(TC，优选20。C,并 且，在本发明另一实施例中，化学物质的排出温度设置为达610°C， 优选为55(TC至60(TC。在本发明的另一实施例中，同样还考虑利用 超临界参数来设定装置的压力。如果装置的运行压力被设定到例如35 bar至40bar的超临界压力上，则本发明是有利的。在本发明的一个有 利的实施例中，通过^t入惰性气体而在启动组件的膨月长罐中形成气垫 以用于装置的启动组件中的限定的压力的设定。根据本发明的解决方 案由此有利地实现，即，整个装置的启动过程通过桥接管道(该桥接管 道实施成启动组件，位于所布置的启动组件的引入管道与引出管道之 间)而在穿过加热器的周期性地反复的环流(Kreislauf)中被实现，当达 到装置的限定的温度及运行压力时，该启动过程结束。根据本发明的 解决方案的一种有意义的设计在于，启动组件作为加热器前的输入管 道与加热器后的排出管道之间的桥接部而布置到装置中并配备有诸 如平衡容器、冷却器和循环泵等的功能单元。阅读本文的本领域的技 术人员可以认识到，当利用不同的介质(例如，可选地，水或空气)来 运行冷却器时，同样可实现本发明。
根据本发明的方案的另一个实施例在于，使平稳调温在接于加热
启动组件中，通过加热器和该组件的多次的通流，化学物质的平稳调 温在输入管道和排出管道被截断的情形下进行，并且，该化学物质在 启动过程的流动方向上从加热器中出来、被供应给冷却器，在冷却器 中冷却并由此在经调温的状态下流经截断阀门(Absperrarmatur),流入 膨胀罐(物质为了实现体积和压力平衡而被引入该膨胀罐中)，在与至 主管道的连接的共同作用下，在启动组件中的加热器之后的主管道与 膨胀罐之间建立该化学物质的体积平衡状态(Volumengleichstand)，并 且同时，化学物质在启动过程中流入在加热器之前的供给主管道中。根据本发明的方案的一种有意义的实施例在于，化学物质在经冷却的 状态下流入截断阀门，并在循环泵的作用下而运动，并保持在朝向加 热器的主管道之间且背对膨胀罐地流动，其中，来自加热器的经调温 的化学物质直接被供应给冷却器且在冷却的状态下被供应给膨胀罐 以建立体积和压力平衡并且再次被供应给启动过程的环流。在根据本
发明的方案的一种有利的实施例中，待调温的原料流(Stoffstrom)由带 有可汽化特性的化学物质形成。
在本发明的另 一实施形式中，待调温的原料流由带有可汽化特性 的化学物质及由其组成的物质混合物所构成。
在本发明的一种有利的实施例中，才艮据本发明的方法适用于可汽 化的化学物质或它们的适当的混合物(包括保护混合物)，尤其是用于 化学过程的原始材料(Edukte)。可列举出的一些实例包括氢气、氧 气、臭氧、氮气、卣素、稀有气体、 一氧化碳、二氧化碳、卣化氢(例 如HC1)、水、氨、合成气、天然气、碳氬化合物(例如C1-C16烷，如 曱烷、丙烷、丁烷、异辛烷，特别是来自石油加工的烃馏分)、卤代烃 (例如曱基氯、二氯曱烷、氯乙烯、四氯化碳)、烯烃(例如乙烯、丙烯、 丁烯)、炔烃(例如乙炔)、芳香族化合物、醇(例如曱醇、乙醇、n-丙醇 和i-丙醇、n-丁醇，i-丁醇和t-丁醇、多元醇)、醛、酮、羧酸、酰胺、 氨基酸、胺类(Amine)，醚(例如二曱醚乙醚、二乙醚(Diethylether)、曱 基.叔丁基醚、乙基 叔丁基醚)、酯、硫化合物(例如硫化氢、有机 硫化合物)、有机磷化合物、有机金属化合物、锗烷、硅烷、尤其是有 机硅或氯硅烷以及还有硅氧烷(例如但不限于六曱基二硅氧烷、四曱基 硅烷、三曱基氯硅烷、二曱基二氯硅烷、曱基三氯硅烷，氯曱基二甲 基氯硅烷、氯曱基三氯硅烷、2-氯乙基三氯硅烷、3-氯丙基三氯硅烷、 3-氯-2曱基丙基三氯硅烷、聚氯硅烷、聚硅烷、曱硅烷、 一氯曱硅烷、 二氯曱硅烷、三氯曱硅烷、四氯甲硅烷)-仅列举一些例子-或两个或多 个上述物质的混合物。
根据本发明的方案还通过借助于加热器的带有限定的进入温度
