159478. lajstromszámú szabadalom • Berendezés az etilénoxid szintézis reaktorból kilépő maradék gázok hasznosítására

3 159478 4 gázok expanzió előtti mérsékelt melegítésére további energia veszteséget okoz a kimerült gázokban levő szenzibilis hő által, amit szükségszerűen a légköribe kell bocsátani. Katalitikus elégető-eljárasokat javasoltak a reagálatlan etilén eltávolítására ezekből a gázokból, de ezek az eljárások nem bizonyultak praktikusnak, részben, mert a kimerült gázok etilén^tartalma nem állandó és lehetetlen előre látni az etilén-tartalom változásainak nagyságát vagy frekvenciáját. Így gyakran megtörténik a gyakorlatban, hogy a kimerült gázokban levő etilén-tartalom túl magas a katalizátor stabilitására nézve. Ez az etilén katalitikus oxidációjának ilyen körülmények között gyakorlatilag adiabatikus jellegére vonatkozik. Így az etilén kinyerésére javasolt katalitikus rendszerek hátránya, hogy csak akkor hatékonyak, amikor alacsony az etilén-tartalom és szűk határokon belül dolgozunk, ezek a körülmények ritkán fordulnak elő a gyakorlatban. A találmány célja, hogy hatásos eljárást adjon a kilépő gázokban levő mechanikai energia jelentős hányadának kinyerésére és olyan módon hasznosítsa azt, hogy a légkompresszor hajtására alkalmazza. A találmány további célja, hogy olyan eljárást nyújtson, amely hasznosítja a kimerült gázokban levő etilén égéshőjét oly módon, hogy a gázok előmelegítésére használja a turbinában való expanziójuk előtt. A találmány tehát berendezés etilénoxid folyamatos előállításánál a maradék gázok energiájának hasznosítására, melynél az etilént a levegőben levő oxigénnel oxidáljuk megnövelt nyomáson, megfelelő katalizátor jelenlétében. A kilépő gázokból, amelyek reagálatlan etilént tartalmaznak, az összes vagy csaknem összes etilénoxidot elkülönítjük. A kilépő gázok maradékának legalább egy részét égető kamrában égetésnek vetjük alá szabályozott hőmérsékleten és nyomáson. Ezáltal a maradék kilépő gázok nyomása megnő, és egy kompresszorral összekötött expanziós turbinában hagyjuk kiterjedni őket. Így előállítjuk az etilén katalitikus oxidációjához szükséges komprimált levegőt. A könnyebb megértés kedvéért a találmány szerinti berendezés egy példaképpeni kiviteli alakját a csatolt rajz szerinti berendezésen mutatjuk be. A reaktorból, ahol az etilén katalitikus oxidációját étilénoxiddá önmagában ismert módon végezzük, a kilépő gázok az 1 csővezetékbe jutnak. Mielőtt a 2 hőcserélőbe lépnének, az 1 csővezetékben a gázok keresztül haladnak egy abszorpciós kolonnán, ahol az etilénoxidot önmagában ismert módon teljesen vagy csáknem teljesen eltávolítjuk. A kilépő gázok hőmérséklete általában 10—50 C°, nyomása 15—25 atmoszféra, de a 2 hőcserélőben a 7 expanziós turbinából távozó forró gázokkal felmelegítjük őket. A kilépő gázokat a 2 hőcserélőből az üzemanyag adagolóval ellátott 4 égető kamrába vezetjük. Az üzemanyagot az 5 nyomószeleppel szabályozzuk, amelyet a 7 expanziós turbina bemeneti nyílása és a 4 égető kamra kivezető nyílása közé kapcsolt 6 hőmérsékletszabályozóval szabályozunk. Az elrendezés olyan, hogy az üzemanyag adagolót a kívánt kilépő hőmérséklettel szabályozzuk, amely általában 600 C° és 750 C° között van. A 4 égető kamrából távozó gázokat megfelelő nyomáson és hőmérsékleten a 7 turbinán kiterjesztjük, ami a levegő komprimálására - használt kompresszort hajtja. Ideálisan a gázok expanziója által fejlesztett mechanikai energia a turbinában lényegében egyenlő a légkompresszor működéséhez szükséges energiával. A 7 turbinából kilépő gázokat a légkörbe bocsátjuk, a benne levő hőt előzőleg a 2 hőcserélőben visszanyerjük. Kompromisszumot érhetünk el az égetés által megkövetelt termikus követelmények és a turbina követelményei között, ha egy termikus gőzölögtetőt alkalmazunk, ami egy forralóból áll, ahol gőz keletkezik, amelyet az expanziós turbinába továbbíthatunk az égető kamrából kiáramló gázokkal együtt. A találmány szerinti megoldás előnye, hogy az égetés lényegében független a kilépő gázok etilén-tartalmától. Tehát az etilént égetéssel eltávolítjuk, ezért az nem okoz explóziós problémákat a turbinában való expanzió előtt. Ha a kilépő gázokban az etilén mennyisége a szokásostól jobban eltér, ez a szintézist kevésbé kritikussá és sokkal használhatóbbá teszi még akkor is, amikor a katalizátor aktivitása már csökkent. Továbbá a találmány szerinti berendezés lehetővé teszi, hogy a kompressziós ciklust az etilénoxid szintézisében segédmotorok alkalmazása nélkül valósítsuk meg. Szabadalmi igénypontok: 1. Berendezés az etilénoxid szintézis reaktorból kilépő maradék gázok energiájának hasznosítására, azzal jellemezve, hogy a gázokat vezető csővezetékhez (1) csatlakozó, melegítő hőcserélője (2); a hőcserélő után kapcsolt égető kamrája (4) van, mely tüzelőanyagbevezetővel és azon szabályozószeleppel (5) rendelkezik; az égetőkamra után az abból kilépő gázokkal hajtott turbina csatlakozik (7) mely egy légkompresszorral (8) hajtókapcsolatiban van; és a be-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 o