DE2047349A1 - Flow compressor System and process for compressing a flowing medium for the purpose of producing a product - Google Patents
Flow compressor System and process for compressing a flowing medium for the purpose of producing a productInfo
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Description
f\ r\ ι η Ο / Q f \ r \ ι η Ο / Q
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INGERSOLL-RAND COMPANY
New York, N.Y. USAINGERSOLL-RAND COMPANY
New York, NY USA
Stromungsverdichter-Anlage und Verfahren für das Komprimieren eines strömenden Mediums zwecks Erzeugung eines ProduktsFlow compressor plant and process for the Compressing a flowing medium to produce a product
Die Erfindung betrifft eine Strömungsverdichter-Anlage und Verfahren für das Komprimieren eines strömenden Mediums zwecks Erzeugung eines Produkts, insbesondere eine Hochdruck-Strömungsverdichter-Anlage und Verfahren, wie sie verwendet werden, um ein Produkt zu erzeugen, beispielsweise und überwiegend in der chemischen Industrie. Als Beispiel \vird hierbei Bezug auf Gaskompressionsanlagen und -verfahren genommen, bei der die Komprimierung von inonomerem Äthylen auf Drücke im Bereich von 20 000 bis 75 000 psi (1^00 kg/cm2 bis 5250 kg/cm2) erfolgt, wobei nur ein kleines Teil des komprimierten strömenden Mediums, zum Beispiel des Gases, nämlich monomeres Äthylen, in ein Produkt, nämlich entgastes Polymer upigewandelt wird und ein größeres Teil des Gasvolumens zurückgeführt wird.The invention relates to a flow compressor system and method for compressing a flowing medium for the purpose of producing a product, in particular a high-pressure flow compressor system and methods such as are used to produce a product, for example and predominantly in the chemical industry. As an example, reference is made here to gas compression systems and processes in which the compression of non-monomeric ethylene to pressures in the range of 20,000 to 75,000 psi (1 ^ 00 kg / cm 2 to 5250 kg / cm 2 ) occurs, with only a small part of the compressed flowing medium, for example the gas, namely monomeric ethylene, is converted into a product, namely degassed polymer, and a larger part of the gas volume is returned.
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Gegenwärtig werden für die Durchführung dieser Verfahren und für die obenerwähnten Anlagen Kolbenverdichter verwendet. Derartige Ausstattung ist extrem sperrig, arbeitet mit niedrigen Geschwindigkeiten, benötigt außerordentlich große Stellflächen und benötigt erhebliche Wartung. Wenn die Kapazitäten dieser Anlagen vergrößert werden sollen, müssen die Kolbenverdichter vervielfacht werden, da es unzweckmäßig ist, Maschinen mit größerem Volumen zu bauen, da dadurch extrem hohe Lagerbelastungen in diesen auftreten. Demzufolge sind Maschinen anderer Art praktischer und zweckmäßiger hinsichtlich der Stellflächen, der Wartung und der Kosten.Reciprocating compressors are currently used to carry out these processes and for the above-mentioned systems. Such equipment is extremely bulky, operates at low speeds, is extremely demanding large footprint and requires significant maintenance. If the capacities of these plants are to be increased, the reciprocating compressors must be multiplied, since it is inexpedient to use machines with larger volumes build, as this results in extremely high bearing loads in these appear. As a result, other types of machines are more practical and convenient in terms of floor space, maintenance and the cost.
Bekannte Anlagen und Verfahren erfordern vorbestimmte Anzahl von Pferdestärken und beziehen ihre Energie aus außerhalb der Anlage befindlichen Energiequellen. Es ist nicht bekannt, aus diesen Anlagen Kraft zurückzugewinnen, obwohl diese Rückgewinnung beachtliche wirtschaftliche Vorteile erbringt.Known systems and methods require a predetermined number of horsepower and draw their power energy sources located outside the system. It is not known to recover power from these plants, although this recovery is considerable economic Brings benefits.