13和排出温度的化学物质的调温所用的装置来实现，该装置与化学品4诸 罐通过第一管道(用于物质的供应)并通过第二主管道(用于将物质排 出到后续过程中)而被连接，并以从第二管道向第一主管道的方式设置 有用于装置的启动的启动组件，该启动组件在第二主管道的阀门
下、通过从加热器穿过的环流的化学物质而进行该平稳调温，该打开 的阀门之后布置有冷却器，冷却器之后跟有截断阀门，该截断阀门将 化学物质引向泵，泵将化学物质供应给阀门，通过阀门(当在打开位置 时)化学物质到达第一管道的部分，在此流向加热器(在该加热器中， 化学物质经受升高的温度)，反复地环流状地流入主管道，并且，在形 成限定的排出温度及限定的压力时，在主过程的管道的阀门打开且启 动组件的阀门关闭时，在启动组件关断的情形下，化学物质经过第二 主管道而被引导向过渡区。
本发明如下地被改进，即，在启动过程中流畅的调温所用的启动 组件被接通并在第二主管道的区域中具有入口阀门
(Eingangsarmatur)，该入口阀门与膨胀罐相连接，与冷却器处在有效 连接(Wirkverbindimg)中的该膨胀罐将化学物质引向循环泵中，该循环 泵将化学物质(经由阀门)引导入与加热器相连接的第一主管道的导管 (Rohrleitung)的部分中，并且，循环在组件中继续进行，直至达到装置 的限定的运行参数。
在本发明的一个特殊的实施例中，流入启动组件中的化学物质经 由打开的阀门流入填充有惰性气体的膨胀罐中(在该膨胀罐中，化学物
且然后到达空气冷却器，该空气冷却器一直保持运转，直至在逐渐地 'J 、的(gestuft geringen)热量输入下在装置中进入稳定和平衡状态 (Beharrungs- und Gleichgewichtszustand),其中，循环泵将化学物质经 由打开的阀门馈入通往加热器的输入管道中。在本发明的 一种优选实 施例中，在用于装置的启动的启动组件中，平稳的调温通过物质流的穿过加热器的盘旋的循环来实现。该启动过程在引入管道和引出管道 的阀门关闭的情形下进行。在此，化学物质从加热器出来、经过引入 管道直接地流入到直接布置在加热器之后的冷却器中。物质流经由截 断阀门而到达泵，该泵将物质流引导向第 一主管道的另 一个管道段并
允许其经过上升的(aufsteigenden)管道部分流入膨胀罐中，该膨胀罐建 立启动组件的压力和体积平衡。在膨胀罐与主管道部分(通过该主管道 部分，该流被引出)之间设置有另一管道，该管道在膨胀罐与主管道的 引出部分之间建立压力平衡。布置在膨胀罐与主管道部分之间的管道 建立了与主管道的可截断的连接。设置有带有阀门的另一管道，以便 能将惰性气体引导入膨月长罐中。在本发明的另一个实施例中，在启动 过程的环流中，来自加热器的化学物质到达冷却器及布置在之后的阀 门并经由另 一管道通过循环泵到达主管道的引入部分。
根据本发明的方案在方法方面具有以下有利之处，即，该化学物 质使得用于启动组件的设备方面的(apperativen)费用被降低并使其功 能可靠性提高，因为其现在在冷却的状态下经由循环泵而被供应给平 衡容器并由此确保了其功能可靠性。本发明的另一实施例中，加热器 由密封;也封闭的(hermetisch geschlossenen)耐压的主体所形成，燃火免器 的火焰突入到该主体的炉腔(Feuerraum)中，该炉腔的壁设有轴向地和 径向地指向的多级地布置的加热管(Erhitzerrohren)，该加热管以^波此 连接的方式被化学物质所流过并利用多次变换其方向的废气流 (Rauchgasstrom)而4皮加热，其中，在径向上布置在外加热管中达到相 应的最高的温度级。
如果通过使用来自上游工艺的废热(Abhitze)来加热以便设定加热 器中的限定的温度，则可以有利地改进本发明。通过将启动组件布置 到整个装置中，才艮据本发明的方案在不同结构尺寸的化学物质的调温 所用的装置中确保了装置的极其经济的启动。启动组件确保了装置的 调温所用的启动过程在装置的全部单元(包括启动组件)被填充之后通 过化学物质的经过启动组件和加热器的环状的循环而平稳地进行，直至达到针对该领域而限定的温度。化学物质的环状的循环在主管道的引入管道和引出管道被截断时进行。在这种类型的装置中的直至到达
