K 2016: Polymer-Förderpumpen reibungslos austauschen

Das Endprodukt LLPDE muss bei hohen Temperatuiren gefördert werden. (Bildquelle: Maag, Equate)

Die Öl- und Gasindustrie steht mit ihrem bedeutenden petrochemischen Ableger für 60 % des Bruttoinlandsprodukts von Kuwait. Das Land ist zudem der Standort einiger bedeutender Öl-Explorations- und Förderunternehmen – und eines einzigartigen petrochemischen Unternehmens. Die Equate Petrochemical Company ist der Eigner und alleinige Betreiber mehrerer vollintegrierter Anlagen in Kuwait, Nordamerika und Europa, die jährlich über 6 Millionen Tonnen petrochemischer Produkte produzieren. Equate übernahm 2015 das Unternehmen ME Global als 100%iges Tochterunternehmen, das unter anderem Ethylen, Polyethylen (PE), Ethylenglycol (EG), Polypropylen (PP), Styrol-Monomer (SM), Paraxylol (PX), schweren aromatischen Kohlenwasserstoffen (HA) und Benzol (BZ) produziert. Die Produkte werden im Nahen Osten, Asien, Afrika, Europa und ganz Amerika vertrieben.

Hier hat es gehakt

Das lineare Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) zeichnet sich durch hohe Zugfestigkeit, starke Schlag- und Durchstoßfestigkeit und gute Beständigkeit gegenüber Chemikalien aus. Es ist sehr flexibel und kann sich bei Belastung ausdehnen, wodurch sich LLDPE besonders gut für die Produktion dünner Folien eignet. Das Material eignet sich dank seiner Flexibilität für die Herstellung einer großen Bandbreite verschiedener Produkte, wie Frischhaltefolie, Stretchfolie, Flaschen, Flaschenverschlüsse, Treibstofftanks, Rohre, flexible Rohrleitungen, Eimer und Spielzeug. Der weltweite Bedarf an LLDPE ist hoch und der Markt erreichte im Jahr 2013 einen Wert von 36,3 Mrd. EUR.

K 2016: Polymer-Förderpumpen reibungslos austauschen

Die Zahnradpumpe im installierten Zustand. (Bildquelle: Maag)

Einen maßgeblichen Anteil an der Herstellung von LLDPE haben Zahnradpumpen, die zum Fördern der Polymerschmelze eingesetzt werden. Equate war mit den vorhandenen Zahnradpumpen auf den zwei LLDPE-Produktionslinien des Unternehmens zwar bereits in der Lage, große Mengen an LLDPE herzustellen, Mohammad Al-Qahtani, Senior Technical Advisor für Polyethylen nei Equate, hatte aber vor Augen, dass die Produktionsraten noch weiter optimiert werden könnten. „Wir haben versucht, mehr Leistung aus diesen Zahnradpumpen herauszuholen, als ihre Auslegung eigentlich zuließ“, erklärt er. „Im Ergebnis erreichten wir immer noch nicht die Produktionsraten, die wir anstrebten, die Pumpen waren aber deutlich anfälliger für Ausfälle und Wartungsprobleme.“

LLDPE muss bei hohen Temperaturen gefördert werden, und die Produktionsraten waren durch den Umstand eingeschränkt, dass die zulässigen Temperaturhöchstwerte bei den verwendeten Zahnradpumpen zu Beschädigungen an den Lagern führten. So waren die Pumpen auf eine relativ geringe Polymer-Förderrate beschränkt, was für Al-Qahtani eine echte Herausforderung darstellte: Wenn er die gewünschte, an die Höchstrate des Extruders angepasste höhere Förderrate erreichen wollte, dann würde er das Risiko eingehen, die Pumpen über ihre Belastungsgrenze hinauszutreiben.