Es ist Gegenstand dieser Erfindung, eine Strömungskompressoranlage mit einer Anzahl von kraftgetriebenen Einrichtungen zum Komprimieren eines strömenden Mediums zwecks Erzeugung eines Produkts vorzusehen, mit Einrichtungen zum Zuführen des Mediums und wenigstens eines Zusatzes zu dieser Anlage, Reaktoreinrichtungen, die mit den komprimierenden Einrichtungen gekuppelt sind, um das komprimierte Medium und den Zusatz aufzunehmen und eine zwischen dem Zusatz und dem Medium auftretende Reaktion zu veranlassen, um das Bilden eines Produktes aus einem Teil des Mediums einzuleiten, mit Abscheideeinrichtungen zu» Separieren des Erzeugnisses vom verbleibenden Mediumanteil und Einrichtungen,It is the object of this invention to provide a flow compressor system with a number of power-driven devices for compressing a flowing medium for the purpose of production to provide a product with devices for supplying the medium and at least one addition to this system, Reactor devices, which are coupled to the compressing devices, around the compressed medium and take up the additive and cause a reaction occurring between the additive and the medium in order to Initiate the formation of a product from a part of the medium, with separation devices to »separate the product from the remaining medium content and devices,
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welche die Absclieideeinrichtungen rait den Reaktoreinrichtungen verbinden , um das Medium und den Zusatz zu leiten, wobei diese Einrichtungen Mittel einschließen, welche einen Teil der im koopriaierten Medium enthaltenen Energie für die Anzahl der mit einer, vorgegebenen Kraft beaufschlagten oder angetriebenen Einrichtungen verwenden.which the closing devices rait the reactor devices connect to direct the medium and the additive, these devices including means which have a Part of the energy contained in the cooperated medium for the number of times that a predetermined force is applied or use powered equipment.
Es ist weiter Gegenstand der Erfindung, ein Verfahren zum Komprimieren eines Mediums vorzusehen, um die Erzeugung eines Produkts zu bewirken, mit den Schritten des Anordnens einer Anzahl von angetriebenen Einrichtungen für die Komprimierung des Mediums, Zuführen des Mediums in die Anlage zwecks Komprimierung desselben durch diese Einrichtung, Zuführen von wenigstens einem Zusatz in die Anlage zwecks Hinzufügung zu dem Medium, Beaufschlagen des Mediums und des Zusatzes mit Energie, um das Ei. Jen eines Produkts aus einem Teil des Mediums einzuleiten, Beaufschlagen der Anzahl der mit vorgegebener Energie angetriebenen Einrichtungen mit der in dem komprimierten Medium enthaltenen Energie und Trennen des Produktes vom verbleibenden Teil des Mediums,It is a further object of the invention to provide a method of compressing a medium in order to produce of a product, comprising the steps of arranging a number of powered devices for the compression of the medium, feeding the medium into the system for the purpose of compressing it through it Device for feeding at least one additive into the system for the purpose of adding to the medium, applying of the medium and the addition of energy to the egg. Jen to initiate a product from a part of the medium, applying the number of predetermined energy driven devices with the energy contained in the compressed medium and separation of the product from remaining part of the medium,
Eine vorteilhafte Maßnahme der Erfindung besteht in der Anordnung von mehreren Stufen von Zentrifugal-Strömungskompressoren zum Komprimieren des Mediums, um die Erzeugung eines Produkts zu bewirken, Zuführen des komprimierten Mediums und Zusatzes zu einem Reaktor, in welchem eine Reaktion zwischen dem Zusatz und dem Medium eintritt, um die Bildung des Produkts aus einem Teil des Mediums einzuleiten, und das Trennen des Produkts von dem Teil des Mediums, bei welchem die Erfindung die Zuführung des Mediums zu den antreibenden EinrichtungenAn advantageous measure of the invention consists in the arrangement of several stages of centrifugal flow compressors for compressing the medium to cause the creation of a product, supplying the compressed Medium and additive to a reactor in which a reaction between the additive and the medium occurs to initiate the formation of the product from a portion of the medium and the separation of the product from that part of the medium in which the invention includes the supply of the medium to the driving devices
für einig· der Kompressorstufen vorsieht, wodurch die in dem komprimierten Medium enthalten· Energie verwendet, bzw. innerhalb der Anlage zurückgewonnen wird.for some of the compressor stages, whereby the energy contained in the compressed medium is used or recovered within the system.