工艺所需的温度的、迄今为止所需的有缺陷的阶梯式的(stufenfoermig)温度升高可被取消。通过化学物质的穿过加热器和启动组件的循环不仅使得平滑调温能够进行，而且同时使得直至达到超临界压力的任何所需的压力级都可在启动过程中被设定。
借助于实施例更详细地解释本发明。
在所属的附图中图l在示意图中显示了带有所包括的启动组件的装置；图2在详细视图中显示了出自
图1的组件；图3显示了启动组件的另一实施例；图4显示了根据图3的启动组件的变化的实施例；图5在示意图中显示了出自图1的加热器，在侧视图中部分地被放大。
将参考图1 ， 2和5解释^f艮据实施例的方法的步骤。步骤1:填充加热器4;首先，整个加热器、包括全部的引入管道和引出管道、包括启动组件利用惰性气体而被填充并被强力地吹扫。至平衡容器8的通气阀以配量的方式(dosiert)打开而抽气阀6为此保持关闭。然后，化学物质被泵入到加热器4及冷却器9中，其中，惰性气体被排挤到平衡容器8中。加热器4和冷却器9被填充到平衡容器8中所需的液位且输送泵(Foerderpumpe)2停止运转。
步骤2:化学物质的循环；为了确保惰性气体被从所有的导管和子单元(包括装置0的加热器4和冷却器9)中被排挤到平衡容器8中，循环泵10接通并通过泵送使化学物质循环。然后，平衡容器8的通气阀关闭，而扫气过程利用关闭的阀继续进行。如果平衡容器中的液位在该方法过程中显著下降，则所缺少的量必须借助于输送泵2而被补充，直至到达所需的液位。步骤3:将惰性气体垫施加到平衡容器中；当全部化学物质已被引入装置0中时，装置中的压力自动地增加。然而，由此得到的压力仍然远低于方法所需的临界压力。通过将处于压力下的惰性气体引入到膨胀罐中从而建立起压力垫，压力被调整至高于加热器设备中的化学物质的临界压力的所需的水平。
步骤4:开始热量输入；循环泵10在起动进程(Startvorgang)中保持运行。在加热器4的炉腔9被吹扫之后，燃烧器5起动，或在使用废热的情形下，废热源被接通。该进程在加热器4的最小加热功率下开始。经受小的温度变化的(niedrigtemperierte)物质在加热器4中持续地且稳定地被加温，其中，包括阀门和冷却器12在内的整个输入管道和排出管道的材料也持续地被加温。化学物质的温度通过冷却介质并不冷却回到化学物质的进入温度上，其中，其温度(在加热器4的进入口处)升高。该进程在被保持得较低的热量输入下一直进行，直至在装置中出现稳定状态(Behammgszustand)，其中，冷却器9的冷却功率对应于加热器4的所设定的功率。现在可通过调整循环量而设定加热器4的排出口处的所要求的温度。在启动进程进行期间，被加热的化学物质膨胀而平衡容器8容纳该增大的体积。平衡容器8中的压力升高且其排出阀15打开到这种程度，即，使得惰性气垫的压力降低且同时限定的运行压力得以维持。
步骤5:将已加热的化学物质馈送到反应器(Reaktor)中；如果化学物质的温度和压力在最小热量输入下恒定，则该方法已经进行到了如下程度，即，能够将已充分地被调温的化学物质馈送到后续的工序14中，因为该装置现在在稳定状态下运行，所以可在任何给定的时刻将已调温的化学物质引入到后续的工序14中。为了限制加热器4的进入口处的强烈的温度变化，输送泵2在循环泵10仍运行期间首先馈送少量的经受小的温度变化的化学物质。由此，加热器4中的压力由于该附加部分而升高而排出阀13自动打开以便保持运行压力。以补偿性的方式，循环泵10緩慢地节流以调节排出温度且供给泵2相应于需要而输送冷的化学物质，该冷的化学物质以限定的排出温度离
