BAYERNOIL aktuell - Bayernoil Raffineriegesellschaft mbH

Rund um die Raffinerie
Neue Pumpentechnologie macht’s möglich:
20 % Mehrdurchsatz im Hydrofiner
Was taten die Fuhrleute in früheren Zeiten, wenn es galt, einen steilen Pass zu überwinden? Richtig, sie spannten ein
zusätzliches Pferd vor den Wagen! Dieses zusätzliche Arbeitspferd heißt im Hydrofiner nicht „Wenzl“ oder „Schunkl“,
in Anlehnung an zwei besonders pfiffige Kollegen in der Produktion, sondern nüchtern „Hydrofiner Einsatzpumpe
J­601“ und zieht auch keinen Wagen, sondern ist die Basis für die Kapazitätserweiterung des Hydrofiners im Betriebsteil
Vohburg von 100 t/h auf 120 t/h.
Im Zuge des ISAR­Projekts wurden im
September 2008 mit der Abstellung der
HDS 2 und des Unifiners im Betriebsteil IngolstadtMitteldestillat­Entschwefelungskapazitäten
in Höhe von ca. 150 t/h
stillgelegt. Der Hydrofiner sollte daher
mit überschaubaren Kosten von 100 auf
120 t/h erweitert werden, um die Entschwefelung
der Mitteldestillatströme
(LCO und teilweise SGO/LVGO), die bisher
in Ingolstadt erfolgte, weiterhin sicher zu
stellen. Die Vorstudien zu diesem Projekt
wurden aber aufgrund der ermittelten
Umbaukos ten im siebenstelligen Bereich
nicht weiterverfolgt.
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Modifizierte Schmierölpumpe der Einsatzpumpe J-601
Vorstudien zeigen Engpässe auf
Zunächst wurden am Hydrofiner Testläufe
zur Ermittlung der Anlagenengpässe durchgeführt.
Es zeigte sich dabei, dass bei einer
Fahrweise mit einer Einsatzpumpe Durchsätze
bis zu 108 t/h möglich waren. Dabei
offenbarten sich aber auch neue Beschränkungen,
welche die mechanische Stabilität
der Anlage hätten gefährden können.
So steigt zum Beispiel bei einer Erhöhung
der Einsatzmenge auch die Strömungsgeschwindigkeit
in den Wärmetauschern des
Hochdruckteils der Anlage. Damit werden
die betroffenen Apparate wiederum anfälliger
gegenüber Erosionskorrosion. Es galt
also, die Probleme in enger Zusammenarbeit
zwischen Anlagenbereichsteam und
PI­Tagdienst­Team zu lösen.
Systematische Vorplanung erlaubt
Versuchsbetrieb
Um aus einem Versuchsbetrieb mit Zuschaltung
einer zweiten Einsatzpumpe
möglichst viele Erkenntnisse zu gewinnen,
wurden zunächst nochmals die Designparameter
der wesentlichen Anlagenkomponenten
gesichtet. Intensive Gespräche
mit dem Betriebspersonal und der Instandhaltungsmannschaft
lieferten weitere
wertvolle Hinweise auf bestehende Limitierungen.
Um ein detailliertes Druckprofil
über die Anlage erstellen zu können,
wurden zusätzliche Druckmessungen an
der Anlage installiert. Zur Überwachung
der Einsatzpumpen wurde außerdem eine
Anzeige der Stromaufnahme ins Prozessleitsystem
aufgenommen.
Testbetrieb liefert wertvolle
Erkenntnisse
Eine weitere Voraussetzung für den Test
war der Umbau der bisher anfälligen Ölpumpen
an den beiden Einsatzpumpen auf
einen unabhängigen Schmierölkreislauf
nach einem Eigendesign der BAYERNOIL­
Instandhaltung. Mit dieser Modifikation
durch die Instandhaltung konnte die Zuverlässigkeit
der Maschinen wesentlich
gesteigert werden.
Abbildung 1: Durchsatzerhöhung im Juni 2009
Nach diesen Vorplanungen folgte ab September
2008, mit den Behörden abgestimmt,
ein vierwöchiger Testlauf mit dem
zweiten „Pferd“ J­601, also Parallelbetrieb
beider Einsatzpumpen, dessen Ergebnisse
in einem nochmaligen Test im Februar
2009 abgesichert wurden. Im Ergebnis
konnten dabei Durchsätze von 115 t/h im
Dauerbetrieb gefahren werden. Hydraulische
Limitierungen lagen wie erwartet
im Bereich des Niederdruckteils und der
Stripperkolonne. Mit diesen Erkenntnissen
konnte dann die erforderliche Gegenmaßnahme,
die Vergrößerung von Regelventilen,
während des Stillstands im Frühjahr
2009 umgesetzt werden.
