专利名称：用于可蒸发液体的同时蒸发和计量的装置及相关方法
用于可蒸发液体的同时蒸发和计量的装置及相关方法本发明涉及一种用于可蒸发液体的同时蒸发和计量的装置及相关方法。特别是， 液体定量蒸发并且由此产生的气相有针对性地引入含有其它气体或蒸汽的气室中。本发明尤其涉及将少量可蒸发液体配量到大得多、局部冷凝的气态烃流中，烃还可包含部分水蒸汽，特别是原油蒸馏塔的塔顶蒸汽，以使其中包含的酸或与水结合时产生酸的任何物质化学结合或中和。这可通过引入某些添加剂，即胺，来实现。三甲胺(TMA)特别适合作为此类添加剂。然而，缺点是TMA高度易燃，且胺(Amine)在释放时一般引发严重的气味问题。用于计量如上所述的可蒸发液体的现有技术包括专门开发的计量设备。在此，使用隔膜泵来实施计量。行程长度和室容积能够测量泵送的体积。然而，这种构造具有如下显著的缺点原油塔顶的计量位置处的压力限定计量管路中大约3巴(bar)(绝对)的压力水平。对于2. ^ar (绝对)，较佳的三甲胺的蒸发温度为30°C。对于:3bar (绝对)，蒸发温度超过35°C。如果蒸发室不可靠地保持在该温度，就不保证蒸发。中欧的常规户外温度通常低于蒸发所需的那些温度，因此需要辅助手段，诸如蒸发热的供给。原油塔约40米高。由于原油塔的尺寸，它们位于户外并经受气候影响，特别是温度波动。当户外温度较低时，这加剧了上述计量问题。根据现有技术的上述计量设备不具有持续地确保在喷射到塔顶蒸汽主流中的位置处恒定的计量速率的装置。该计量设备的另一缺点是选择的泵技术。隔膜泵的运行时间受到隔膜所承受的负载循环数的限制。因此，即使有最佳的维护，在目前情况下包含高度易燃和气味极重的物质的系统也必须定期打开。因此，本发明的任务是提供一种装置及方法，该方法确保较高且持续的计量精度， 并可以将添加剂以气态和定量的方式馈送到计量位置。该任务通过根据权利要求1的装置来解决。对解决上述任务的这种装置的要求较高。为了最佳的效果，有必要持续地以气态形式引入添加剂。在原油蒸馏塔的使用场合中，在供料不足的情况下，包含在烃流内的酸或形成酸的物质，特别是氯化物，会导致严重的腐蚀问题。也应避免供料过度，这是因为否则会产生可能在下游的烯烃设备(Olefinanlage)中造成严重损坏的化合物。整个计量系统主要由于气味的问题而必须具有提高的密封性。为了实现本发明的任务，根据本发明的装置包括通过管路(管子)连接的多个部件，即，至少一个储存容器、一个质量流量计、一个控制阀和一个馈送装置。储存容器包含可蒸发的液体或添加剂。通常，从外部供应容器内的添加剂。容器可较佳地与本发明的装置分离并再次连接。这还适用于构造基本相同的容器。该容器的尺寸、构造和材料设置成满足对根据本发明的装置所提出的技术要求。选择或生产合适的容器是在有关技术人员的能力范围内的。经由管路连接到储存容器下游的质量流量计测量多少可蒸发液体在每单位时间内从储存容器中移出。这种质量流量计可市售购得。经由管路连接到质量流量计下游的控制阀根据计量规定来设定并由此计量流经的液体量。经由管路连接到控制阀下游的馈送装置可以将载气(Tragergas)馈送到控制阀和计量位置之间的管路中。馈送的载气促进添加剂的蒸发。因此，有利的是尽可能靠近控制阀来放置馈送装置。在本发明的一个特定实施例中，至少一个其它的储存容器与所述储存容器平行连接。为了确保不间断的计量，这是有利的。这可通过从空的容器转换到充填的且平行安装的容器来实现。为了能够从空的容器转换到经充填容器，每个容器较佳地包含液位监测单元，该液位监测单元安装在储存容器和质量流量计之间的管路中。如果液位监测单元连接到对应的控制单元，也可自动实现转换。可蒸发液体较佳在正常条件下为气态。出于各种原因，主要是由于供给或运送所述容器内的添加剂以及还由于在质量计量中所选择的以液态为先决条件的技术，具有惰性气体的储存容器保持在高于大气压的压力下，因而，在预期温度下，添加剂始终在容器中主要呈液态聚集态。对于技术人员来说，合适的惰性气体是已知的。惰性气体的适宜性取决于具体的应用情况。