Weitere Vorteile und Maßnahmen gemäß der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung einiger Aueführungsbeispiele hervor, welche anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert werden. Die Zeichnungen zeigent Further advantages and measures according to the invention emerge from the following description of some exemplary embodiments, which are explained with reference to the accompanying drawings. The drawings show
Fig. 1 eine schematische, schaubildliche Darstellung eines ersten oder bevorzugten Ausführungsbeispiels für die Anlage gemäß der Erfindung, und1 shows a schematic, graphical representation of a first or preferred exemplary embodiment for the system according to the invention, and
Fig. 2 bis 5 schematische, schaubildliche Darstellungen von Alternativ-Ausführungsbeispielen für die Anlage gemäß der Erfindung, wobei unterschiedliche Anordnungen für die Beaufschlagung von Niedrigdruck-Kompressorstufen dargestellt sind.FIGS. 2 to 5 are schematic diagrammatic representations of alternative embodiments for the plant according to the invention, with different arrangements for the application of low-pressure compressor stages are shown.
Gemäß Fig. 1 besteht die Anlage 10 aus einer Anzahl von Turbinen-Kompressoraggregaten 12, 1^, 16, 18 und 20. Die Aggregate 12, 1 ^ und 16 sind die Niedrigdruck-Aggregate der Anlage, während die Aggregate 18 und 20 die Hochdruck-Aggregate der Anlage darstellen. Jedes der Aggregate enthält eine Turbine 22, welche einen Kompressor 2k antreibt.According to Fig. 1, the system 10 consists of a number of turbine compressor units 12, 1 ^, 16, 18 and 20. The units 12, 1 ^ and 16 are the low-pressure units of the system, while the units 18 and 20 are the high pressure - Represent aggregates of the system. Each of the units contains a turbine 22 which drives a compressor 2k.
Wie bereits erwähnt, bezieht sich die Erfindung in weitem Umfang auf eine Kompressoranlage für die Verdichtung eines strömenden Mediums sowie ein Verfahren, welches zum Erzeugen eines Produkts durch das Komprimieren des Mediums verwendet wird. Obgleich in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen als Basis für die Erläuterung der Erfindung As mentioned earlier, the invention is broadly related Scope of a compressor system for compressing a flowing medium as well as a method which is used to generate of a product by compressing the media. Although in the following exemplary embodiments as a basis for explaining the invention
die Komprimierung eines Gases, nämlich monomeres Äthylen, bis zur Erzeugung eines entgasten Polymers, nämlich Polyäthylen, beschrieben wird, ist davon auszugehen, daß die Erfindung auch für andere Medien verwendet werden kann.the compression of a gas, namely monomeric ethylene, to the production of a degassed polymer, namely polyethylene, is described, it is assumed that the Invention can also be used for other media.
Eine Zuleitung 26 dient für die Zuführung von Gas in die Anlage. Das Gas wird einer Pumpe 28 zugeleitet, welche durch einen Motor 30 angetrieben wird. Das Gae strömt dann durch eine Leitung 32 in eine Umlaufleitung 34.A feed line 26 is used to feed gas into the system. The gas is fed to a pump 28, which is driven by a motor 30. The Gae then flows through a line 32 into a circulation line 34.
Das Gas wird über die Umlaufleitung 34 durch einen Wärmetauscher 36 und von dort zu den Aggregaten 12, 14, 16, 18 und 20, in Serie, zwecks fortgesetzter erhöhter Komprimierung geleitet. Zwischen den Aggregaten 14 und 16 ist ein Zwischenkühler 38 angeordnet. Dieser sorgt für vertretbare Temperatur-Parameter in vorkomprimiertem Gas, zwecke weiterer nachfolgender Verdichtung. Das endgültig hochkomprimierte Gas strömt aus dem Aggreagt 20 durch eine Hochdruck-Leitung 40 zu einem Reaktor 42. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Reaktor 42 einen Autoklaven auf. Entsprechend wird dem komprimierten Gas im Reaktor Wärme zusammen mit einem Katalysator zugeführt, wobei dieser einen bestimmten Zusatz darstellt, wodurch die Bildung des Produktes eingeleitet wird. Dieser Zusatz wird durch eine Zusatzleitung 44 in den Reaktor eingebracht. Wie jedoch aus den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 2, 3 und 4 hervorgeht, kann der Katalysator oder Zusatz auch an anderen Stellen der Anlagen, als im Reaktor, zugesetzt werden.The gas is passed through a heat exchanger via circulation line 34 36 and from there to the units 12, 14, 16, 18 and 20, in series, for the purpose of continued increased compression directed. Between the units 14 and 16 an intercooler 38 is arranged. This takes care of acceptable temperature parameters in pre-compressed gas, for the purpose of further subsequent compression. That for good Highly compressed gas flows from the unit 20 through a high pressure line 40 to a reactor 42. In this In the exemplary embodiment, the reactor 42 has an autoclave. Corresponds to the compressed gas in the reactor Heat supplied together with a catalyst, this being a certain additive, whereby the formation of the product is initiated. This additive is introduced into the reactor through an additional line 44. How however from the exemplary embodiments according to FIGS. 2, 3 4 and 4, the catalyst or additive can also be added at other points in the plant than in the reactor.