开加热器4。排出温度在最小的热量输入下通过平行于加热器4而安装的喷射冷却器12而在较小的级中以合适的方式被调节。在该方法流程(Verfahrenverlauf)中，待调温的化学物质的一部分量在加热器4处分支并以较低的温度水平利用压力而重新被引入主管道17, 17，中。随着来自化学品储罐1的输入的量不断增加，循环泵10以越来越大的程度被节流且然后被关断。现在，输送泵2承担至加热器4的全部输入，从而，通过加热器4在最小的热量输入下提供了持续的原料流。
步骤6:装置的正常运行；在从启动运行的最低功率至满负荷运行的过渡中，装置的调节发生改变。在加热器设备4的排出口处所需的压力级通过用于主过程的朝向随后的过程14的截断阀门13的排出阀的打开及关闭而被保持。在循环泵10关断之后，通过在第一级中的热量输入的调节而使温度保持在所需的温度上。随着热量输入的上升及输送泵2的相应的输送量的上升，加热功率升高直至达到满负荷。在利用热量输入调节的温度波动超出正常范围时，通过所安装的喷射冷却器12，也就是说，通过喷入带有显著低于排出温度的温度的化学物质而进行精细调整。
步骤7:加热器停转；通过输送泵2的节流，热输入通过加热器4排出口处的温度传感器而自动向下调节。当达到最小负荷时，循环泵IO被置于运行中，且温度通过循环量的调节而被保持。当低于限定的压力时，输送泵2被关断且用于主过程的截断阀门13自动关闭。在短时中断情形下，温度可通过在最低功率下加热器4中的循环量的调节而被保持。在过渡区14处的后续过程较长时间地关断的情形下，加热器4同样必须完全停转。由此，热量输入被停止。循环泵10继续运行，直至冷却器9将化学物质冷却到停车温度(Stillstandstemperatur)。
为了执行该方法，装置O具有以下结构。装置O具有化学品储罐1，在该化学品储罐1中包含有化学物质，并且该化学品储罐1具有如此的足够大的尺寸，即，使得可实现整个装置的可靠的供料。与化 学品储罐1连接的输送泵2用于将压力提高到过程压力以及将化学物
质输送到加热器4中。在该过程中，化学物质必须流经用于主过程及 用于启动环流(Anfahrkreislauf)的截断阀门3，当组件18用于启动过程 时，该截断阀门3还负责装置0的完全的关断。设备的构造主要依赖 于设备尺寸，其中，可使用带有缠绕的横向通流的或纵向通流的加热 表面的水平锅炉(Kessel)和垂直锅炉。在燃烧器4中，化学物质可借助 于不同的燃烧器系统而被加热，其中，火焰辐射和/或废气对流尤其重 要。燃烧器5在该方法的领域内应配有较宽的调节范围。阅读本文的 本领域的技术人员可以认识到，作为对燃烧器的布置的备选，同样可 通过废热过程而提供热量，也就是说，同样可配有对流式的热传递。 如图3所示，在化学物质流过加热管20期间，燃烧器的废气流绕着 加热管20流动。当化学物质在经调温的状态下离开加热器4时，其 被截断阀门6所阻止而无法达到随后的过程14中。在启动过程期间， ;故预热的物质经由截断阀门7流向启动组件18。阀门7《叉在启动过程 期间打开而在正常运行期间关闭。膨胀容器8仅用于加热器设备的启 动且在方法开始时被完全地填充以惰性气体，在将化学物质充入装置 中时该惰性气体被挤压到一起且其压力升高。如以上详细地所述，现 在所存在的压力仍远低于必需的临界压力。通过气体的附加的供应可 在装置中形成高于临界压力的所需的压力。在启动进程中，化学物质 膨胀，其中，平衡容器8容纳化学物质的增大的体积。膨胀罐8中的 惰性气垫的压力升高而所安装的排出阀15适当地打开以便调节压力。 随后的用于化学物质的冷却器9用于降低物质的温度，该温度适应于 随后的循环泵10的功能。化学物质的冷却可借助于不同的载热介质 (例如空气或水)来实现。安装在组件中的用于启动过程18的循环泵10 必须绝对无流滴地(tropffrei)且密封地封闭地工作。为避免损失 (Havarieschaeden)，设置有相应的截断阀门11。当达到所需的温度时， 主环流中的截断阀门3， 6关闭或以配量的方式打开。由此，用于启动过程的组件与正常运行相隔离。