一般的蒸發(fā)器以及用于操作它們的方法原則上是從現(xiàn)有技術(shù)(參見，例如，Dubbel,Taschenbuch für den Maschinenbau，1974年第13版，第2卷，第502及其后頁)已知的。

許多化學(xué)合成利用液化氣體，所述液化氣體作為液體被遞送，并且在被引入到合成內(nèi)之前被蒸發(fā)，因?yàn)橐夯瘹怏w在它們的氣態(tài)團(tuán)聚體狀態(tài)下更有效地反應(yīng)或反應(yīng)溫度位于材料的沸點(diǎn)以上。液化氣體蒸發(fā)器按照慣例被設(shè)計(jì)為水平管束熱交換器，在所述熱交換器內(nèi)在熱交換器的水套空間(Mantelraum)內(nèi)使液化氣體蒸發(fā)并且經(jīng)由蒸發(fā)器的內(nèi)部水平的熱交換器管遞送用于蒸發(fā)的能量。通常，這樣的蒸發(fā)器內(nèi)的液化水平被保持相對(duì)低，以便使由于在蒸發(fā)期間已經(jīng)形成的氣泡造成的離開蒸發(fā)設(shè)備的液滴的夾帶最小化。在蒸發(fā)的液化氣體離開蒸發(fā)器之前，它通常被引導(dǎo)通過液滴分離器以確保幾乎完全的液滴分離。然而，這樣的液滴分離器常常不足以實(shí)現(xiàn)完全的液體分離。大量蒸發(fā)的液化氣體流的氣體流因此經(jīng)常被進(jìn)給到二次蒸發(fā)器或經(jīng)由加熱的管線(Rohrleitungen)進(jìn)給用于合成。這是重要的，特別是在使用的液化氣體(諸如，例如，丙烯、丙烷、丁烷、異丁烯)與含氧氣體(例如，空氣)且可選地與惰性氣體(例如，氮?dú)饣蛩魵?混合且然后經(jīng)由填充有催化劑的反應(yīng)管被引導(dǎo)的部分氧化的情況下。因?yàn)樵谶@樣的系統(tǒng)中關(guān)于待被氧化的氣體、含氧氣體以及稀釋氣體的混合物比率的監(jiān)控/設(shè)定借助于體積流量計(jì)發(fā)生且，出于安全和反應(yīng)技術(shù)原因，對(duì)混合物比率設(shè)置了狹窄的限制，出于催化劑保護(hù)的原因，遞送的氣體也不應(yīng)含有任何液體成分。

在液化氣體蒸發(fā)器的操作中關(guān)鍵的是，加熱介質(zhì)是否失效和液化氣體的蒸發(fā)是否繼續(xù)。在這些情況下，蒸發(fā)器內(nèi)的溫度下降非?？臁Ｈ绻谖醋⒁獾那闆r下已經(jīng)經(jīng)由液化氣體進(jìn)入蒸發(fā)器，這可能會(huì)導(dǎo)致在蒸發(fā)器內(nèi)形成冰，且水然后可以凍結(jié)且使蒸發(fā)器的水套空間暴露于不能承受地高的壓力應(yīng)力，由此導(dǎo)致蒸發(fā)器爆裂的最壞情況。

這樣的蒸發(fā)器的問題是，在蒸發(fā)器的周圍環(huán)境中出現(xiàn)泄漏的情況下，液化氣體或它的氣態(tài)團(tuán)聚體或它們的混合物的濃度被形成且是爆炸性的。因此，盡可能避免這樣的蒸發(fā)器的周圍環(huán)境中的點(diǎn)火源，以避免在出現(xiàn)泄漏的情況下爆炸。特別是對(duì)于化學(xué)工廠這是重要的，因?yàn)樵谀抢镌S多被認(rèn)為潛在點(diǎn)火源的機(jī)器和設(shè)備運(yùn)行。出于此原因，一般的蒸發(fā)器常常被放置在化學(xué)工廠的邊緣處或被布置在場(chǎng)地的周邊上以使爆炸的風(fēng)險(xiǎn)最小化。從而通過距潛在點(diǎn)火源一段距離可以在一定范圍內(nèi)降低爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。然而，一般的蒸發(fā)器的分散安裝，一方面使到反應(yīng)器的顯著更長(zhǎng)的供應(yīng)線路成為必需，另一方面使應(yīng)用特別的安全措施的較大區(qū)域成為必需。蒸發(fā)器的分散安裝因此牽涉增加的工廠技術(shù)方面支出以及顯著增加的空間要求。因此，存在對(duì)一般的蒸發(fā)器在當(dāng)?shù)亟咏鼘?shí)際反應(yīng)器的集中安裝的需要，其同時(shí)滿足安全要求。

