Die Grafik zeigt die herausragende Beständigkeit von DuPont™ Kalrez® Spectrum™ und Kalrez® 0090 Perfluorelastomer-Dichtungskomponenten gegen eine hoch aggressive Mischung aus DiGlycolAmine® und Wasser bei 140°C, die typisch ist für die Gaswäsche zur Entfernung von H2S: Nach 336 h sind ein FKM 10- bis 15-mal und ein universell einsetzbarer FFKM viermal so stark gequollen. Grafik: DuPont
DiGlycolAmine® und DGA® sind Warenzeichen der Huntsman Corporation in einigen Ländern.
Dezember 2015 –– Das in Ölraffinerien und in der Gasaufbereitung verarbeite Rohöl und (saure) Erdgas enthalten heute weltweit höhere Anteile an Schwefelwasserstoff (H2S) als je zuvor. Zugleich fordern globale Umweltschutzvorschriften eine stärkere Verringerung des H2S-Gehalts in gas- und ölbasierenden Endprodukten. Die zur Entfernung des H2S eingesetzten Aminwäscheprozesse wirken dadurch erheblich aggressiver als früher auf die Werkstoffe, die zur Abdichtung von Pumpen, Ventilen und anderen Prozesskomponenten eingesetzt werden. In der Folge steigt die Versagenshäufigkeit der hier bisher verwendeten Dichtungen aus Fluorkautschuk (FKM) bzw. Perfluorkautschuk (FFKM). Zugleich wächst damit das Risiko, dass toxische Stoffe in die Umwelt gelangen und Stillstandzeiten hohe Kosten verursachen. Eine Ausnahme bilden DuPont™ Kalrez® Spectrum™ 6380 Perfluorelastomer-Dichtungen, die sich auf Grund ihrer herausragenden Beständigkeit gegen Amine und starke Oxidationsmittel auch bei hohen Temperaturen in Gasreinigungsprozessen bewähren. FKM-Teile quellen unter diesen Umgebungsbedingungen 10- bis 15-mal, Universal-FFKM-Teile rund viermal so stark wie der Typ 6380.
Dazu Jean-Luc Matoux, Global Application Engineer, Energy & Material Handling – Kalrez® & Vespel® bei DuPont Performance Polymers: „Die durch die Einwirkung heißer, toxischer und aggressiver Chemikalien verursachte Quellung ist der größte Feind aller Dichtungswerkstoffe. Sie kann bewirken, dass Dichtungen aus der Nut heraustreten (Extrusion) und reißen, so dass Prozessmedien entweichen können. Die Umgebungsbedingungen in der Amin-Gaswäsche sind eine besondere Herausforderung für Hersteller von Dichtungswerkstoffen und von Dichtungen für Ventile, Pumpen und Gleitringdichtungen. Dank der langjährigen Weiterentwicklung der Rezepturen für Kalrez® Perfluorelastomer-Teile setzen Kalrez® Spectrum™ 6380 Dichtungsteile heute den Maßstab hinsichtlich der Beständigkeit gegen Quellen. Mit lediglich 5 % Quellung nach langzeitiger Einwirkung von hoch toxischem H2S und einer Wasser/DiGlycolAmin®-Mischung erweisen sie sich als deutlich überlegen gegenüber anderen FFKM-Dichtungswerkstoffen.“
Gebrauchseigenschaften
Ein großes französisches Unternehmen, das eine Mischung aus Aminen, Ethylenoxid und anderen Chemikalien bei 150 °C verarbeitet, berichtet über eine Versiebenfachung der Dichtungslebensdauer nach dem Austausch eines O-Rings aus einem Universal-FFKM gegen einen Kalrez® Spectrum™ 6380 O-Ring. Während ersterer unter den gefährlichen und hoch aggressiven Umgebungsbedingungen nur rund 15 Tage hielt, erreichte der Kalrez® Spectrum™ 6380 O-Ring eine Standzeit von dreieinhalb Monaten.
Nach Angeben des Unternehmens hat die Umstellung auf Kalrez® Spectrum™ 6380 die Effizienz der Anlage gesteigert, die mittlere Dauer zwischen zwei Maschinenausfällen (MTBR) und damit die Zuverlässigkeit erhöht und zu mehr Sicherheit beigetragen, indem das Risiko des Austretens potenziell gefährlicher Medien reduziert wurde. Letztendlich haben diese Faktoren zu bedeutenden Einsparungen und reduzierten Gesamt-Systemkosten geführt.