Der Zusatz und die Gaamlschung strömt durch ein Sicherheitsventil 46, welch·· ausschließlich aus Sicherheitsgründen vorgesehen ist. Das Sicherheitsventil 46 ist «ineThe additive and the gas quenching flows through a safety valve 46, which is provided exclusively for safety reasons. The safety valve 46 is «one
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automatisch auf eine unvorteilhafte Reaktion zwischen dem Gas und dem katalysatorischen Zusatz ansprechende Einrichtung zum schnellen Abspritzen des Inhalts des Reaktors, um Zerstörungen der Anlage zu vermeiden.automatically to an unfavorable reaction between the gas and the catalytic additive responding device for quickly spraying off the contents of the Reactor in order to avoid destruction of the plant.
Das Gas und die Zusatzmischung enthält geschmolzenes Polymer. Das geschmolzene Polymer wird durch ein» Leitung k8f unter sehr hohem Druck und mit hoher Geschwindigkeit, den Turbinen 22 der Aggregate 20 und 18, in Serie zugeführt. Die im geschmolzenen Polymer enthaltene Energie treibt die Turbinen 22 an, welche ihrerseits die daran angekuppelten Kompressoren Zk betreiben. Demzufolge wird in das produzierte Gas eingebrachte Energie ζ. Τ. durch die erfindungsgemäße Anlage und das erfindungsgemäße Verfahren zurückgewonnen. Von der Turbine 22 des Aggregats 18 wird das geschmolzene Polymer über ein Rückschlagventil 50 und einer Abscheiderzuleitung 52 einem Entspannungsventil $k zugeführt. The gas and additive mixture contains molten polymer. The molten polymer is fed in series through a line k8f under very high pressure and at high speed to the turbines 22 of the units 20 and 18. The energy contained in the molten polymer drives the turbines 22, which in turn operate the compressors Zk coupled to them. As a result, energy introduced into the gas produced becomes ζ. Τ. recovered by the plant according to the invention and the method according to the invention. The molten polymer is fed from the turbine 22 of the unit 18 via a check valve 50 and a separator feed line 52 to an expansion valve $ k.
Gemäß dem Stand der Technik wird das Gas vom Reaktor direkt einem Entspannungsventil zugeführt, um das Gas einem Optimaldruck für die Trennung des Produktes von diesem zu unterwerfen. Diese bekannte Praxis läßt die Vorteile der Energierückgewinnung gemäß der vorliegenden Erfindung unberück-. sichtigt. Das Entspannungsventil $k gemäß der offenbarten Anlage ist für den gleichen bekannten Zweck vorgesehen, nämlich Gas und Zusatzmischung auf einen gewünschten Druck für die Trennung des Produktes zu entspannen. Darauf wirdAccording to the prior art, the gas from the reactor is fed directly to an expansion valve in order to subject the gas to an optimum pressure for the separation of the product from it. This known practice neglects the benefits of energy recovery in accordance with the present invention. sighted. The expansion valve $ k according to the disclosed system is provided for the same known purpose, namely to expand the gas and additional mixture to a desired pressure for the separation of the product. On it will
die Gas- und Zusatzmischung dem Abscheider 56 mit einer Ableitung 58 zugeführt, aus welcher das Produkt austritt und der Abscheider 56 ist mit der Umlaufleitung1 Jk fürthe gas and additional mixture is fed to the separator 56 with a discharge line 58 from which the product emerges and the separator 56 is connected to the circulation line 1 Jk for
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die Rückführung d·· nicht das Produkt bildenden Gases, χ. B. aonoierat Äthylen, in die Anlage verbunden.the recirculation of the gas that does not form the product, χ. B. aonoierat ethylene, connected to the plant.