因此本發(fā)明所基于的目的是提供一種用于操作蒸發(fā)器的系統(tǒng)以及指定一種用于操作蒸發(fā)器的方法，借助于所述系統(tǒng)和方法，可以在當(dāng)?shù)亟咏鼭撛邳c(diǎn)火源(例如，熱反應(yīng)器)處以可靠地方式操作液化氣體。

在本發(fā)明的第一方面，借助于一種用于操作液化氣體蒸發(fā)器(3)的系統(tǒng)(1)實(shí)現(xiàn)此目的，該系統(tǒng)包括

-一個(gè)蒸發(fā)器(3)，用于使液化氣體蒸發(fā)成它的氣態(tài)團(tuán)聚體，

-一個(gè)槽(5)，其承載該蒸發(fā)器(3)，

-一個(gè)殼體(7)，其在三個(gè)側(cè)面上圍繞該蒸發(fā)器(3)并且其終止于與該槽(5)齊平，

-至少一個(gè)檢測(cè)器(9)，其對(duì)該液化氣體和它的氣態(tài)團(tuán)聚體敏感并且其被布置在該槽(5)內(nèi)，

-一個(gè)線路(11)，其用于蒸汽D的分布，該線路被設(shè)置在該蒸發(fā)器(3)的第四、未封裝的側(cè)面上并且該線路被布置在該槽(5)的未被該殼體(7)封閉的邊緣處，

-一個(gè)進(jìn)給管線(13)，其被連接到該線路(11)，用于蒸汽D，

-一個(gè)調(diào)節(jié)閥(15)，其被設(shè)置在該進(jìn)給管線(13)上并且被連接到該檢測(cè)器(9)，以及

-至少一個(gè)切斷閥(17)，用于該液化氣體。

此外，借助于一種用于操作蒸發(fā)器(3)的方法實(shí)現(xiàn)上述目的，該方法包括步驟：

a)在蒸發(fā)器(3)中使液化氣體蒸發(fā)成它的氣態(tài)團(tuán)聚體，該蒸發(fā)器被包括在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)(1)中，

b)檢測(cè)承載該蒸發(fā)器(3)的槽(5)內(nèi)該液化氣體和/或它的氣態(tài)團(tuán)聚體的濃度，

c)當(dāng)檢測(cè)到該槽(5)內(nèi)該液化氣體和/或它的氣態(tài)團(tuán)聚體的預(yù)定臨界濃度值時(shí)，致動(dòng)進(jìn)給管線(13)上的調(diào)節(jié)閥(15)并且因此將蒸汽D引入到線路(11)內(nèi)并且借助于切斷閥(17)關(guān)閉到該蒸發(fā)器(3)的液化氣體進(jìn)給，

d)使蒸汽D噴射離開該線路(11)中的孔口(19)，以及

e)在該蒸發(fā)器(3)的第四、未封裝的側(cè)面上在豎直方向上于線路(11)上方形成一個(gè)蒸汽幕。

根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)(1)和根據(jù)本發(fā)明的方法提供的優(yōu)點(diǎn)是，該蒸發(fā)器(3)可以布置在當(dāng)?shù)刂苯咏咏糜谶M(jìn)一步處理氣態(tài)液化氣體的反應(yīng)器，且同時(shí)有效地防止由液態(tài)/氣態(tài)液化氣體和空氣形成可點(diǎn)火混合物的風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)下文關(guān)于該系統(tǒng)(1)列出方法特征時(shí)，這些方法特征特別涉及下文描述的根據(jù)本發(fā)明的方法。結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的方法提及的實(shí)質(zhì)性特征同樣特別涉及根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)(1)。

