Petrochemisches Werk in Saudi-Arabien rüstet Dampfrückgewinnung mit KAIEN LGV-1100 Trockenschneckenvakuumpumpe auf

Ein großer petrochemischer Komplex in der Industriestadt Jubail, Saudi-Arabien, der eine der größten Produktionsanlagen für Ethylen und Propylen in der Region betreibt, hat eine strategische Modernisierung seiner Vakuumsysteme zur Fackelgas- und Dampfrückgewinnung vorgenommen. Die vorhandenen Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen der Anlage, die seit über 18 Jahren im Einsatz waren, verbrauchten übermäßige Mengen an Sperrwasser und erforderten nahezu kontinuierliche Wartungseingriffe, um das Vakuumniveau aufrechtzuerhalten, das für eine effiziente Kondensation und Rückgewinnung flüchtiger organischer Verbindungen erforderlich ist. Da Saudi-Arabiens Nachhaltigkeitsziele „Vision 2030“ zunehmend Wert auf Emissionsreduzierung und Ressourceneffizienz legen, genehmigte die Werksleitung ein umfassendes Programm zur Modernisierung des Vakuumsystems.

Die Dampfrückgewinnungseinheit der Anlage nutzte fünf Vakuumstufen, die bei immer niedrigeren Drücken arbeiteten, um Kohlenwasserstoffdämpfe aus Fackelgas, Atemverlusten in Tanklagern und Prozessentlüftungsströmen zu kondensieren und zurückzugewinnen. Die vorhandenen Flüssigkeitsringpumpen verbrauchten pro Pumpe etwa 12 m³/Stunde Sperrwasser, das anschließend vor der Einleitung als kontaminiertes Industrieabwasser behandelt werden musste. Die jährlichen Wartungskosten für das Fünf-Pumpen-System überstiegen 180.000 US-Dollar, was hauptsächlich auf die Erosion des Laufrads durch das leicht saure Kondensat, Ausfälle mechanischer Dichtungen aufgrund thermischer Zyklen und den Austausch von Motorlagern aufgrund der feuchten Küstenumgebung des Arabischen Golfs zurückzuführen ist.

Während der Hochsommermonate, in denen die Umgebungstemperaturen routinemäßig 45 °C überstiegen und die Kühlwassertemperaturen 32–35 °C erreichten, kam es bei den Flüssigkeitsringpumpen aufgrund des erhöhten Dampfdrucks des Sperrwassers zu einer Verringerung der effektiven Pumpgeschwindigkeit um 25–30 %. Dieser Leistungsabfall zwang die Anlage dazu, die Zufuhrraten durch die Rückgewinnungseinheit zu reduzieren, was dazu führte, dass jährlich schätzungsweise 2,4 Millionen US-Dollar an nicht zurückgewonnenem Kohlenwasserstoffprodukt anfielen, das stattdessen zum Fackelsystem geleitet wurde.

Nach einer sechsmonatigen technischen Bewertung und einem Ausschreibungsverfahren wählte der petrochemische Komplex drei davon ausKAIEN LGV-1100 wassergekühlte Trockenschrauben-Vakuumpumpenum die fünf alternden Flüssigkeitsringeinheiten zu ersetzen. Die wichtigste technische Begründung umfasste:

• Trockenschneckentechnologie:Durch das Fehlen von Sperrwasser entfielen der größte Betriebskostentreiber und die größte Belastung durch die Einhaltung von Umweltauflagen, da pro installierter Pumpe 12 m³/Stunde an kontaminiertem Abwasser anfielen.
• Korrosionsbeständige Konstruktion:Strömungswegkomponenten aus Titanlegierung und benetzte Teile aus SS316 sorgten für die erforderliche chemische Beständigkeit, um der leicht sauren Kondensatumgebung standzuhalten, ohne die Erosion und Lochfraßbildung, die bei den vorherigen Laufrädern aus Gusseisen aufgetreten war.
• Hochtemperaturfähigkeit:Der Prozessgas-Einlasstemperaturbereich von -20 °C bis +80 °C gewährleistete einen zuverlässigen Betrieb auch bei Spitzenbedingungen im Sommer, wenn die Einlassgastemperaturen von vorgeschalteten Prozesswärmetauschern, die mit reduzierter Effizienz arbeiteten, gelegentlich 60 °C überstiegen.
• Wassergekühltes Design mit Gulf-Optimierung:Der Kühlmantel mit geschlossenem Kreislauf wurde mit einer vergrößerten Wärmeaustauschfläche ausgestattet, um eine stabile Pumpenkörpertemperatur bei einer Kühlwasserversorgung von 35 °C aufrechtzuerhalten und so den erhöhten Kühlwassertemperaturen in der Region gerecht zu werden, ohne dass eine zusätzliche Kühlung erforderlich ist.

Achtzehn Monate nach der Inbetriebnahme meldete die Anlage, dass die drei LGV-1100-Pumpen zwei komplette Sommersaisons lang ununterbrochen in Betrieb waren, ohne dass es zu einem einzigen ungeplanten Ausfall aufgrund von Umgebungstemperatureffekten kam. Die Abwasseraufbereitungslast verringerte sich jährlich um etwa 525.000 m³, was direkt zu den Umweltleistungsindikatoren der Anlage im Rahmen der Saudi Green Initiative beitrug. Die verbesserte Vakuumkonsistenz während der Spitzenbedingungen im Sommer ermöglichte den ganzjährigen Betrieb der Dampfrückgewinnungsanlage mit der vorgesehenen Kapazität, wodurch jährlich schätzungsweise 1,8 Millionen US-Dollar an zusätzlichem Kohlenwasserstoffprodukt zurückgewonnen werden.

Basierend auf dem erfolgreichen Einsatz hat die Anlagenbauabteilung bei allen zukünftigen Vakuumsystem-Upgrades im Jubail-Komplex standardmäßig auf Trockenschrauben-Vakuumpumpen von KAIEN gesetzt und die Technologie Schwesteranlagen im globalen Betriebsportfolio des Mutterkonzerns empfohlen.