Kraftvoller Klimaschutz in der Raffinerie

Artikel, letzte Änderung: , Autor : Veikko Wünsche

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Damit die Schifffahrt umweltfreundlicher wird, sollen Rohölrückstände künftig nicht mehr in Schiffsmotoren verbrannt werden. Einige Raffinerien verwerten sie in einem geschlossenen Verfahren weiter, für das der Petrolkoks zunächst gebrochen werden muss. Diese anspruchsvolle Aufgabe hat die Jülch GmbH gemeinsam mit Bosch Rexroth prozesssicher gelöst.

Kraftvoller Klimaschutz in der Raffinerie

Manchmal erfordert Klimaschutz einen besonderen Kraftaufwand. Zum Beispiel, wenn es darum geht, in einer Raffinerie bis zu einem Meter große Brocken an Petrolkoks zu zerkleinern, um sie für die Weiterverarbeitung transportfähig zu machen und anschließend Endkunden bereitzustellen. Das in der Nähe von Karlsruhe ansässige Maschinenbauunternehmen Jülch GmbH hat sich auf diesen Zerkleinerungsprozess spezialisiert und sich mit technologischer Unterstützung durch Bosch Rexroth eine Marktnische erobert.


Weniger Schweröl in der Schifffahrt


Petrolkoks entsteht als Abfallprodukt nach dem thermischen Cracken von Rohöl. Weil die zähe schwarze Masse innerhalb weniger Stunden aushärtet und sich dann nicht mehr per Wasserstrahl schneiden lässt, müssen die Brecher der Jülch GmbH jederzeit einsatzbereit sein. Das darin gelagerte Walzenpaar bricht die großen Brocken mit maximal 70 Umdrehungen pro Minute. Nach dem Aufbrechen wird das Wasser-Koks-Gemisch in einen Behälter gepumpt, in dem das Wasser entzogen wird. Der fertig verarbeitete, trockene Petrolkoks ist direkt verladefähig.


Durch das geschlossene Verfahren werden auch die letzten Rückstände wieder der Wertschöpfungskette zugeführt, statt sie nach bisheriger Praxis in Schiffsmotoren zu verbrennen. Dank dieser klima- und umweltfreundlichen Alternative gelangen weniger Giftstoffe und Treibhausgase in die Umwelt. Auch werden keine schädlichen Feinstäube mehr freigesetzt, was den Gesundheitsschutz der Mitarbeitenden in der Raffinerie verbessert.


Alternativloser Antrieb von Hägglunds


Jülchs Expertise besteht darin, den Petrolkoks unter den jeweils herrschenden Umgebungsbedingungen zuverlässig zu zerkleinern. „Dies gelingt uns nur mit hochrobusten Hydraulikantrieben, die besonders beim Anfahren extrem hohe Kräfte liefern“, erklärt Geschäftsführer Felix Jülch. „Außerdem müssen die Walzen das Batch unbedingt komplett abarbeiten. Andernfalls würde der Petrolkoks betonhart austrocknen, ließe sich nicht mehr schneiden und brächte den Raffinerieprozess ins Stocken. Dies darf natürlich auf keinen Fall passieren.“


Dass ein hydraulischer Antrieb den einzig gangbaren Weg darstellt, steht für die Jülch GmbH fest, seit ein erster Lösungsansatz mit Elektromotoren an den hohen Lasten und der staubbehafteten Einsatzumgebung scheiterte. Die enormen Energien erfordern einen Antrieb, der ebenso beständig ist wie die komplette Maschine, so die Erkenntnis aus den frühen Entwicklungsphasen. Die robuste Bauweise der Brecher bezeugen unter anderem ihre bis zu 80 mm dicken Wände und ein Gesamtgewicht von über 60 Tonnen, wobei allein die Walzen jeweils zehn Tonnen auf die Waage bringen.