Die Turbinen 22 der Aggregate 12, 14 und 16 werden durch von außen her zugeführte Energie angetrieben. Demzufolge sind Dampfzuleitungen 60 und Dampfrücklaufleitungen 62 mit jeder der Turbinen verbunden. Hochdruck und Niedrigdruck Gas-Leckleitungen 6k und 66 sind für die Rückführung von aus der Anlage austretendem Gas vorgesehen. Die Leitungen 6k und 66 sind mit den Hochdruck-Verbindungs· leitungen 68 und Niedrigdruck-Verbindungsleitungen 70 verbunden. The turbines 22 of the units 12, 14 and 16 are driven by energy supplied from the outside. Accordingly, steam supply lines 60 and steam return lines 62 are connected to each of the turbines. High pressure and low pressure gas leakage lines 6k and 66 are provided for the return of gas emerging from the system. The lines 6k and 66 are connected to the high-pressure connecting lines 68 and low-pressure connecting lines 70.
Die Leitungen 64, 66, 68 und 70 sind entsprechend benannt, weil gemäß der Erfindung eingekapselte Kompressorstufen und Turbinen in gemeinsamen Gehäusen verwendet werden. Demzufolge werden die Leckleitungen innerhalb eines jeden Gehäuses, stromabwärts für die Rückführung des Leckgases angeordnet.The lines 64, 66, 68 and 70 are appropriately named, because encapsulated according to the invention are K o mpressorstufen and turbines used in common housings. Accordingly, the leakage lines are arranged within each housing, downstream for the return of the leakage gas.
Etwa 50 $> der für den Antrieb der Kompressoreinheiten erforderlichen Energie wird durch das rückgeführte Gas zugeführt, gemäß der vorliegenden Erfindung. Der verbleibende Teil der Energie wird von außen her der Anlage zugeführt, beispielsweise durch die Dampfleitungen 60.About $ 50> the energy required to drive the compressor units is provided by the recirculated gas supplied, according to the present invention. The remaining part of the energy is supplied to the system from outside, for example through the steam lines 60.
Fig. 1 zeigt die Verwendung von von außen her zugeführtem Dampf zum Antreiben der Niedrigdruck-Aggregate 12, 14 und 16. In den Figuren 2 bis 5 mit Alternativ-Ausführungsbeispielen der neuen Anlage sind andere Mittel zum Antreiben der Niedrigdruck-Kompressorstufen gezeigt. Die Bezugszahlen in den Figuren 2 bis 5 bezeichnen, soweitFig. 1 shows the use of externally supplied steam to drive the low-pressure units 12, 14 and 16. In Figures 2 to 5 with alternative embodiments the new system shows other means of driving the low pressure compressor stages. the Reference numbers in Figures 2 to 5 denote where
1 f1 f
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sie die gleichen wie in Fig. 1 sind, die gleichen oder ähnliche Teile.they are the same as in Fig. 1, the same or similar parts.
Fig. 2 zeigt ein erstes Alternativ-Ausfüh.rungsbeispiel mit zwei Turbinen-Kompressoraggregaten. In dieser Anlage wird monomere« Äthylen über eine Zuleitung 26, unterFig. 2 shows a first alternative A u sfüh.rungsbeispiel two turbine compressor units. In this system, ethylene is monomeric via a feed line 26, under
ο
einem Druck von ca. 210 kg/cm (3OOO psi) zugeführt und
tritt in einen Turbinen-Kompressor 80 ein. Die Katalysatoroder Zusatzleitung kk in diesem Ausführungsbeispiel führt
den Zusatz in den Niedrigdruck-Kompressor Zk des Turbinen-Kompressoraggregates
80 ein. Der Druck des Gases, welcher aus dem Turbinen-Kompressoraggregat 80 austritt, liegt
im Bereich von 910 kg/cm2 bis IO5O kg/cm2 (13 000 bis
15 000 psi). Das Gas wird im Zwischenkühler 82 gekühlt.