Die Amin-Gaswäsche
Die meisten neu erschlossenen Öl- und Gasvorkommen enthalten hohe Anteile an H2S. Zugleich fordern die neuesten Umweltvorschriften weiter sinkende Anteile an H2S in gereinigtem Erdgas, so dass hoch effiziente Waschverfahren erforderlich sind. Dem entsprechend sind in Ölraffinerien und in der Gasaufbereitung weltweit Aminwäscher im Einsatz, um H2S aus dem (sauren) Rohgas zu entfernen (engl.: gas sweetening).
Eine Herausforderung für Dichtungsteile
In Aminwäschern herrschen anspruchsvolle Umgebungsbedingungen. H2S ist beispielsweise hoch toxisch und erfordert entsprechende Vorsichtsmaßnahmen, und es kann eine Versprödung metallischer Bauteile bewirken. Darüber hinaus laufen diese Prozesse bei hohen Temperaturen ab, die besonders beständige Elastomer-Dichtungen, beispielsweise aus FKM oder FFKM, erfordern. Allerdings quellen Elastomere stark unter Einwirkung von Aminen, was zum Verlust ihrer mechanischen Eigenschaften und zur Extrusion führt. Mögliche Folgen sind Leckagen, Abrisse des Flüssigkeitsfilms in Gleitringdichtungen auf Grund von Verformungen der Dichtungsstirnseite und erhöhte Drehmomente beim Betätigen von Ventilen.
Die Problemlösung
DuPont™ Kalrez® Spectrum™ 6380 Perfluorelastomerteile wurden speziell für statische und dynamische Dichtungsanwendungen in der chemischen Verfahrenstechnik entwickelt. Unter Einwirkung heißer, aggressiver Amine und starker Oxidationsmittel quellen FKM-Teile 10- bis 15-mal und Universal-FFKM-Teile rund viermal so stark wie der Typ 6380, der sich zudem durch sehr gute mechanische Eigenschaften und eine maximale Dauereinsatztemperatur von 225 °C (kurzzeitig auch darüber) auszeichnet.
Der Einsatz von DuPont™ Kalrez® Spectrum™ 6380 Teilen in Amin-Gaswäschern kann die mittlere Dauer zwischen zwei Maschinenausfällen (MTBR) von Ventilen und Pumpen-Gleitringdichtungen verlängern, Leckagen reduzieren und zu verringerten Wartungskosten und Emissionen beitragen. Die neuen Kalrez® 0090 Teile sind eine weitere Option für Anwendungen, die zudem eine hohe Druckbeständigkeit erfordern. In strengen, bei Dritten durchgeführten Laborprüfungen der Beständigkeit gegen plötzlichen Druckabfall (rapid gas decompression, RGD) erhielten Kalrez® AS568-312 O-Ringe die bestmögliche Bewertung von 0000 entsprechend der Norm NORSOK M-710 Rev 2.
DuPont Performance Polymers entwickelt zusammen mit Kunden weltweit Produkte, Bauteile und Systeme, die zu einer verminderten Abhängigkeit von fossilen Energieträgern sowie zum Schutz der Menschen und der Umwelt beitragen. In über 40 weltweit verteilten Produktions-, Entwicklungs- und Forschungszentren nutzt DuPont Performance Polymers das branchenweit breiteste Portfolio an Kunststoffen, Elastomeren, biobasierten Kunststoffen, Filamenten sowie Hochleistungsteilen und -halbzeugen zur Bereitstellung kosteneffizienter Lösungen für Kunden in der Luft- und Raumfahrt-, der Automobil-, Konsumgüter-, Elektro- und Elektronik- und der Sportartikelindustrie sowie dem Maschinenbau und anderen Branchen.
Seit 1802 bietet DuPont den globalen Märkten Wissenschaft und Entwicklungen auf Weltklasseniveau in Form von Produkten, Materialien und Dienstleistungen. Das Unternehmen ist überzeugt, dass durch eine enge Zusammenarbeit mit Kunden, Regierungen, Nicht-Regierungsorganisationen und Meinungsführern gemeinsam Lösungen für die globalen Herausforderungen gefunden werden können. Dazu zählen die Bereitstellung von gesunden Nahrungsmitteln für alle Menschen auf der Welt, die Verringerung der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen sowie der Schutz von Leben und Umwelt. Weitere Informationen zu DuPont und Inclusive Innovation unter www.dupont.com.
Das DuPont Oval, DuPont™ und Produktnamen mit der Kennzeichnung ® und ™sind markenrechtlich geschützt für E.I. du Pont de Nemours and Company oder eine ihrer Konzerngesellschaften.
Prüfung nach NORSOK M-710 Rev 2:
Prüfgas: 10 % CO2 in Methan; Prüftemperatur: 100 °C; Prüfdruck: 150 bar; Druckabfall: 20 bar/min; Dichtungsabmessungen: BS 1806 Größe 312; Querschnitt: 5,33 mm, nominal; Nutausfüllung: 67%, nominal.