Der aufmerksame Leser fragt sich nun sicherlich
mit Recht, wie sich diese Durchsatzerhöhung
auf die erwähnte Erosionsproblematik
auswirkt, da ja offensichtlich
höhere Durchsätze mit steigenden Geschwindigkeiten
und somit steigender Erosion
verbunden sind? Genau dies war die
Schlüsselfrage des ganzen Umbaus.
Als gefährdete Bereiche wurden die Umlenkzonen
der Hochdruck­Luftkühler identifiziert.
Die dort ermittelten Geschwindigkeiten
erwiesen sich als grenzwertig.
Allerdings stellte sich schnell heraus, dass
das eigentliche Thema hier die ungleiche
Verteilung der Gasströme als Folge von
Salzablagerungen war. Diese Ablagerungen
verursachten erhöhte Differenzdrücke
über den Hochdruckteil der Anlage
und partiell erhöhte Geschwindigkeiten,
welche dann die Erosion bewirkten. Als
Lösung ergab sich hierfür die Einführung
regelmäßiger Wasserwäschen. Dies zeigte
unmittelbar Wirkung, zu erkennen an den
bei den Wäschen fallenden Differenzdrücken.
Durch Ungleichverteilung verursachte
partielle Erosionsprobleme werden
somit abgeschwächt.
Positive Effekte realisiert
Ein weiterer hilfreicher Ansatz war die Erhöhung
des Systemdrucks. Aufgrund der
nun zur Verfügung stehenden zusätzlichen
Leistung der Einsatzpumpen (Parallelfahrweise)
konnte der Systemdruck um etwa
2 bar, also an den Auslegungsbereich der
Anlage, angezogen werden. Dadurch reduzierten
sich die Strömungsgeschwindigkeiten
weiter. Ein weiterer willkommener
Nebeneffekt war, dass der Wasserstoffpartialdruck
trotz Durchsatzerhöhung konstant
gehalten werden konnte. Dadurch
wurde der Katalysatordeaktivierung entgegengewirkt.
Grünes Licht für den Dauerbetrieb
Bei der zuständigen Behörde wurde parallel
die Kapazitätserweiterung beantragt.
Dabei galt es unter anderem, die Kapazität
des Fackelsystems für den höheren Durchsatz
zu überprüfen. Mit der Installation
einer zusätzlichen Sicherheitsabschaltung
an der Stripperkolonne kann jetzt ein unzulässiger
Druckanstieg im Fackelsystem
verhindert werden. Nach der schnellen und
unkomplizierten Genehmigung des Antrags
durch die Behörde waren dann schließlich
alle Voraussetzungen für den Dauerbetrieb
gegeben.
Was zu beweisen war –
Dauerbetrieb seit Juni 2009
Die Anlage läuft nunmehr seit 15. Juni
2009 im Dauerbetrieb mit stabilem Einsatz
von 120 t/h und trägt damit zur Verbesserung
unserer derzeit schwierigen Margensituation
bei.
Bei getätigten Investitionen von ca. 80.000 ›
hat sich der Umbau bereits ausgezahlt
(Abb. 1). Die Maßnahme ist damit aber noch
nicht abgeschlossen. Einzelne offene Punkte
wie die Verbesserung der Zuverlässigkeit
der Einsatzpumpen oder die Bewertung der
Katalysatorlaufzeit bilden in den nächsten
Monaten die Schwerpunkte der Arbeit. Ziel
ist die nachhaltige Sicherstellung der Anlagenzuverlässigkeit
durch konsequentes
Monitoring der Anlagenparameter.
Schlussfolgerungen
Das Beispiel zeigt einmal mehr, dass es
nicht immer nur die „große Lösung“ ist, die
zu Erfolgen führt. Vielmehr können durch
systematisches Arbeiten unter Einbeziehung
des Fachwissens aller vorhandenen
Experten scheinbare Grenzen Schritt für
Schritt immer weiter hinausgeschoben
werden. Versteckte Potentiale können so
mit relativ geringem finanziellem Aufwand
sicher und stabil gehoben und somit unsere
Raffinerie weiterentwickelt werden.
Wie wichtig und richtig dieses Vorgehen
für BAYERNOIL sein kann, wird besonders
in der aktuellen Wirtschaftskrise deutlich.
Rupert Herold
Prozessingenieur BTV
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