在主管道17, 17，上在截断岡门6 之后跟有喷射冷却器12,在由于负荷波动所引起的主质量流 (Hauptmassestrom)中的温度偏离的情形下，该喷射冷却器12通过喷入 同种的化学物质而将现存的物质冷却到所需的排出温度上。待喷入物 质相应于喷射阀门的热耐力而被选择。在喷射冷却器12之后进行可 自由选择结构型式的控制阀门和安全装置的布置，以用于防止装置中 的超压下降(Ueberdruckabfall)。主管道17, 17'中的截断阀门13起到 将加热环流与过渡区14处的后续过程可靠地隔离开的作用。图3显 示了启动组件18的变化的构型(Figuration)，在保持上述方法步骤的情 形下该构型可根据本发明地被应用，相应于该构型，化学物质经由引 入管道16; 16，的区段(Strang)16沿着箭头28的方向流向加热器4，在 该加热器4中，化学物质通过燃烧器5相应地被调温。化学物质离开 加热器4，经过主管道17;17，的区^殳17(在阀门6关闭的情形下)流向 管道22且然后进入冷却器9。阅读本文的本领域中的技术人员可以看 出，阀门6安装在管道17，中，以便防止化学物质的意外的回流。对 于启动组件的该变化的构型的基本功能而言阀门6的安装并不是必需 的且不会影响组件18的作用方式。经由布置在管道22，上的阀门11， 物质经过管道27, 27，的管道区段27，在循环泵IO的作用下运动，重 新流向主管道16， 16，的区l殳16，并>^人该处而(在启动过程的循环中) 重新到达加热器4中以用于调温。管道27， 27，的上升的部分27，与膨 胀罐8连接，该膨胀罐8可通过管道15而被加载以氮气，氮气可通 过管道25到达管道部分17以4更被引出。通过将冷却的化学物质供应 到膨胀罐8中， 一方面緩和了膨胀罐8的热负荷，并且，进一步地改 善了其功能特性并同样有效地改善了体积和压力平衡所必需的惰性 气体的引入和引出。箭头28显示了化学物质在启动组件18的环流中 的相应的流动方向。
图4显示了用于启动过程的组件的一种实施例。此处，循环泵IO 根据该实施例在管道区段22，上直接布置在阀门11之后且由此可将化学物质在经分流的(aufgeteilten)均匀的压力下同时引导到管道部分27， 并引导到启动环流的引出管道部分27中，从该处，化学物质可经过 管道区段16，重新到达加热器4中。参考标号清单
0 装置
1. 化学品储罐
2. 输送泵
3;6;13用于主过程的截断阀门
4. 加热器
5. 燃烧器
7;11;11'用于启动环流的截断阀门
8. 膨胀罐
9. 冷却器；f.化学品
10. 循环泵
12.带有调节阀门的喷射冷却器
14. 过渡区
15. 用于膨胀罐的阀门
16. 16，管道 17， 17，主管道
18. 用于启动过^f呈的组件
19. 炉腔
20. 热管
21. 废气流流 22;22，;27;27'管道 23，26 阀门
24. 用于冷却器的冷却介质
25. 管道
28.用于流向的方向箭头
权利要求
1.一种在加热器中的带有限定的输入温度和输出温度的化学物质的原料流的平稳调温所用的方法，该化学物质保持在确定的经限定的压力范围内而被引导穿过所述加热器，其特征在于，所述平稳调温在启动过程中在接在所述加热器的输入管道与排出管道之间的启动组件中开始，在所述启动组件中在输入管道和排出管道截断的情形下通过所述加热器和所述组件的多次的通流而进行所述化学物质的平稳调温，直到达到限定的温度和预定的压力，当形成所述限定的压力和温度条件时，所述启动过程停止，并且，通过截断所述启动组件而进行穿过所述加热器从所述输入管道直至所述排出管道的直接的穿流。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述启动组件作为所述加热器之前的输入管道与所述加热器之后的排出管道之间的桥接部而布置到所述装置中，并装备有诸如平衡容器、空气冷却器和循环泵等的功能单元。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，设置有装置以用于带有限定的输入温度和输出温度的化学物质流的平稳调温，该装置具有加热器且所述化学物质在所述装置中被带入超临界的压力范围中，直到从所述加热器排出时被置入用于随后的工作步骤的限定的温度范围中，并且，所述化学物质通过借助于所述启动组件流经所述加热器而在升高的温度和充填量下被置入到环流式的启动过程中，该升高的温度和充填量在保持恒定的压力的情形下被形成并被保持直到离开所述加热器。