Es ist zu beachten, daß die Kühlung von monomerem Äthylen erforderlich ist, wenn immer eine vorbestimmte, obere
kritische Höhe erreicht wird, die durch die Polymerisations-Temperaturgrenze des Gases bestimmt wird. Hinter dem Kühler
82 tritt das Gas in ein anderes Turbinen-Kompressoraggregat 84 ein, durch welchen das Gas auf den endgültigen Druck
komprimiert wird. Dieses Turbinen-Kompressoraggregat 84 wird durch die Ausdehnung des geschmolzenen Polymers angetrieben,
welches von einem Reaktor 42* ähnlich dem Reaktor 42 in Fig. 1, zugeführt wird.ο
a pressure of about 210 kg / cm (300 psi) and enters a turbine compressor 80. The catalyst or additional line kk in this exemplary embodiment introduces the additive into the low-pressure compressor Zk of the turbine compressor assembly 80. The pressure of the gas exiting the turbine compressor set 80 is in the range of 910 kg / cm 2 to 1050 kg / cm 2 (13,000 to 15,000 psi). The gas is cooled in the intercooler 82. It should be noted that the cooling of monomeric ethylene is required whenever a predetermined, upper critical level is reached, which is determined by the polymerization temperature limit of the gas. After the cooler 82, the gas enters another turbine compressor set 84 by which the gas is compressed to the final pressure. This turbine compressor set 84 is driven by the expansion of the molten polymer which is supplied from a reactor 42 * similar to the reactor 42 in FIG.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 wird das gleiche Gas, nämlich monomeres Äthylen, für den Antrieb des Niedrigdruck-Turbinenkompressoraggregates 80 verwendet. Eine Äthylen-Zuleitung 86 führt das Gas unter atmosphärischem Druck in einen angetriebenen Kolbenkompressor 88 ein. Von diesem wird das Gas in einen angetriebenen Zentrifugal-In the embodiment according to FIG. 2, the same gas is namely monomeric ethylene, for the drive of the low-pressure turbine compressor unit 80 used. An ethylene supply line 86 introduces the gas into a powered reciprocating compressor 88 at atmospheric pressure. From this the gas is fed into a driven centrifugal
Ii ; ·' 7 -3Ii; · '7 -3
Verdichter 90 geführt und von dort in einen geschlossenen, Brennstoff-beheizten Erhitzer 92. Das erwärmte, komprimierte Gas wird durch die Turbine 22 des Turbinen-Kompressoraggregates 80 geleitet, um dieses anzutreiben. Das expandierte Gas wird zum Kompressor 90 über einen Kühler 9^ zurückgeführt. Die Rückführung erfolgt zusammen mit einer vorbestimmten Menge von aufbereitetem Gas, welches über einen Leitung 86 vom Kompressor 88 kommt.Compressor 90 out and from there into a closed, fuel-heated heater 92. The heated, compressed Gas is passed through the turbine 22 of the turbine compressor set 80 in order to drive the latter. That expanded Gas is supplied to the compressor 90 via a cooler 9 ^ returned. The recirculation takes place together with a predetermined amount of processed gas, which over a line 86 from the compressor 88 comes.
In Fig. 3 ist eine Anlage dargestellt, wo ebenfalls die Antriebsenergie für einen Niedrigdruck-Turbinenkompressor vom Äthylen entnommen wird. Das Äthylen in diesem Ausführungsbeispiel wird in einem geschlosseneren Umlaufkreis behandelt. Die Niedrigdruck- und Hochdruck-Werte für diesen geschlossenen Äthylen-Umlaufkreis variieren mit den Energieerfordernissen des Kompressor beachtlich. Das Äthylen wird durch einen Kompressor 90 komprimiert, welcher durch einen Elektromotor angetrieben wird. Es wird dann in einem geschlossenen, Brennetoff-beheizten Erhitzer 92 erwärmt, tritt in die Turbine 22 des Turbinen-Kompressoraggregates 80 ein und wird bis auf einen vorbestimmten niedrigen Druck ex-In Fig. 3, a system is shown where the Driving energy for a low pressure turbine compressor is taken from ethylene. The ethylene in this embodiment is treated in a more closed circuit. The low pressure and high pressure values for this one Closed loop ethylene cycle vary with energy requirements of the compressor is considerable. The ethylene is compressed by a compressor 90, which by a Electric motor is driven. It is then heated in a closed, fuel-heated heater 92 that occurs into the turbine 22 of the turbine compressor unit 80 and is ex-
pandiert und im Kühler 9^ gekühlt, bevor es wieder in den Kompressor 90 eintritt. Ein Aufbereitungakompressor 88 hält den Äthylen-Umlauf unter einem geeigneten Druck und wird durch eine Leitung 86· gespeist, welche mit einer Zuleitung 26 verbunden 1st.pandered and chilled in the cooler 9 ^ before putting it back into the Compressor 90 enters. A treatment compressor 88 maintains the ethylene circulation under a suitable pressure and is fed through a line 86 · which has a feed line 26 connected 1st.
