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Tropfen geschickt umgelenkt

Leistungsfähige Gas-Flüssig-Trennung auch bei hohen Gasbelastungen
Tropfen geschickt umgelenkt

Bei der Gewinnung und Reinigung von Erdgas ist die Trennung des Gases von störenden Flüssigkeitsanteilen ein wichtiger Verfahrensschritt. Eine Allianz von Shell und Sulzer Chemtech umfasst den weltweiten und exklusiven Vertrieb von Einbauten aus der Produktfamilie der Shell-Hochleistungsabscheider. Die SMS-Technologie zur Trennung von Gas-Flüssigkeits-Phasengemischen beruht auf der Kombination von Schoepentoeter, Mesh-Demister und Swirldeck.

Daniel Egger

Durch eine strategische Allianz erweitert Sulzer Chemtech das Produktportfolio um Hochleistungsabscheider von Shell. Je nach Kombination der einzelnen Komponenten heißen die Abscheidersysteme:
  • SMS – Schoepentoeter, Mesh-Demister, Swirldeck
  • SVS – Schoepentoeter, Vane Pack, Swirldeck
  • SMSM – Schoepentoeter, Mesh-Demister, Swirldeck, Mesh-Demister
  • SMMSM – Schoepentoeter, Mesh-Demister, Mesh-Demister, Swirldeck, Mesh-Demister
Die Shell-SMS-Technologie zur Trennung von Gas-Flüssigkeits-Phasengemischen beruht auf der patentierten Kombination von Schoepentoeter, Mesh-Demister und Swirldeck. Der Schoepentoeter scheidet bereits einen erheblichen Teil der mitgeführten Flüssigkeit ab. Abscheider aus Drahtgestricken (Mesh-Demister) bilden die nachfolgende Agglomerationsstufe. Sie werden bei einer so hohen Strömungsgeschwindigkeit betrieben, dass ein Fluten der Gestrickpackung eintritt. In dieser so genannten Koaleszierstufe findet die erforderliche Agglomeration von feinen zu größeren Tropfen statt, welche dann in der nächsten Stufe, dem Swirldeck, problemlos abgeschieden werden können. Die abgeschiedene Flüssigkeit wird gesammelt und durch Ablaufrohre in den Kolonnensumpf geführt.
Hohe Abscheideleistung
Selbst bei hohen Gasbelastungen erreichen die SMS-Separatoren eine hervorragende Flüssigkeitsabscheideleistung. So kann im Vergleich zu konventionellen Drahtgestrickabscheidern bis 2,5-mal mehr Gasdurchsatz verarbeitet werden. Zusätzlich werden Teillastfälle mit bis zu einem Zehntel des Nenngasstroms ebenfalls noch wirkungsvoll behandelt, da zu jedem Betriebspunkt mindestens eine der drei Komponenten eine hohe Abscheideeffizienz erbringt.
Umfangreiche Produktpalette
Neben dem SMS-Basisabscheidermodell umfasst die Produktfamilie weitere Abscheidertypen. Im SVS-Abscheider wird statt eines Drahtgeflechts eine Packung aus Leitblechen (Vane Pack) als Koaleszierstufe verwendet. Dieser Typ wird dort eingesetzt, wo eine übermäßige Verschmutzung durch Feststoffanteile erwartet wird. Falls eine höhere Abscheideleistung nötig ist, kommt der SMSM-Abscheider zum Einsatz. Hier wird das so genannte Sekundärgas, das mit der abgetrennten Flüssigkeit durch die Schlitze in den Swirltubes entweicht, durch einen zusätzlichen Abscheider aus Drahtgestricken oberhalb des Swirldecks gereinigt.
Kritische Abscheideprozesse mit zwei stark unterschiedlichen Kondensatkomponenten, wie Kohlenwasserstoffen und Glykolen, sind das Gebiet des SMMSM-Abscheiders. Die Abscheideleistung wird nochmals verbessert, indem unterhalb des Swirldecks zwei Mesh-Demister als Koaleszierstufen eingesetzt werden, die unterschiedliche und auf die abzuscheidenden Flüssigkeiten angepasste Benetzungseigenschaften aufweisen.
Schäden verhindern
Die Hauptanwendungsgebiete für die Hochleistungsabscheider sind Erdgasförderung, Niedertemperaturtrennung (Low Temperature Separation, LTS) sowie Flüssiggas- (Liquified Natural Gas, LNG) und Erdgaskonversionsprozesse (Gas To Liquid, GTL). So muss im LNG-Prozess das Gas in fast jedem Prozessabschnitt von Kondensat befreit werden, da sonst Betriebsprobleme oder sogar schwerwiegende Schäden an einzelnen Komponenten, wie beispielsweise den Kompressoren, entstehen können. Erdgas, das nicht verflüssigt wird, erfordert ebenfalls an einigen Stellen der Gasaufbereitung eine hohe Abscheideeffizienz, bevor das getrocknete und gereinigte Gas dem Endverbraucher zugeführt werden kann. In Trocknungsanlagen wird dem Erdgas üblicherweise durch Absorption mit Glykolen so viel Wasser entzogen, dass bei Gastemperaturen unter dem Gefrierpunkt kein Wasser mehr auskondensiert. Glykoltrocknungskolonnen, die mit der Hochkapazitätspackung MellapakPlus ausgestattet sind, erfordern den Einsatz von Tropfenabscheidern, die bei hohen Gasgeschwindigkeiten den Glykolverlust durch Tropfenmitriss auf ein Minimum beschränken. Eine ideale Lösung bietet hier eine Abscheidereinheit, bestehend aus Mesh-Demister als Koaleszierstufe, Swirldeck als Hauptabscheider und einem zweiten Mesh-Demister zur Nachreinigung des Sekundärgases.
Bei schwierigen Bedingungen
Zahlreiche Abscheider mit zum Teil hoher Effizienz sind auch im LTS-Prozess zu finden, in dem Erdgas auf den erforderlichen Pipelinedruck entspannt wird. Das nasse Feedgas wird über einen Gaswärmeaustauscher mit dem kalten, trockenen Gas (Pipelinegas) vorgekühlt und anschließend entspannt. Falls dem Prozess keine Erdgastrocknung vorgeschaltet ist, wird dem Feedgas Glykol als Inhibitor zugeführt, um so der Bildung von Hydraten vorzubeugen. Bei der Entspannung kondensieren dann höhere Kohlenwasserstoffe aus. Um den erforderlichen Taupunkt des Pipelinegases zu erreichen, muss anschließend das nasse Kondensatgemisch aus Kohlenwasserstoffen und Glykol im Cold Separator häufig zu mehr als 98 % abgeschieden werden. Einbußen in der Abscheideeffizienz sind ungünstig, da das Feedgas auf noch tiefere Temperaturen entspannt werden müsste, um den geforderten Taupunkt überhaupt noch zu erreichen. Die SMMSM-Einheit überzeugt selbst bei solch kritischen Anforderungen durch eine hohe Abscheideeffizienz.
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