Gas- und Ölförderung

Sulfurcrete besteht aus elementarem Schwefel, Salzen, die aus Schwefel plus CO2, SO2, NH3 und Staub aus der Abreibung von Claus-Katalysatoren gebildet werden. Die Härte dieses Materials entspricht der von Granit (siehe z. B. /1/). Fast jeder Betreiber einer Claus-Anlage kennt die lästigen Probleme, die Schwefelcrete verursacht. Primär verstopft es früher oder später die Rohre in Schwefelkondensatoren. Unter der Oberfläche der Schwefelcrete-Schicht bilden sich Spuren von Schwefelsäure, die zu Korrosion führen. Beide Effekte sind natürlich äußerst ungünstig und daher muss Schwefelcrete entfernt werden.

Das ist jedoch eine sehr schwierige Aufgabe. Schwefelcrete bildet sich an relativ kühlen Stellen von Claus-Anlagen, insbesondere in Schwefelkondensatoren. In Claus-Anlagen werden sie typischerweise im Temperaturbereich von 125°C bis 160°C betrieben. Bei höheren Temperaturen wird der Schwefel hochviskos und fließt daher nicht frei aus dem Kondensator. Bei niedrigeren Temperaturen als 125°C wird der Temperaturunterschied zum Schwefel-Erstarrenspunkt von ca. 119°C zu gering. Je niedriger die Temperatur ist, desto niedriger wird der Dampfdruck des Schwefels, und daher sind Schwefelkondensatoren prinzipiell bei niedrigen Temperaturen effizienter. Die Salze, die sich während der Schwefelkondensation im Wärmetauscher bilden, sind dann jedoch stabiler, was höhere Temperaturen bevorzugenswert macht. Das Optimum liegt daher normalerweise darin, die Schwefelkondensatoren am oberen Ende des machbaren Bereichs zu betreiben. Insbesondere die Bildung von CO2-Salzen von Ammoniak kann durch den Betrieb bei Temperaturen über 150°C vermieden werden. Aber was bleibt, sind stabile SO2- und SO3-Salze von Ammoniak, Staub aus Katalysatorabrieb sowie Schwefeltropfen, die dazu neigen, die Kondensatoren zu verstopfen.

Der Betrieb bei höheren Temperaturen kann die Betriebsführung erleichtern, geht jedoch zu Lasten der reduzierten Schwefelrückgewinnung, da ein Teil des Schwefeldampfes unverarbeitet durch den Kondensator strömt. Angesichts der aktuellen strengen Vorschriften zur Schwefelrückgewinnung ist dies oft keine akzeptable Option. Was auch immer die Betreiber versuchen, um das Problem der Verstopfung in Schwefelkondensatoren zu überwinden, alles, was sie erreichen können, ist die Reduzierung des Problems, nicht wirklich dessen Lösung: Früher oder später enthalten die Rohre in den Schwefelkondensatoren Schwefelcrete-Ablagerungen und können sich schließlich sogar verstopfen. Das Problem wird verschärft durch die Härte von Schwefelcrete, die der von Granit entspricht.

Reinigungsverfahren mit Einsatz von Wasser verbieten sich bei der Reinigung von Schwefelkondensatoren. Die daraus resultierende Säureentstehung führt zu einer schweren Korrosion der Innenrohrflächen, nicht zu stopp Die herkömmliche Methode zur Entfernung von Schwefelcrete besteht darin, die Schicht aus den Rohren herauszubohren. Dies führt zwangsläufig zu kleineren oder größeren Kratzern auf der Oberfläche der Rohre, die dann als bevorzugte Stellen für die Bildung neuer Ablagerungen dienen. Auch größere Schäden können auftreten, wenn die Bohrer vom Kurs abweichen und in das Stahlrohr eindringen, anstatt die Ablagerungen zu entfernen. Da Schwefelkondensatorrohre normalerweise aus Kohlenstoffstahl bestehen, tritt nach einer längeren Betriebszeit immer etwas Korrosion auf. Korrodierte Bereiche sind besonders anfällig für Brüche aufgrund der mechanischen Beanspruchung durch das Bohren. Und schließlich verwenden viele Schwefelkondensatoren U-Rohre, und der gebogene Teil der Rohre kann nicht durch Bohren erreicht werden. Das bedeutet, dass ein Teil der Rohre ungesäubert bleibt und die nutzbare Lebensdauer dieses Wärmetauschers verkürzt wird. Mit „TubeMaster“ können all diese Probleme überwunden werden. Bei U-Rohren muss die Leistung des TubeMaster allerdings reduziert werden, um eine Beschädigung im Bogenbereich zu vermeiden.

Die spezielle, auf die Verschmutzung des Wärmetauschers speziell abgestimmte  Strahldüse des TubeMaster-Systems  wird mit ca. 3 bis 12 m/min durch das Rohr bewegt, angetrieben von dem Trägergas. Die Geschwindigkeit wird je nach erforderlichem Reinigungseffekt gesteuert und muss für jede Anwendung individuell angepasst werden. Sie hängt von vielen Parametern ab, wie dem Material der Ablagerungen, der Dicke der Ablagerungsschicht und ihrer Härte.

Wo andere Verfahren bei der Reinigung von Schwefelkondensatoren aufgrund der granitharten Ablagerungen aufgeben, zeigt TubeMaster erst seine volle eine Qualität. Großkunden in den Golfstaaten setzen TubeMaster – insbesondere die automatisierte Version TubeMaster AS – bereits seit einigen Jahren erfolgreich ein.