下文詳細(xì)描述本發(fā)明。

本發(fā)明的第一方面涉及一種用于操作液化氣體蒸發(fā)器(3)的系統(tǒng)(1)，包括

-一個(gè)蒸發(fā)器(3)，用于使液化氣體蒸發(fā)成它的氣態(tài)團(tuán)聚體，

-一個(gè)槽(5)，其承載該蒸發(fā)器(3)，

-一個(gè)殼體(7)，其在三個(gè)側(cè)面上圍繞該蒸發(fā)器(3)并且其終止于與該槽(5)齊平，

-至少一個(gè)檢測(cè)器(9)，其對(duì)該液化氣體和它的氣態(tài)團(tuán)聚體敏感并且其被布置在該槽(5)內(nèi)，

-一個(gè)線路(11)，其用于蒸汽D的分布，該線路被設(shè)置在該蒸發(fā)器(3)的第四、未封裝的側(cè)面上并且該線路被布置在該槽(5)的未被該殼體(7)封閉的邊緣處，

-一個(gè)進(jìn)給管線(13)，其被連接到該線路(11)，用于蒸汽D，

-一個(gè)調(diào)節(jié)閥(15)，其被設(shè)置在該進(jìn)給管線(13)上并且被連接到該檢測(cè)器(9)，以及

-至少一個(gè)切斷閥(17)，用于該液化氣體。

根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)(1)具有的優(yōu)點(diǎn)是，該蒸發(fā)器(3)在三個(gè)側(cè)面上由一個(gè)穩(wěn)定的殼體(7)圍繞，該殼體對(duì)可能逸出的液化氣體和/或它的氣態(tài)團(tuán)聚體與周圍環(huán)境工廠部件接觸進(jìn)行屏蔽。在該蒸發(fā)器(3)的設(shè)置有該線路(11)的第四、未封裝的側(cè)面上，可以生產(chǎn)一個(gè)蒸汽幕，該蒸汽幕也可以使此打開側(cè)與周圍環(huán)境屏蔽。此外，該殼體(7)的使其朝向一個(gè)側(cè)面打開的構(gòu)造類型提供這種可能性，即，該蒸發(fā)器(3)是基本上可自由進(jìn)入的，例如，用于維護(hù)或清潔工作或用于在出現(xiàn)火災(zāi)的情況下消防。

液化氣體在本發(fā)明的上下文中被理解為意指短鏈烴類或兩種或更多種短鏈烴類的混合物，其在在室溫下在相對(duì)低的壓力(小于20巴)下保持液態(tài)。在本發(fā)明的上下文中液化氣體的具體實(shí)例是丙烷、丙烯、丁烷、丁烯、異丁烷和異丁烯。

該蒸發(fā)器(3)是一種適合于使液化氣體蒸發(fā)的常規(guī)裝置。該蒸發(fā)器(3)的實(shí)施例是例如水平管束蒸發(fā)器，其在管內(nèi)帶有加熱介質(zhì)且在該蒸發(fā)器的水套側(cè)面上帶有待蒸發(fā)的介質(zhì)。

承載該蒸發(fā)器(3)的槽(5)由液化氣或它的氣態(tài)團(tuán)聚體不可滲透的固體材料形成。具體地，金屬/金屬合金或混凝土可以用作材料。該槽(5)具體地具有至少在一定時(shí)間內(nèi)保留在出現(xiàn)泄漏的情況下逸出的液化氣體(重氣體)且因此允許經(jīng)由氣體傳感器的較簡(jiǎn)單且較快速的檢測(cè)的任務(wù)。該槽(5)的體積在此情況下對(duì)應(yīng)于至少整個(gè)蒸發(fā)器(3)占據(jù)的空間體積的兩倍。

