Wegen der hohen Brand- und Explosionsgefahr ist Sicherheit das oberste Gebot in der Öl- und Gasindustrie. Dank seiner außergewöhnlichen Eigenschaften ist Stickstoff als Schutzgas aus dieser Branche nicht mehr wegzudenken. Das trockene, reaktionsträge, geruchs-, geschmack- und farblose Gas hat eine geringere Dichte als Luft, ist nicht entflammbar und kommt überall dort zum Einsatz, wo eine inerte Atmosphäre benötigt wird. So werden beispielsweise Verdichteranlagen, Rohrleitungen und Reaktoren mit Stickstoff gespült, um das Explosions- und Brandrisiko zu minimieren. Bei der Stickstoffversorgung stehen Unternehmen vor der Wahl: Entweder sie produzieren den benötigten Stickstoff selbst oder sie erhalten ihn über externe Gaslieferanten, beispielsweise in Form von Flüssiggaslieferung per Tankwagen. Bei der Versorgung durch externe Anbieter ist mit einer Reihe von Nachteilen zu rechnen: Neben dem reinen Stickstoffpreis fallen zusätzliche Kosten für die Logistik, den benötigten Platz für die Lagerung des Gases sowie für die Erfüllung strenger Sicherheitsauflagen an. Zudem müssen sich Anwender auf die ausgewiesene Qualität des gelieferten Stickstoffs verlassen und können weder selbst eine Qualitätsprüfung durchführen noch den Reinheitsgrad bedarfsorientiert variieren. Ist der Reinheitsgrad des gelieferten Stickstoffs höher als tatsächlich benötigt, müssen Unternehmen unnötige Mehrkosten in Kauf nehmen.
Gesamtlösung für die Kaliproduktion
Für spezielle Industriezweige, beispielsweise in der Öl- und Gasindustrie, hat Boge Anlagenbau eine schlüsselfertige Grundrahmenlösung zur Stickstofferzeugung entwickelt: Die Systemlösung liefert Stickstoff mit einem Reinheitsgrad von 95,0 bis 99,999Prozent in Kombination mit aufbereiteter Druckluft. Die Anlage selbst ist innerhalb des Grundrahmens fertig verrohrt und verkabelt. Eine solche Grundrahmenanlage ist zum Beispiel in der Produktion eines der größten Kaliproduzenten der Welt im Einsatz. Der Kunde erhielt die Anlage „ready to connect“, das heißt nach Anschluss an das Druckluftnetz, an das Kühlwassernetz und an die Versorgungsspannung vor Ort konnte sie direkt in Betrieb genommen werden. Der erste Grundrahmen besteht aus zwei redundanten Linien mit jeweils einem öleingespritzten Schraubenkompressor vom Typ S125-2 und einem Boge-Adsorptionstrockner DACZ 161-2 mit integriertem Aktivkohleadsorber. Die erforderliche Druckluft wird durch den Schraubenkompressor mit einer Leistung von 90kW erzeugt. Diese Druckluft wird durch entsprechende Trocknung und Filtrierung so aufbereitet, dass den Verbrauchern am Ende des Prozesses technisch ölfreie und saubere Druckluft der Reinheitsklasse 1 zur Verfügung steht. Im Fall des Kaliproduzenten wird diese aufbereitete Druckluft als Instrumentenluft genutzt, die hauptsächlich Ventile und Armaturen pneumatisch steuert. So können verfahrenstechnische Prozesse und Steuerungen innerhalb hochexplosiver Bereiche komplett ohne Elektrik betrieben und damit die Gefahren durch Funken eliminiert werden. Der zweite Grundrahmen besteht ebenfalls aus zwei redundanten Linien mit jeweils einem öleingespritzten Schraubenkompressor Boge S 60-2 und einem Adsorptionstrockner DACZ 71-2 mit integriertem Aktivkohleadsorber. Hier wird die Druckluft nach dem Druckwechsel-Adsorptionsverfahren (Pressure-Swing-Adsorption, PSA) in einen Stickstoffgenerator geleitet. Bei diesem Verfahren wird der Stickstoff durch den Einsatz eines speziellen Kohlenstoff-Molekularsiebs von der Luft getrennt.
Inertisierung als Explosionsschutz
Die aufbereitete Druckluft durchströmt dabei abwechselnd zwei spezielle Adsorptionsbehälter (ähnlich wie bei einem Adsorptionstrockner). Sauerstoff und andere Gase werden adsorbiert und Stickstoff tritt als Produktgas aus der Anlage aus. Sobald einer der Adsorptionsbehälter nahezu gesättigt ist, schaltet das System auf Regeneration, und der andere Adsorptionsbehälter übernimmt den Trennungsprozess. So entsteht ein kontinuierlicher Stickstoff-Volumenstrom, der in einem Pufferbehälter zur weiteren Nutzung zwischengespeichert wird. Der Kaliproduzent nutzt den erzeugten Stickstoff als Sperrgas zur Spülung von Dichtungen und als Inertgas zum Begasen von ganzen Räumen, um damit eine kontrollierte Umgebungsluft zu schaffen. Die Gefahr von Explosionen wird somit sicher eliminiert. Die Entscheidung zugunsten der Komplettlösung von Boge und damit zur Stickstoffherstellung vor Ort stand für den Kaliproduzenten außer Frage: Nach Inbetriebnahme der Systemlösung steht dem Kunden Stickstoff permanent in der gewünschten Reinheit zur Verfügung. Die Generatoren brauchen wenig Platz und verursachen minimale Betriebskosten ab 0,03Euro/Nm³. Die Investitionskosten amortisieren sich in der Regel innerhalb von drei Jahren.