Das AusfUhrungsbeispiel in Fig. k zeigt einen Anlage, welche auf einem Luft-Ga*-Turbinenzyklus basiert« Auch hier ist die Luft in einem geschlossenen Unlaufkreis durch einen Motor-getriebenen Kompressor 90 verdichtet, in einem Brennstoff -beheizten, geschlossenen Erhitzer 92 erwäret, in dieThe exemplary embodiment in FIG. K shows a system which is based on an air-gas turbine cycle. Here, too, the air is compressed in a closed circuit by a motor-driven compressor 90, heated in a fuel-heated, closed heater 92, in the
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Turbine 22 eines Turbinen-Kompressoraggregates 80 * eingeführt, am Niedrigdruckende des Umlaufkreises expandiert und in den Kompressor 90 zurückgeführt, nachdem es im Kühler 9k abgekühlt wurde. Ein Luftaufbereitungs-Kompressor 88 ist vorgesehen, um die Anlage unter Druck zu halten.Turbine 22 of a turbine compressor set 80 * introduced, expanded at the low-pressure end of the circulation circuit and returned to the compressor 90 after it has been cooled in the cooler 9k. An air conditioning compressor 88 is provided to keep the system under pressure.
Da das Medium im Niedrigdruck-Äthylen-Kompressor Zk und in der Turbine 22 des Kompressors 80 * differiert, sind ni^ht dargestellte Dichtungen dazwischen angeordnet und leckendes Äthylen wird rückverdichtet und der Anlage mit dem entsprechenden Druck wieder zugeführt. Die Anlage schließt auch einen Motor-getriebenen Leckgas-Kompressor ein, der das Leckgas wieder verdichtet und in die Anlage zurückführt. Die Zusatzleitung kk führt den Katalysator in den Hochdruck-Turbinenkompreseor 8Ί ein. Since the medium in the low-pressure ethylene compressor Zk and in the turbine 22 of the compressor 80 * differs, seals not shown are arranged between them and leaking ethylene is recompressed and fed back to the system at the appropriate pressure. The system also includes a motor-driven leakage gas compressor, which compresses the gas leak again and recycled into the system. The additional line kk introduces the catalyst into the high-pressure turbine compressor 8Ί.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anlage, in welche« ein Dampfumlauf für den Antrieb der Turbine 22 des Niedrigdruck-Kompressors 80* vorgesehen ist. In einem Kessel 102 wird Dampf erzeugt» der der Turbine 22 dee Kompressors 80' zugeführt wird und dort auf einen niedrigen Druck expandiert. Die verbleibende Energie des Dampfes wird zum Antrieb einer Dampfturbine 104 verwendet, welche ihrerseits den Kompressor 96 antreibt. Diese Dampfturbine 104 kondensiert zusammen mit eine« zwischengeordneten Kondensator 106 den Dampf und das Kondensat wird zum Kessel zurückgeleitet. Auch in dieser Anlage sind Vorkehrungen getroffen, u« das ausleckende Äthylen des Niedrigdruck-Äthylen-Kompressors wieder «u verdichten, wofür der Leck-Kompressor 100 angeordnet ist. FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of the system in which a steam circulation is provided for driving the turbine 22 of the low-pressure compressor 80 * . Steam is generated in a boiler 102, which is fed to the turbine 22 of the compressor 80 'and expanded there to a low pressure. The remaining energy of the steam is used to drive a steam turbine 104, which in turn drives the compressor 96. This steam turbine 104, together with an intermediate condenser 106, condenses the steam and the condensate is returned to the boiler. In this system, too, precautions have been taken to recompress the leaking ethylene from the low-pressure ethylene compressor, for which purpose the leakage compressor 100 is arranged.
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Jedes der Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 1 bis 5 zeigt die Durchführungsmöglichkeit des offenbarten Ver fahrens mit dem Prinzip, einem vorgegebenen einer Anzahl von Kompressoren Energie zuzuleiten, welche im komprimierten Medium enthalten ist.Each of the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 5 shows the possibility of implementing the disclosed method with the principle of supplying a predetermined number of compressors with energy which is contained in the compressed medium.