Gemeinsame Entwicklung mit Bosch Rexroth


Warum die Wahl des Antriebspartners auf Bosch Rexroth fiel, liegt für Felix Jülch auf der Hand: „Die Hägglunds Radialkolbenmotoren unseres Partners bieten uns eine alternativlose Leistungscharakteristik. In Kombination mit der ausgeprägten Lösungsexpertise von Bosch Rexroth in Sachen Schwerhydraulik konnten wir unsere Maschinen in hoher Qualität realisieren und den hohen Anspruch an die Prozesssicherheit der Anlage erfüllen.“


Komplettes Hydrauliksystem für Ex-Zone 2: Der Jülch Petrolkoks-Brecher mit Tandemmotor, Aggregat und Steuerung inklusive Condition Monitoring. (Bildquelle: Jülch GmbH)


Tandemmotor mit hohem Startmoment


Jedes der beiden Walzenpaare besitzt einen Tandemantrieb, der einen Hägglunds CA Radialkolbenmotor in Nenngröße 210 mit einem zweiten in Nenngröße 70 kombiniert. Der kleinere wird ausschließlich zum Anfahren zugeschaltet, was das Anlaufmoment um über 40 Prozent steigert. So lassen sich die Koksbrocken auch dann sicher brechen, wenn sie nach dem Hineinfallen in den Brecher verkeilt sind. Den kompletten Antrieb liefert Bosch Rexroth aus einer Hand – inklusive funktionaler Steuerung, Pumpen und hydraulischer Versorgung. Da die Maschine in der Ex-Zone 2 arbeitet, sind alle Systemkomponenten ATEX-konform ausgelegt. Bei der nötigen Dokumentation hat Bosch Rexroth ebenfalls unterstützt.


Mindestens 20 Jahre reibungslos laufen


Die Petrolkoks-Brecher der Jülch GmbH sind für eine Lebensdauer von mindestens 20 Jahren ausgelegt. Die erste, in Deutschland errichtete Anlage läuft bereits länger. Abgesehen vom geplanten Wechsel von Verschleißteilen oder dem Ringtausch einzelner Motoren zur Überholung gab es keine Stillstände.


Auch die Kunden der nachfolgend für weitere internationale Raffinerien gebauten Maschinen sind laut Felix Jülch hochzufrieden. Und dies, obwohl an jedem Standort ganz eigene Umgebungsbedingungen herrschen, die bei der Auslegung des Brechers kundenspezifisch berücksichtigt werden, wie zum Beispiel Tiefsttemperaturen im Winter. „Dank der guten Betreuung durch Bosch Rexroth und der guten Konfigurierbarkeit der Hägglunds Steuerung konnten wir für jede Maschine einen reibungslosen Betrieb sicherstellen.“ Auch auf eine weltweite Unterstützung bei der Inbetriebnahme konnte der Maschinenbauer stets zählen.


Hohe Verfügbarkeit durch Condition Monitoring


Um ungeplante Ausfälle zu vermeiden, werden Walzenantrieb und Aggregat überwacht. Die in der Maschine gesammelten Sensordaten für Drehzahl, Ölstand, Druck- und Temperatur gehen der Leitwarte über eine Schnittstelle zu. Beim Überschreiten bestimmter Grenzwerte löst das Condition Monitoring einen Alarm aus. „Für den bislang nicht aufgetretenen Fall, dass ein Motor abgeschaltet werden muss, ist das System so dimensioniert, dass das laufende Batch im Ein-Walzen-Betrieb fertig bearbeitet werden kann“, erklärt Felix Jülch.


Solide Basis für zukunftsweisende Projekte


Die gemeinsam mit Bosch Rexroth entwickelten Petrolkoks-Brecher versetzen Raffineriebetreiber weltweit in die Lage, ihre Umweltauflagen einfacher zu erfüllen und aktiv zum Klimaschutz beizutragen. Entsprechend groß ist das Interesse an diesen Anlagen mit den verlässlichen Hägglunds Antrieben.


Neben der technischen Lösung sind laut Felix Jülch aber auch die konstruktive Zusammenarbeit auf Augenhöhe und die kurzen Reaktionszeiten des Rexroth Teams entscheidend für den Projekterfolg. „Auf das Engagement unseres Hydraulikpartners können wir uns ebenso verlassen wie auf die Robustheit der Hydraulik. Beides bildet eine solide Grundlage für die weitere Entwicklung.“


Wolfgang Ehmke


Wolfgang Ehmke arbeitet im Vertrieb Europa Mitte des Produktbereichs Large Hydraulic Drives, Bosch Rexroth AG. Als Kundenbetreuer im Außendienst mit Fokus auf die Chemieindustrie ist er der Branchenexperte innerhalb des Vertriebs Europa Mitte.