4. 根据权利要求1至3中至少一项所述的方法，其特征在于，所述平稳调温利用以下方法步骤而被实施- 充填所述加热器；-在所述启动组件的平衡容器中建立气垫以获得所需的过程压力；-关闭所述输入管道和排出管道中的阀；-进行循环以用于所述化学物质的处理，其中，所述启动组件在稳定的过程中净皮4妄通并开始和继续输入热量；-将所述化学物质馈送到之后的加工区域中，其中，所述启动过程被关断；-借助于所述原料流的从所述化学品储罐经过所述加热器进入之后的工作区域的供应而保持连续的运行。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述加热器及所述启动组件均填充有气体，该气体由于所填入的物质流而到达膨胀罐并将该膨胀罐置于压力下直到所述加热器和所述装置完全地被填充。
6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，借助于所述化学物质在带有所述加热器的所述装置中的多次的循环，在保持为所述装置所需的液位的情形下，建立准备运转状态，并且，布置在所述化学品储罐之后的供给泵停止运转。
7. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过利用惰性气体产生压力垫，所述化学物质的压力被设定到临界压力的范围中并被保持。
8. 根据权利要求1, 2和3中至少一项所述的方法，其特征在于，所述待调温的原料流由带有可汽化特性的化学物质所形成。
9. 根据权利要求1和3中至少一项所述的方法，其特征在于，所述待调温的原料流由带有可汽化特性的化学物质及由其组成的物质混合物所构成。
10. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在维持该介质的经由分配给所述装置的所述启动组件的盘旋式流动的情形下，起动所述加热器的燃烧器，所述物质流的温度被改变且借助于冷却器与所述化学物质之间的持续的热交换而被调整，直至获得所述冷却器与加热器功率的温度平衡状态，并且，通过所述平衡容器容纳增大的体积，所述待限定的压力通过所述气垫的调节而被建立，并且，所述装置的运行状态被设定。
11. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当在所述加热器中达到所需的温度和压力时，被加热的化学物质通过温度变化较小的化学物质的针对性的充入而被挤出并被从所述加热器供应给过渡区，其中，所述化学物质的排出温度借助于至所述原料流的喷射冷却而被进行精细调节，并且，所述化学物质的过高的温度被引回到正常领域中，并且，所述物质的连续的输送流被调整以用于一致的穿流，其中，所述启动组件被关断。
12. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在全负荷运行中，所述物质的排出量以限定的比例相对所需的运行压力而偏移，并且，通过调节热量输入，所述装置的温度和压力被保持恒定并被引导直至全负荷，其中，温度波动通过经受小的温度变化的化学物质的供应而被补偿。
