Einsatz eines Antifoulants in POX - Anlagen mit Abhitzekesseln

Einleitung

In einer POX (partielle Oxidation) - Anlage werden aus reinem Sauerstoff, Hochdruckdampf und aus Kohlenwasserstoffen CO und H₂ erzeugt. Aus diesen Produkten werden in weiterführenden Anlagen Ammoniak und Methanol produziert. Als Nebenprodukte fallen CO₂ , H₂S und Ruß-Pellets an.

Als Einsatz für diese Anlagen stehen kohlenwasserstoffhaltige Gase und Schweröle zur Verfügung. Besonders beim Einsatz von Schwerölen kommt es in den den Reaktoren nachgeschalteten Abhitzekesseln (siehe Abbildung 1) zu erheblichem Fouling. Dieses Fouling führt zu einer ungenügenden Abkühlung der Produktgase, so dass eine Abstellung der Anlage notwendig wird, da das Material für die hohen Temperaturen im den Abhitzekesseln nachgeschalteten Anlagenbereich nicht ausgelegt ist.
Die Abstellungen führen zur Verminderung der Produktmengen und zu einer Beanspruchung des Anlagenmaterials, da die Temperaturen in den Reaktoren erheblich reduziert werden (von 1.350 °C auf 250 °C).


Abbildung 1: Schematischer Aufbau einer POX - Anlage

Einsatz von KURITA AP-2505

Zur Lösung des Foulingproblems im Bereich der POX - Anlage hat KURITA ein spezielles Antifoulant entwickelt. Dieses Produkt KURITA AP-2505 wird bereits in mehreren Anlagen erfolgreich eingesetzt. Es wird unverdünnt in den Schweröleinsatz zum Reaktor dosiert. Durch den Zusatz von KURITA AP-2505 wird das Fouling in den Abhitzekesseln vollständig gestoppt. Durch eine entsprechende Einstellung der Dosierrate von KURITA AP-2505 wird auch eine Reinigung der Kessel ermöglicht. Das Antifoulant verhindert durch seine spezielle Rezeptur ein Aufwachsen der Beläge.

Zum Beweis der Wirksamkeit wurde das Antifoulant in mehreren Anlagen getestet. Exemplarisch sind hier die Versuche in zwei Anlagen dargestellt (Anlage A + B). In der Anlage A ist der kritische Parameter die Austrittstemperatur des Rohgases nach dem Abhitzekessel. Zur Überprüfung der Wirksamkeit wurde die Dosierung von KURITA AP-2505 abgestellt, die Veränderung der Temperatur wurde dabei aufgenommen. In drei Tests wurden übereinstimmende Ergebnisse erzielt. Die Austrittstemperatur der Abhitzekessel stieg nach Abstellen der Zugabe von KURITA AP-2505 deutlich an. Bei Wiederaufnahme der Dosierung wurde unverzüglich eine Zunahme der Temperatur verhindert.


Abbildung 2: Austrittstemperaturen der Abhitzekessel, Anlage A

In der Anlage B ist der Druckverlust über dem Abhitzekessel der kritische Parameter. Abbildung 3 zeigt den Verlauf des Druckverlustes. In der Fahrperiode April / Juni 2003 wurde kein KURITA AP-2505 dosiert. Die Dosierung begann erst unmittelbar vor dem Ende der Fahrperiode Juli / August 2003. Um Materialschäden zu verhindern, wurde das Ende der Fahrperiode durch die Festsetzung eines maximalen Druckverlustes von 2,0 bar festgelegt.


Abbildung 3: Druckverlust über Abhitzekessel, Anlage B

Ergebnis

Der Einsatz von KURITA AP-2505 hat in beiden Anlagen einer partiellen Oxidation (Schwer-Öl-Vergasungen) zu übereinstimmenden Ergebnissen geführt. Durch den Einsatz unseres Antifoulants wurden die Ablagerungen in den Abhitzekesseln so reduziert, dass ein Abstellen der Anlage durch Fouling nicht mehr notwendig war.

Damit wurden erhebliche Reinigungskosten eingespart. Ein viel wichtigerer Punkt ist aber, dass es mit Hilfe des Einsatzes von KURITA AP-2505 nicht mehr zu Produktionsausfällen durch Fouling oder Ablagerungen im Bereich der Abhitzekessel und Speisewasservorwärmer kommt.

Beide Anlagen fahren seit Beginn der kontinuierlichen Dosierung von KURITA AP-2505 ohne Verluste durch Abstellmaßnahmen aufgrund von Fouling.

---