与三甲胺结合作为用于中和原油蒸馏塔顶蒸汽的添加剂，氮气是较佳的惰性气体。在用诸如TMA之类的合适的添加剂中和原油蒸馏塔中的塔顶蒸汽的特定的应用场合中，如果计量位置位于塔的塔顶区中则是有利的。在此，计量位置可直接位于塔顶处或在塔顶蒸汽排出管路的起始区。顺序阀(Zuschaltventil)较佳地安装在从储存容器到质量流量计的管路中。这起到断开空的容器和/或使充填有可蒸发液体的容器与本发明的装置连接。为了确保液体的蒸发并防止冷凝，控制阀和计量位置之间的管路较佳地至少局部具有加热装置。由于已述与天气相关的给定条件，例如在原油蒸馏塔处，有利的是特别在馈送装置和计量位置之间设置加热装置。合适的加热装置对于技术人员来说是已知的。例如这些可以是由电流供电的加热装置。但基本上，还可以用蒸汽或使用其它载热体来加热管路。出于可能的外部火灾的情况，必须保护装置以免于容器的爆炸。这较佳地通过在本发明的装置中安装至少一个安全阀来进行，如果超过容器内的预定义压力，该安全阀经由管路将容器的内容物排出到安全的地方，较佳地排到废气处理系统中。为了能够维修本发明的装置，有利地提供清洁的可能性。特别在较佳地使用三甲胺的情况下，存在一方面高度易燃，另一方面非常难闻的物质。因此，本发明装置的管路较佳地如此相连接并且如有可能装备有阀，以使得它们可完全或局部用气态介质来洗涤。例如，这种气态介质可以是诸如氮气的惰性气体。然而，在例如使用三甲胺作为添加剂的情况下，较佳地应用水蒸汽。这具有的优点是，水蒸汽吸收添加剂并由此实际上完全排除了着火的危险和可能的异味折磨。本发明还涉及一种用于可蒸发液体的同时蒸发和计量的方法。在此方法中，可蒸发液体从储存容器沿管路并经过质量流量计到达控制阀，液体在控制阀中减压到较小压力，并且此外，载气被馈送到控制阀和计量位置之间的管路中。较佳地通过位于储存容器和质量流量计之间的液位监测单元来监测储存容器的液位。已证实有利的是，较佳地各自具有另一液位监测单元的至少一个其它的储存容器与第一储存容器平行连接。
如果储存容器都可经由对应的顺序阀连接或断开则是有利的。根据本发明的方法的一个特定实施例，在当前连接的储存容器的液位监测单元示出该储存容器已为空时连接经充填的储存容器。这可以在很大程度上进行自动化。例如，可设想在容器被排空的情况下，监测单元经由控制器触发顺序阀的开关，这些顺序阀将空的容器与质量流量计断开，并将第二经充填容器连接到质量流量计和下游的本发明装置的剩余部分。如果质量流量计和控制阀连接到中央控制系统则是有利的。这借助于质量流量计来获悉当前的计量速率，且根据与额定值的偏差来调节控制阀。因此，控制系统将由质量流量计确定的当前计量速率与额定值比较并且如有必要则改变控制阀的配置。控制阀将液体减压到蒸发压力。为了确保液体的蒸发，控制阀和计量位置之间的管路可进行局部加热。加热系统提供必要的蒸发热。然而，它还可以起到防止到达计量位置的管路中的已蒸发添加剂的冷凝。如果包括本发明的装置的原油蒸馏塔位于温带纬度并经受气候影响的话，则对到达计量位置的管路的这种加热是有利的。另外，存在由于天气条件造成的低温，添加剂再次在直至高达40米的原油蒸馏塔顶的管路中冷凝的风险。如果本发明的方法用于原油蒸馏，则如此馈送的添加剂通常起到中和塔顶蒸汽的作用。为此目的，三甲胺较佳地用作可蒸发的液体。通过中和酸性组分来保护离开塔的管路和下游部件免受侵蚀。在本发明的方法中，较佳地使用三甲胺作为添加剂。为了促进添加剂蒸发或防止其后续冷凝，较佳地不仅仅依赖于上述加热装置。更确切地说，本发明的方法提供(使用)载气。出于上述原因，对于多种应用场合，氮气是特别合适的载气。较佳地，蒸发的液体被馈送到或喷射到原油蒸馏塔的塔顶区中。添加剂，特别是三甲胺，用于中和在那里产生的酸组分。较佳地通过原油蒸馏的洗涤水的pH值来实现计量的控制。因此，通过测量积聚在塔的回流箱中的塔顶废水的PH值来提供中和的检验结果及由此提供计量速率的额定值。对于较佳为三甲胺的添加剂的精确计量重要的是，它在质量流量计中呈液态。