13. 根据权利要求1所述的在加热器中的带有限定的输入温度和输出温度的化学物质的原料流的平稳调温所用的方法，该化学物质保持在确定的压力范围内而被引导穿过所述加热器，其特征在于，所述平稳调温在启动过程中在接在所述加热器的输入管道与排出管道之间的启动组件中开始，在所述启动组件中，在输入管道和排出管道截断的情形下通过所述加热器和所述组件的多次的通流而进行所述化学物质的平稳调温，其中，所述化学物质在所述启动过程的流动方向上从所述加热器中出来，被供应给冷却器，在该冷却器中冷却，并由此以经调温的方式流经截断阀门，流入膨月长罐，所述物质为了所述启动组件的体积和压力平衡而被引入该膨胀罐，借助于至主管道的连接，在所述启动组件中的所述化学物质的平#^犬态下，所述启动过程继续。
14. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述化学物质从所述加热器中出来，直接被供应给冷却器，并在冷却的状态下被供应给用于体积平衡和压力平衡的膨胀罐并同时被供应给所述启动过程的环流。
15. 根据权利要求1和3中至少一项所述的方法，其特征在于，所述化学物质进入所述装置的系统的进入温度设置为20。C 。
16. 根据权利要求1和3中至少一项所述的方法，其特征在于，所述化学物质离开所述装置的排出温度设置为600°C。
17. 根据权利要求3， 13和14中至少一项所述的方法，其特征在于，所述装置中的压力范围利用超临界参数来设定。
18. 根据权利要求1和3中至少一项所述的方法，其特征在于，包括所述加热器的所述装置的所述运行压力设定为40bar。
19. 根据权利要求1, 3和7中至少一项所述的方法，其特征在于，借助于惰性气体的馈入通过所述启动组件的膨胀罐中的气垫而进行所述装置的启动组件中的限定的压力的设定。
20. 根据权利要求1和3中至少一项所述的方法，其特征在于，所述启动过程通过以桥接管道的形式布置在引入管道与引出管道之间的启动组件而在穿过所述加热器的循环的环流中进行，其在达到所述装置的所需的运行压力及限定的温度时结束。
21. —种借助于加热器(4)的带有限定的进入温度和排出温度的化学物质的平稳调温所用的装置(O)，该加热器(4)通过用于供给的管道(16; 16，)而被与化学品储罐(1)连接并通过用于将物质引出到后续过程(14)中的主管道(17; 17，)而被连接，并且，在所述管道(16)与所述主管道(17; 17，)之间设置有用于启动所述装置(0)的启动组件(18),通过该启动组件(18),在阀门(6)关闭及所述化学物质经过打开的阀门(7)而流入的情形下通过所述物质流的穿过所述加热器(4)的盘旋式循环而实现平稳调温，该阀门(7)后布置有冷却器(9)，该冷却器(9)之后跟有截断阀(ll，)，该截断阀(ll，)将流动的原料流引向泵(lO),该泵(10)将所述化学物质供应给阀门(ll),在该阀门(ll)处于打开位置的情形下，所述物质流经过该阀门(11)到达所述管道(16; 16，)的部分(16，)，重新流向在其中所述物质流经受升高的温度的加热器(4)，反复地盘旋地流入所述主管道(17; 17，)，并且，在形成限定的排出温度以及所形成的限定的压力的情形下、在阀门(6; 3)打开且阀门(7; ll)关闭时、在所述启动组件(18)关断的情形下、所述物质经过所述主管道(17; 17，)流向过渡区(14)。
22. 根据权利要求19所述的装置，其特征在于，在启动过程中平稳调温所用的启动组件(18)被接通且在所述主管道(17)的区域中具有入口阀门(7)，其与膨胀罐(8)相连接，该膨胀罐(8)与冷却器(9)呈有效连接、将所述化学物质导引向循环泵(IO),该循环泵(10)经由阀门(11)将所述原料流导引入所述导管(16; 16，)的与所述加热器(4)连接的部分(16')中，并且，所述循环在所述组件(18)中继续，直到达到所述装置的限定的运行参数。
23. 根据权利要求19所述的装置，其特征在于，进入所述启动组件(18)中的原料流通过打开的阀门(7)流入到填充有惰性气体的膨胀罐(8)中，在所述膨胀罐(8)中，所述化学物质的限定的压力借助于气垫连续地逐步地^皮设定，且然后，到达空气冷却器(9)，该空气冷却器(9)一直保持运转，直到在所述装置中在逐渐地'J、的热量输入的情形下进入稳定和平衡状态，其中，所述循环泵(10)经由打开的阀门(11)而将所述化学物质馈入所述管道(16，)中。