在三個(gè)側(cè)面上圍繞該蒸發(fā)器(3)的殼體(7)是由穩(wěn)定的材料構(gòu)造的，該材料在出現(xiàn)爆炸的情況下抵擋發(fā)生的壓力波。金屬/金屬合金或混凝土同樣在此適合作為材料。該殼體終止于與該槽(5)齊平，換句話說，該殼體(7)具體地位于該槽(5)上且基本上不漏液化氣體和它的氣態(tài)團(tuán)聚體。該殼體的高度對(duì)應(yīng)于至少該蒸發(fā)器(3)的高度，優(yōu)選為槽底部以上的該蒸發(fā)器(3)的構(gòu)造高度的1.5倍。在涉及殼體(7)的情況下，通俗地還稱為“防火墻”。

檢測(cè)器(9)，如在本發(fā)明中使用的，優(yōu)選地是能夠至少在10％的較低爆炸限制的區(qū)域內(nèi)檢測(cè)對(duì)應(yīng)的液化氣體和/或它的氣態(tài)團(tuán)聚體或能夠測(cè)量它的體積濃度的氣體檢測(cè)器。

在該蒸發(fā)器(3)的第四、未封裝的側(cè)面上設(shè)置的線路(11)具體地是一個(gè)管線，其中使用的材料具體地是金屬，優(yōu)選地鋼。該線路(11)被設(shè)計(jì)為在一定程度上是耐壓的，使得它經(jīng)得起蒸汽D的壓力。該線路(11)被布置在該槽(5)的未被該殼體(7)封閉的邊緣“處”意味著它既可以被設(shè)置在該邊緣上也可以被向內(nèi)偏移緊挨著該邊緣。

可以經(jīng)由該進(jìn)給管線(13)引導(dǎo)到該線路(11)內(nèi)的蒸汽D可以來自于一個(gè)存在于化學(xué)工廠內(nèi)的一般蒸汽線路。

調(diào)節(jié)閥(15)具體地用于打開/關(guān)閉用于蒸汽D進(jìn)入該管線(11)內(nèi)的進(jìn)給管線(13)。該切斷閥(19)特別地在出現(xiàn)泄漏的情況下防止液化氣體到蒸發(fā)器(3)的進(jìn)一步進(jìn)給。

在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)(1)的一個(gè)發(fā)展中，該線路(11)在該蒸發(fā)器(3)的第四、未封裝的側(cè)面的整個(gè)寬度上延伸。這確?？梢栽谠撜舭l(fā)器(3)的整個(gè)第四、未封裝的側(cè)面上形成一個(gè)蒸汽幕，以使得在出現(xiàn)該蒸發(fā)器(3)的泄漏的情況下，沒有液化氣體和/或它的氣態(tài)團(tuán)聚體向外逸出。

根據(jù)該系統(tǒng)(1)的一個(gè)實(shí)施方案，該線路(11)具規(guī)則地間隔的孔口(19)，所述孔口基本上豎直向上地定向。這些孔口(19)具體地是鉆孔。“基本上豎直向上地定向”在此上下文中意味著可以相對(duì)于豎直線以0°到10°的角度形成該蒸汽幕。

為了在出現(xiàn)泄漏的情況下防止液化氣體和/或它的氣態(tài)團(tuán)聚體與其他工廠部件進(jìn)入接觸，已證明有利的是，如果該蒸發(fā)器(3)的第四、未封裝的側(cè)面被定向成背離用于進(jìn)一步處理液化材料和/或它的氣態(tài)團(tuán)聚體的工廠。在此情況下，液化氣體和/或它的氣態(tài)團(tuán)聚體原則上流動(dòng)遠(yuǎn)離該工廠。此外，該蒸發(fā)器(3)的第四、未封裝的側(cè)面形成一個(gè)良好的用于緊急任務(wù)用輛和/或救援人員(例如，消防員等)的突擊路徑，因?yàn)橛捎谠摰谒膫?cè)面的定向而可容易地進(jìn)入外部。