这是有利的，因为由此取消了在添加剂呈气态并且必须测量对应的体积或流量的情况下必须进行的测量校正。为了确保液态聚集态，在本发明的方法中，具有较佳为氮气的载气的储存容器被置于足以在预期的环境温度下防止从液相完全过渡到气相的压力下。因此，储存容器较佳地装有加大压力的载气。出于近似的原因，有利的是该压力高于在控制阀和计量位置之间的管路中的压力。由此规定了流动方向。控制阀和计量位置之间的管路中的压力较佳地达超过一个大气压COberdruck) 0. Ibar到30bar，特别是超过一个大气压Ibar到 IObar且较佳为超过一个大气压1. 5bar到^ar。由于诸如三甲胺之类的添加剂在纯状态下高度易燃并具有极强的恶臭，在一个特定的实施例中，本发明的方法提供洗涤装置的所有部件的可能性。使用水蒸汽作为特别合适的洗涤介质。例如，水能吸收大量TMA，且同时消除添加剂的特定上述负面特性。本发明的装置较佳地用于实施本发明的方法。
图1示出根据本发明的装置的一个实施例的示意图。用于可蒸发液体的两个平行连接的储存容器(1)和( 可分别经由所属的顺序阀C3)或(4)通过各自对应的管路连接到本发明的装置的剩余部分。可蒸发液体从储存容器经由测量单位时间的液体质量的质量流量计( 来馈送，并根据规定通过下游的控制阀(6)来计量。通过同时减压到较小的压力，液体至少部分地蒸发。管路从顺序阀(6)引向计量位置(9)。馈送装置(J)使载气可被
引入该 mh该载气从储存器(8)中
附图标记列表
1储存容器1
2储存容器2
3用于储存容器1的顺序阀
4用于储存容器2的顺序阀
5质量流量计
6控制阀
7载气的馈送装置
8载气的储存器
9计量位置
权利要求
1.一种用于可蒸发液体的同时蒸发和计量的装置，具有下述部件 用于所述可蒸发液体的至少一个储存容器 质量流量计，所述质量流量计经由管路连接到所述储存容器的下游并测量流经的液体质量 控制阀，所述控制阀经由管路连接到所述质量流量计的下游并能根据计量规定来设定 馈送装置，所述馈送装置能够将载气馈送到所述控制阀和计量位置之间的管路中。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，至少一个其它的储存容器与所述储存容器平行连接。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在所述储存容器和质量流量计之间连接液位监测单元。
4.如上述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，所述可蒸发液体在正常条件下是气态的。
5.如上述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，离开所述储存容器的所述管路装备有顺序阀。
6.如上述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，所述计量位置位于原油蒸馏塔的塔顶区内。
7.如上述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，所述装置具有至少一个内置式安全阀以防止过压。
8.如上述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，所述装置能用气态介质，特别是水蒸汽完全或局部洗涤。
9.如上述权利要求中至少一项所述的装置，其特征在于，所述控制阀与计量位置之间， 特别在所述馈送装置和所述计量位置之间的所述管路至少局部装备有加热装置。
10.一种用于使可蒸发液体蒸发和计量的方法，所述可蒸发液体从储存容器沿管路并经过质量流量计到达控制阀，液体在所述控制阀内减压到较小压力，并且，载气被附加地馈送到所述控制阀和计量位置之间的管路中。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述储存容器的液位由位于所述储存容器和质量流量计之间的液位监测单元来监测。