24. —种在加热器中的带有限定的流入温度和流出温度的化学物质的平稳调温所用的装置(O)，所述化学物质保持在确定的压力范围中而被引导穿过所述加热器，其特征在于，启动组件(18),其设置用于启动所述装置(O)，通过该启动组件(18)，在阀门(6)打开且所述化学物质经过管道(22)而流入的情形下，通过所述物质流的穿过所述加热器(4)的盘旋式的循环而进行该平稳调温，在该管道(22)中布置有冷却器(9)，该冷却器(9)之后跟有截断阀(11),该截断阀(ll)将流动的物质流引向泵(IO)，该泵(10)被插入在管道(27; 27，)的管道段(27)上，其使物质运动、经过管道(27，)将所述物质流引入管道(16; 16，)的部分(16')中，其中，在管道部分(27，)处设置有膨胀罐(8),利用该膨胀罐(8)可建立所述启动组件(18)的体积平衡和压力平衡，并且，经过管道(25)而建立与所述主管道(17)的、用于出自所述膨胀罐(8)的用于体积平衡和压力平衡的惰性气体的、可利用阀门(26)而被截断的连接，所述膨胀罐(8)利用带有阀门(23)的引入管道(15)而确保了所述膨胀罐(8)及所述启动过程的整个系统中的压力调节所用的气体的供应，其中，带有经调节的压力和温度的化学物质重新向所述加热器(4)——在该加热器(4)中，所述化学物质经受升高的温度一一反复地盘旋地流入主管道(17;17')中，并且，在限定的排出温度已形成且体积和压力已形成的情形下、当朝向主管道(16，)的阀门(11)打开时、在所述启动组件(18)关断的情形下、经过所述主管道(17; 17，)而流向消耗器。
25. 根据权利要求22所述的装置，其特征在于，在所述启动组件的循环中，在所述加热器(4)中被调温的化学物质流入所述冷却器(9)中并从该处在冷却的状态下被引向所述膨胀罐(8)，所述膨胀罐(8)在所述启动环流的冷却段上直接布置在所述冷却器(9)之后。
26. 根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述泵(10)布置在所述管道(27; 27，)的管道部分(27，)上并将所述化学物质引入到所述主管道(16，)中。
27. 根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述泵(10)在所述管道(22，)上在所述启动环流的流动方向上布置在所述冷却器(9)之后。
28. 根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述加热器(4)由密封地封闭的耐压的主体形成，燃烧器(5)的火焰突入到其炉腔(l9)中，其中，所述炉腔(19)的壁设有轴向地和径向地定向的、多级地布置的加热管(20)，所述加热管(20)彼此连接、被所述化学物质所流经、并利用多次变换其方向的废气流(21)而被加热，其中，在置放在径向外侧的加热管(20)中达到相应地最高的温度级。
29. 根据权利要求19或21所述的装置，其特征在于，通过注入来自上游过程的废热而在所述加热器(4)中设定限定的温度。
全文摘要
本发明涉及一种在加热器中的带有限定的进入温度和排出温度的化学物质的平稳调温所用的方法，该化学物质保持在确定的经限定的温度范围内而被引导穿过加热器，本发明还涉及用于执行该方法的装置。本发明的目的在于提供这种类型的方法及用于执行该方法的适当的装置，利用它们可确保尤其在装置的启动过程中获得经济上有利的、安全且对环境无害的运行。本发明通过权利要求1；11以及权利要求19；22的根据本发明的特征来实现该目的。
文档编号B01J8/06GK101674879SQ200880010927
公开日2010年3月17日 申请日期2008年3月14日 优先权日2007年3月29日
发明者H·特罗尔, M·贝耶, P·阿德勒 申请人:赢创德固赛有限责任公司