Gas- en olieproductie

Zwavelbeton bestaat uit elementaire zwavel, zouten gevormd uit zwavel plus CO2, SO2, NH3 en stof van de slijtage van Clauskatalysatoren. De hardheid van dit materiaal is gelijk aan die van graniet (zie bijv. /1/). Bijna elke exploitant van een Claus-installatie is bekend met de vervelende problemen die zwavelbeton veroorzaakt. In de eerste plaats verstopt het vroeg of laat de leidingen met zwavelcondensatoren. Sporen van zwavelzuur vormen zich onder het oppervlak van de zwavelbetonlaag, wat leidt tot corrosie. Natuurlijk zijn beide effecten uiterst ongunstig en daarom moet zwavelbeton worden verwijderd.

Dit is echter een zeer moeilijke taak. Zwavelbeton vormt zich in relatief koele gebieden van Clausplanten, vooral in zwavelcondensatoren. In Claus-systemen worden ze meestal gebruikt in het temperatuurbereik van 125°C tot 160°C. Bij hogere temperaturen wordt de zwavel zeer stroperig en stroomt daardoor niet vrij uit de condensor. Bij temperaturen lager dan 125°C wordt het temperatuurverschil tot het zwavelstollingspunt van ca. 119°C te klein. Hoe lager de temperatuur, hoe lager de dampdruk van de zwavel, en daarom zijn zwavelcondensatoren over het algemeen efficiënter bij lage temperaturen. De zouten die zich tijdens zwavelcondensatie in de warmtewisselaar vormen, zijn dan echter stabieler, waardoor hogere temperaturen de voorkeur hebben. Daarom is het meestal het optimum om de zwavelcondensatoren aan de bovenkant van het haalbare bereik te laten werken. Met name de vorming van CO2-zouten van ammoniak kan worden vermeden door te werken bij temperaturen boven 150°C. Maar wat overblijft zijn stabiele SO2- en SO3-zouten van ammoniak, stof van katalysatorslijtage en zwaveldruppels, die de neiging hebben de condensatoren te verstoppen.

Werken bij hogere temperaturen kan het operationele beheer vergemakkelijken, maar gaat ten koste van een verminderde zwavelterugwinning, omdat een deel van de zwaveldamp onbewerkt door de condensor gaat. Gezien de huidige strenge regelgeving voor zwavelterugwinning is dit vaak geen acceptabele optie. Wat de operators ook proberen om het probleem van verstopping in zwavelcondensatoren op te lossen, het enige wat ze kunnen bereiken is het probleem verminderen, niet echt de oplossing: vroeg of laat bevatten de leidingen in de zwavelcondensatoren zwavelbetonafzettingen en kunnen ze uiteindelijk zelfs verstopt raken. Het probleem wordt nog verergerd door de hardheid van zwavelbeton, die gelijk is aan die van graniet.

Reinigingsmethoden met het gebruik van water zijn verboden voor het reinigen van zwavelcondensatoren. De resulterende zuurophoping leidt tot ernstige corrosie van de binnenbandoppervlakken, niet te stoppen De conventionele methode om zwavelbeton te verwijderen, is door de laag uit de leidingen te boren. Dit leidt onvermijdelijk tot kleinere of grotere krassen op het oppervlak van de leidingen, die dan dienen als voorkeursplaatsen voor de vorming van nieuwe afzettingen. Grote schade kan ook ontstaan als de boren van koers afwijken en de stalen buis binnendringen in plaats van het vuil te verwijderen. Aangezien zwavelcondensorbuizen meestal van koolstofstaal zijn gemaakt, zal er na een lange gebruiksperiode altijd enige corrosie optreden. Gecorrodeerde gebieden zijn bijzonder gevoelig voor breuk als gevolg van de mechanische belasting van het boren. En tot slot gebruiken veel zwavelcondensatoren U-buizen en kan het gebogen deel van de leidingen niet worden bereikt door te boren. Dit betekent dat een deel van de buizen ongereinigd blijft en de levensduur van deze warmtewisselaar wordt verkort. Met “TubeMaster” kunnen al deze problemen worden overwonnen. In het geval van U-buizen moeten de prestaties van de TubeMaster echter worden verminderd om schade in het buiggebied te voorkomen.

De speciale straalsproeier van het TubeMaster-systeem, die speciaal is aangepast aan de vervuiling van de warmtewisselaar, wordt met ca. 3 tot 12 m/min door de buis bewogen, aangedreven door het draaggas. De snelheid wordt geregeld op basis van het vereiste reinigingseffect en moet voor elke toepassing individueel worden aangepast. Het hangt af van veel parameters, zoals het materiaal van de afzettingen, de dikte van de afzettingslaag en de hardheid ervan.

Waar andere methoden het reinigen van zwavelcondensatoren opgeven vanwege de granietharde afzettingen, toont TubeMaster alleen zijn volledige kwaliteit. Grote klanten in de Golfstaten maken al enkele jaren met succes gebruik van TubeMaster – met name de geautomatiseerde versie TubeMaster AS.