此外，已經(jīng)證明有利的是，如果在又一個(gè)實(shí)施方案中該系統(tǒng)(1)被布置成使得相對(duì)于用于進(jìn)一步處理液化材料和/或它的氣態(tài)團(tuán)聚體的工廠被升高，例如，被布置在該工廠的頂或最高的平臺(tái)上，以使得蒸汽幕可以向上自由地輻射。

本發(fā)明的第二方面涉及一種用于操作液化氣體蒸發(fā)器(3)的方法，包括步驟：

a)在蒸發(fā)器(3)中使液化氣體蒸發(fā)成它的氣態(tài)團(tuán)聚體，該蒸發(fā)器被包括在權(quán)利要求1到5中的一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(1)中，

b)檢測(cè)承載該蒸發(fā)器(3)的槽(5)內(nèi)該液化氣體和/或它的氣態(tài)團(tuán)聚體的濃度，

c)當(dāng)檢測(cè)到該槽(5)內(nèi)該液化氣體和/或它的氣態(tài)團(tuán)聚體的預(yù)定臨界濃度值時(shí)，致動(dòng)尤其是打開進(jìn)給管線(13)上的調(diào)節(jié)閥(15)并且因此將蒸汽D引入到線路(11)內(nèi)并且借助于切斷閥(17)關(guān)閉到該蒸發(fā)器(3)的液化氣體進(jìn)給，

d)使蒸汽D噴射離開該線路(11)中的孔口(19)，以及

e)在該蒸發(fā)器(3)的第四、未封裝的側(cè)面上在豎直方向上于線路(11)上方形成一個(gè)蒸汽幕。

根據(jù)本發(fā)明的方法與根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)(1)具有基本上相同的優(yōu)點(diǎn)，確切地說是，借助于該蒸發(fā)器(3)的設(shè)置有線路(11)的第四、未封裝的側(cè)面，可以生成一個(gè)也使此打開側(cè)面與周圍環(huán)境屏蔽的蒸汽幕。

具體地，通過僅在泄漏的情況下在該蒸發(fā)器(3)的第四、未封裝的側(cè)面上形成蒸汽幕，確保在該蒸發(fā)器(3)的周圍環(huán)境中沒有液化氣體和/或它的氣態(tài)團(tuán)聚體和空氣的可爆炸混合物的形成。

在該方法的一個(gè)發(fā)展中，至少在該蒸發(fā)器(3)的第四、未封裝的側(cè)面的整個(gè)寬度上形成該蒸汽幕。這確保此第四、未封裝的側(cè)面被該蒸汽幕完全屏蔽。在一個(gè)發(fā)展中，可能的是，使該蒸汽幕的寬度延伸超過該殼體(7)的橫向端以建立又一個(gè)安全區(qū)域。

在蒸發(fā)期間，液化氣體具有地形成一種收集在該槽(5)內(nèi)的重氣體。根據(jù)本發(fā)明，與空氣的密度比率大于1的全部氣體被認(rèn)定為重氣體。這些重氣體當(dāng)被散布開時(shí)，它們下沉到底部且根據(jù)本發(fā)明，首先收集在該槽(5)內(nèi)，而不會(huì)傳遞到該蒸發(fā)器(3)的周圍環(huán)境內(nèi)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，優(yōu)選的是，以至少4巴的壓力，優(yōu)選地以在10巴和35巴之間的壓力將蒸汽D進(jìn)給到線路(11)內(nèi)。

在本發(fā)明的一個(gè)發(fā)展中，通過在步驟d)中噴射蒸汽D，一方面，從該系統(tǒng)(1)的外部吸入空氣，且另一方面，夾帶著該液化氣體和/或它的氣態(tài)團(tuán)聚體離開該槽(5)，以使得該液化氣體和/或它的氣態(tài)團(tuán)聚體的濃度被稀釋到一個(gè)非臨界值。借助于根據(jù)本發(fā)明的此措施，以一種簡(jiǎn)單的方式，可能的是，基本上獨(dú)立于液化氣體和/或它的氣態(tài)團(tuán)聚體在該槽(5)內(nèi)的量和/或濃度而將該液化氣體和/或它的氣態(tài)團(tuán)聚體稀釋到一定程度，使得爆炸性混合物不再存在。