Die Voraussetzungen und Erfordernisse für jedes der dargestellten Ausführungsbeispiele variieren. Gleichfalls erfordert jedes Ausführungfsbeispiel die Zuführung von y PS, wobei das Verfahren die Zuführung von weniger als y PS (beispielsweise y-a PS) von einer außerhalb der Anlage liegenden Energiequelle und die Zuführung des vertreibenden PS-Bedarfs (beispielsweise a PS) aus einer Energiequelle der Anlage lehrt. Bestimmte Parameter - bezüglich der Drücke, der Temperaturen, der Strömungsmengen etc. - können angegeben werden, doch würden diese bei der eindeutig klaren Darstellung der Erfindung nichts zum weiteren Verständnis derselben beitragen.The prerequisites and requirements for each of the presented Embodiments vary. Likewise, each embodiment requires the supply of y PS, where the method involves feeding less than y PS (e.g. y-a PS) from an outside of the Plant lying energy source and the supply of the PS demand (for example a PS) from a Energy source of the system teaches. Certain parameters - with regard to pressures, temperatures, flow rates, etc. - can be specified, but these would in the clearly clear presentation of the invention do not contribute anything to a further understanding of the same.
Mittels der Katalysator-Zusatzleitung kk (Fig. 1 bis 5) wird vorbestimmter Zusatz einer oder mehrerer Arten dem voll komprimierten Medium (monomeres Äthylen) beigegeben. Der Zusatz wird oder kann eine Quelle für freie Radikale darstellen, beispielsweise Sauerstoff, ein organisches Peroxid oder ähnliches. Der bestimmte Katalysator ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Die Reaktoren, welche in den unterschiedlichen Anlagen verwendet werden, sollen Mittel zum Veranlassen einer zwischen dem Medium und dem Katalysatorzusatz eintretenden Reaktion enthalten, um die Bildung des Produkts einzuleiten, beispielsweise Mittel zum Einbringen von Wärmeenergie in das komprimierte Medium und den Zusatz. Weiter sollen die Kompressor-EinheitenBy means of the additional catalyst line kk (FIGS. 1 to 5), a predetermined addition of one or more types is added to the fully compressed medium (monomeric ethylene). The additive will or may be a source of free radicals, for example oxygen, an organic peroxide or the like. The particular catalyst is not part of the present invention. The reactors used in the various plants should contain means for causing a reaction to occur between the medium and the catalyst additive in order to initiate the formation of the product, for example means for introducing thermal energy into the compressed medium and the additive. Next are the compressor units
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2k gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 je zwei Zentrifugalstufen enthalten. Dies sind jedoch bestimmte Ausführungen, welche sich aus einer Analyse von gegebenen oder gewünschten Anlagen-Parametern ableiten. Dem Fachmann, der sich mit der Erfindung vertraut macht, werden Alternativen und Modifikationen der verschiedenen Anlagen möglich sein, da hierfür nur gewöhnliche Maschinenbau-Kenntnisse erforderlich sind. 2k according to the preferred embodiment in FIG. 1 each contain two centrifugal stages. However, these are specific versions that are derived from an analysis of given or desired system parameters. Alternatives and modifications of the various systems will be possible for a person skilled in the art who becomes familiar with the invention, since only ordinary mechanical engineering knowledge is required for this.
1 C ■ ' 7 Ί 1 C ■ '7 Ί
Claims (1)
desselben in dieser, enthalten.4. Plant according to claim 1, characterized in that the liquid supply means means for supplying monomeric ethylene into the plant for the purpose of compression
the same in this one.
eine Quelle von freien Radikalen, wie Sauerstoff, ein
organisches Peroxid oder ähnliches, bilden,6. Plant according to claim 4, characterized in that the means for adding the additive contain means for adding a catalyst to monomeric ethylene, the
a source of free radicals, such as oxygen
organic peroxide or the like,
Freigabe eine· Teiles der gespeicherten Energie zum Antrieb der bestimmten Stufe ansprechen*8. Plant according to claim 7, characterized in that the number of compressors contain multistage centrifugal compressors connected in series and the connecting means have turbines, each of which is drive-wise coupled to one of the stages and to which
Release address part of the stored energy to drive the specific stage *
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