„Wir hatten eigentlich das Ziel, dass diese Pumpen ihre Leistung jahrelang ohne größere Wartungsarbeiten erbringen. Die vorhandenen Pumpen brauchten inzwischen aber alle zwei bis drei Jahre eine Generalüberholung wegen ihres Verlusts beim volumetrischen Wirkungsgrad“, berichtet Al-Qahtani. „Die Wartung der Pumpen war außerdem schwierig, weil die Welle nicht herausgenommen werden konnte, solange die Pumpe noch an Ort und Stelle war. Zur Reparatur musste die Pumpe aus der entsprechenden Produktionslinie herausgenommen, eine Ersatzpumpe eingesetzt und die beschädigte Pumpe zur Reparatur in eine Werkstatt gebracht werden, was schwerwiegende Produktionsunterbrechungen verursachte.“

Der reibungslose Ersatz

Angesichts der ungenügenden Produktionsraten und der teuren Produktionsunterbrechungen durch die Wartungsarbeiten fing Al-Qahtani an, nach Lösungen zu suchen. Auf Empfehlung griffen die Ingenieure auf die Zahnradpumpe Polyrex 32 (PR 32) von Maag Pump Systems, einem Unternehmen der Dover Group, aus dem schweizerischen Oberglatt zurück. „Wir fragten bei Maag an, ob mit dem gleichen Motor die angestrebte Produktionsrate zu erreichen wäre“, berichtet Al-Qahtani. „Wir wollten außerdem eine Ersatzpumpe in dem Sinne, dass wir die alte Pumpe entfernen und die neue ohne große Anpassungen einsetzen können, also eine ganz ähnliche Bauweise.“

Die Pumpe konnte alle Anforderungen von Al-Qahtani erfüllen, weil der Hersteller sie insbesondere für den Einsatz bei der Produktion von Polyolefinen (zu denen auch LLDPE gehört) entwickelt hat. Sie zeichnet sich durch spezielle Zähne mit geringer Presskraft für eine besonders schonende Behandlung der Polymerschmelze sowie moderne Wellen und Lager aus, die keine Probleme mit den höheren Betriebstemperaturen bei der LLDPE-Förderung und -Produktion haben. Das gewählte Modell bietet sogar eine noch höhere Förderrate als die Höchstrate des Extruders, sodass die gewünschte Produktionsrate ohne Probleme erreicht werden kann.

Das Unternehmen suchte aber auch nach einer Pumpe, die sich zum direkten Austausch der vorhandenen Pumpe eignete, und die PR32-Modelle konnten so eingerichtet werden, dass sie komplett den Abmessungen der vorhandenen Pumpen entsprechen – ganz ohne Änderungen am Systemlayout oder Beeinträchtigungen des Anlagenbetriebs! Die Pumpen wurden außerdem so ausgelegt, dass die Wellen bei erforderlichen Wartungsarbeiten direkt vor Ort einzeln herausgezogen werden können, ohne dass die Pumpe aus der Produktionslinie ausgebaut werden muss. So kommt es zu viel geringeren Produktionsunterbrechungen als bei der ursprünglichen Situation.

K 2016: Polymer-Förderpumpen reibungslos austauschen

Die Equate Petrochemical Company hat ihren Sitz in Safat, Kuwait. (Bildquelle: Equate)

Die erste PR32 wurde im Februar 2014 in Betrieb genommen, die zweite im Dezember 2014 integriert. Inzwischen kann man mit Gewissheit sagen, dass sie die Erwartungen übertroffen haben, denn beide sorgen für Produktionsraten, die um 39 % höher liegen als die alten Förderraten, und sie ermöglichen den reibungslosen Betrieb bei dauerhaft tiefen Lager-Betriebstemperaturen weit unter dem voreingestellten Notausschaltpunkt.

Das Beispiel zeigt, wie sich einmalige Kapitalinvestitionen in bessere Pumpentechnik auszahlen kann, statt Jahr für Jahr immer wieder leicht bewilligtes Geld für Wartungsarbeiten auszugeben. „Seit Inbetriebnahme dieser beiden PR32-Pumpen konnten wir die vereinbarte Förderrate sogar übertreffen“, berichtet Al-Qahtani. „Die Pumpen arbeiten problemlos im Wunschbereich, und wir gehen davon aus, dass sie viele weitere Jahre für zuverlässigen, kostengünstigen und sicheren Betrieb in unserer LLDPE-Produktion sorgen werden.“

 

K 2016  Halle 9 Stand A04

Über den Autor

Manfred Waeckerlin

ist Director Pumps beui Maag Pump Sytems.