參考附圖，將從對(duì)示例性而非限制本發(fā)明的實(shí)施方案的以下描述獲悉其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)和使用可能性。在此情況下，所描述的和/或圖解地例示的所有特征單獨(dú)的或以任何組合構(gòu)成本發(fā)明的主題，甚至其與權(quán)利要求中的它們的合并或它們的反向引用(Rückbeziehung)無關(guān)。

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)1的圖解例示。

圖1圖解地示出一個(gè)實(shí)施方案中的根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)1。蒸發(fā)器3——其被安裝在槽5內(nèi)——被例示在中間。蒸發(fā)器3在三個(gè)側(cè)面(在此，左側(cè)面、前側(cè)面和后側(cè)面)上由殼體7圍繞，其中系統(tǒng)1的前側(cè)面在此被例示為切掉，因此不能夠在前面看到殼體7的第三側(cè)面。在第四側(cè)面(在此，右側(cè)面)上缺少此殼體7。而是，線路11——其由進(jìn)給管線13供應(yīng)——在此被設(shè)置用于蒸汽。

此外，在槽5內(nèi)，布置至少一個(gè)檢測(cè)器9，該檢測(cè)器連續(xù)地測(cè)量在蒸發(fā)器3中蒸發(fā)的液化氣體或它的氣態(tài)團(tuán)聚體的濃度。當(dāng)超過液化氣體的臨界濃度時(shí)，檢測(cè)器9直接地或間接地切換調(diào)節(jié)閥15，以使得進(jìn)給管線13被打開用于蒸汽D，該蒸汽D在至少4巴的壓力下流動(dòng)到線路11內(nèi)。借助于多個(gè)在線路11的長(zhǎng)度上分布的孔口19，具體地鉆孔，蒸汽被噴射，從而形成一個(gè)蒸汽幕。同時(shí)，借助于切斷閥17防止液化氣體到蒸發(fā)器3的進(jìn)一步進(jìn)給。

如同樣從圖1的例示明顯的是，殼體7是向上打開的。對(duì)于本發(fā)明，沒有在殼體7上設(shè)置固定的蓋或固定的頂。然而，開放式結(jié)構(gòu)(例如，網(wǎng)格)可以起覆蓋物的作用。蒸發(fā)器3的第四、未封裝的側(cè)面同樣可以被關(guān)閉，例如，借助于網(wǎng)格，以防止未經(jīng)授權(quán)的進(jìn)入。本發(fā)明的作用方式不受這樣的網(wǎng)格的設(shè)置的損害。

如果在蒸發(fā)器3出現(xiàn)泄露的情況下，意在該蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)的液化氣體和/或它的氣態(tài)團(tuán)聚體逸出并且收集在槽5內(nèi)，則設(shè)置檢測(cè)器9。此裝置基本上適合全部重氣體和液化氣體，例如，適合于具有三到五個(gè)碳原子的烴類。然而，該裝置也可以被用于更高的烴類。

在達(dá)到液化氣體或它的氣態(tài)團(tuán)聚體和空氣的爆炸臨界混合物之前，蒸汽D被引入到線路11內(nèi)且經(jīng)由線路11中的孔口19被噴射，以使得，如已經(jīng)例示的，形成蒸汽幕。在蒸汽D的噴射期間，夾帶著液化氣體或它的氣態(tài)團(tuán)聚體離開槽5，而同時(shí)從系統(tǒng)1外部吸入空氣。此夾帶導(dǎo)致液化氣體或它的氣態(tài)團(tuán)聚體的這樣的高稀釋度，以至于混合物達(dá)到對(duì)于爆炸的非臨界濃度。具體而言，蒸汽D的注射器作用有助于此。

本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方案是領(lǐng)先用于生產(chǎn)丙烯酸的工廠的丙烯蒸發(fā)器。