12.如上述方法权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，各自具有另一液位监测单元的至少一个其它的储存容器较佳地与所述第一储存容器平行设置。
13.如上述方法权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述储存容器都能经由相应的顺序阀连接或断开。
14.如上述方法权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，在当前连接的储存容器的所述液位监测单元探测到所述储存容器已为空时连接经充填的储存容器。
15.如上述方法权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述质量流量计和控制阀与中央控制系统连接，其中借助于所述质量流量计来获取当前的计量速率，并根据与额定值的偏差来调节所述控制阀。
16.如上述方法权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，为了使可蒸发液体完全蒸发，所述控制阀和计量位置之间的管路被至少局部加热。
17.如上述方法权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述控制阀和所述计量位置之间的所述管路中的压力达超过一个大气压0. Ibar到30bar，特别是超过一个大气压 Ibar到IObar且较佳为超过一个大气压1. 5bar到2bar。
18.如上述方法权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，使用三甲胺作为所述可蒸发液体。
19.如上述方法权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，使用氮气作为载气。
20.如上述方法权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，使用水蒸汽作为洗涤介质。
21.如上述方法权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述蒸发液体被馈送到原油蒸馏塔的塔顶区中。
22.如上述方法权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，通过所述原油蒸馏的洗涤水的PH值来进行对计量的控制。
23.如上述方法权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述储存容器装有加大压力的载气，其中所述压力高于所述控制阀和计量位置之间的管路中的压力。
24.在根据权利要求10到23的方法中对根据权利要求1到9的装置的应用。
全文摘要
本发明涉及一种用于可蒸发液体的同时蒸发和计量的装置及相关方法。用于可蒸发液体的至今所用的计量装置由于选择的泵技术和与此有关的维修并不是最佳的，这些可蒸发液体在大工业设备中作为添加剂例如在原油蒸馏过程中被引入。为了确保较高和持续的计量精度并可以使添加剂以气态和定量方式馈送到计量位置，提出了一种装置，该装置具有下述部件用于所述可蒸发液体的至少一个储存容器(1)、经由管路连接到储存容器下游并测量流经的液体质量的质量流量计(5)、经由管路连接到质量流量计的下游并可根据计量规定来设定的控制阀(6)、能够将载气馈送到控制阀和计量位置(9)之间的管路中的馈送装置(7)。可平行连接另一储存容器(2)。该储存容器可经由连接阀(3)或(4)单独连接或分离。该装置特别适于出于中和头蒸汽的目的而将三甲胺配量到原油蒸馏塔中。
文档编号C10G7/10GK102448599SQ201080023813
公开日2012年5月9日 申请日期2010年5月26日 优先权日2009年5月28日
发明者B·约多西, M·韦斯, T·费舍尔 申请人:鲁尔沃伊尔有限公司