Ventile für die petrochemische Industrie: 7 Auswahlkriterien

Petrochemische Armaturen sind unverzichtbare Komponenten zur Durchflussregelung, die zur Regulierung, Absperrung, Umleitung und zum Schutz von Flüssigkeiten, Gasen, Dampf, Chemikalien, Polymeren und mehrphasigen Prozessmedien eingesetzt werden.

Petrochemische Anlagen sind im Dauerbetrieb und weisen häufig eine Kombination aus hohen Temperaturen, hohem Druck, korrosiven Chemikalien, giftigen Gasen, abrasiven Partikeln, Vakuumbedingungen, Temperaturwechselbeanspruchung und strengen Anforderungen an die Emissionsbegrenzung auf.

Eine zuverlässige Ventilfunktion trägt dazu bei, einen stabilen Durchfluss, Druck, Temperatur und Prozessverlauf aufrechtzuerhalten und gleichzeitig Reaktoren, Kolonnen, Kompressoren, Pumpen, Wärmetauscher, Lagersysteme und Rohrleitungen zu schützen.

JST Valve liefert korrosionsbeständige, für hohe Temperaturen und hohen Druck ausgelegte, metallgesitzte, automatisierte und maßgeschneiderte Ventillösungen für anspruchsvolle petrochemische Anwendungen.

Wo werden Ventile für die petrochemische Industrie eingesetzt?

Ventile für die petrochemische Industrie kommen in allen Bereichen zum Einsatz, darunter in der Rohstoffaufbereitung, bei Reaktionen, bei der Trennung, bei der Kompression, beim Heizen, beim Kühlen, bei der Lagerung, beim Verladen sowie in Versorgungs- und Umweltschutzsystemen.

• Anlagen zur Herstellung von Ethylen und Propylen
• Polyethylen- und Polypropylen-Anlagen
• Aromaten, Benzol, Toluol und Xylol-Systeme
• Wasserstoff-, Synthesegas- und Brenngasleitungen
• Reaktoren, Destillationskolonnen und Trennanlagen
• Kompressor-Bypass- und Anti-Surge-Systeme
• Hochdruckdampf- und Kondensatsysteme
• Systeme zur Chemikalieneinspeisung und Katalysatorhandhabung
• Lagertanks, Verladeterminals und Transportleitungen
• Fackel-, Entlüftungs-, Abwasser- und Emissionskontrollsysteme

Warum die Wartung von Ventilen in der petrochemischen Industrie eine Herausforderung darstellt

Bei petrochemischen Prozessen können Ventile schnellen Druckschwankungen, hohen Strömungsgeschwindigkeiten, Temperaturwechselbeanspruchungen, Vakuumbedingungen, korrosiven Chemikalien, brennbaren Kohlenwasserstoffen, giftigen Gasen und hochviskosen Polymermedien ausgesetzt sein.

Ein hoher Druckabfall kann zu Kavitation, Verdampfung, Vibrationen, Erosion und übermäßiger Geräuschentwicklung führen. Trockene Gase oder Flüssigkeiten, die Feststoffpartikel enthalten, können die Reibung erhöhen und Sitze, Kugeln, Scheiben, Spindeln, Käfige und Dichtflächen beschädigen.

Einige Anwendungen erfordern zudem eine extrem geringe externe Leckage, eine brandgeprüfte Konstruktion, eine schnelle Notabschaltung, eine antistatische Ausführung, eine präzise Regelung oder Beständigkeit gegen Polymerablagerungen und die Kristallisation von Prozessmedien.

7 Auswahlkriterien für Ventile in der petrochemischen Industrie

1. Prozessmedium und chemische Zusammensetzung

Ermitteln Sie die vollständige Zusammensetzung der Flüssigkeit, einschließlich der Hauptchemikalien, Nebenbestandteile, Verunreinigungen, des Wassergehalts, der Feststoffe, der Katalysatoren, der Chloride, der Schwefelverbindungen sowie möglicher Abweichungen von den Spezifikationen.

2. Temperatur und Druck

Normaltemperatur, Auslegungstemperatur, Betriebsdruck, Auslegungsdruck, Vakuumbedingungen und maximaler Differenzdruck beeinflussen die Nennleistung des Gehäuses, die Werkstoffe, die Sitze, die Stopfbuchsen, die Dichtungen, die Verschraubungen, die Innenteile sowie die Dimensionierung des Stellantriebs.

3. Korrosion und Materialverträglichkeit

Säuren, Laugen, Chloride, Schwefelverbindungen, Lösungsmittel, Wasserstoff und Prozessnebenprodukte können sowohl metallische als auch nichtmetallische Bauteile angreifen. Bei der Werkstoffauswahl muss die Gesamtkombination aus Konzentration, Temperatur, Druck, Verunreinigungen und Strömungsgeschwindigkeit berücksichtigt werden.

4. Kavitation, Flashing, Geräuschentwicklung und Erosion

Regelventile, die bei einem großen Druckabfall betrieben werden, erfordern unter Umständen eine mehrstufige Druckreduzierung, eine Kavitationsschutzausführung, eine geräuschdämpfende Ausführung, gehärtete Werkstoffe, vergrößerte Auslässe oder erosionsbeständige Durchflusskanäle.

5. Absperr- und Durchflussregelungsleistung

Absperrventile müssen die vorgeschriebene Leckagecharakteristik aufweisen, während Regelventile über den gesamten erforderlichen Betriebsbereich hinweg ein stabiles Ansprechverhalten gewährleisten müssen. Durchflusskoeffizient, Regelbereich, Ventilkennlinie, Druckverlust und Genauigkeit des Stellantriebs sollten gemeinsam geprüft werden.

6. Brandschutz und diffuse Emissionen

Bei brennbaren und giftigen Medien können feuergeprüfte Ventilkonstruktionen, eine antistatische Bauweise, ausblasfeste Spindeln, unter Druck stehende Stopfbuchsen, Faltenbalgdichtungen, eine Zertifizierung für geringe Emissionen oder doppelte Absperrvorrichtungen erforderlich sein.

7. Automatisierung, Test und Wartung

Für die Prozesssteuerung, die Fernabsperrung, den Kompressorschutz und die Notabschaltung können pneumatische, elektrische, hydraulische oder elektrohydraulische Antriebe verwendet werden. Die Betätigungszeit, die Endlage bei Ausfall, das Steuersignal, die Einstufung als explosionsgefährdeter Bereich und der Wartungszugang müssen festgelegt werden.

Gängige Ventile für petrochemische Prozesse

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Spezialwerkstoffe für petrochemische Armaturen

Standard-Edelstahl ist nicht für jeden petrochemischen Prozess geeignet. Aggressive Säuren, Chloride, reduzierende Umgebungen, oxidierende Chemikalien, Fluorwasserstoff, Schwefelverbindungen und hohe Temperaturen können den Einsatz spezieller Werkstoffe erfordern.

Je nach den vollständigen Prozessdaten können als Werkstoffe unter anderem Duplex-Edelstahl, Super-Duplex-Edelstahl, superaustenitischer Stahl, Hastelloy, Inconel, Monel, Nickel, Titan, Zirkonium, Tantal, hochsiliziumhaltiges Gusseisen oder Keramikbauteile in Frage kommen.

Bei der endgültigen Werkstoffauswahl müssen alle medienberührten Bauteile berücksichtigt werden, darunter Ventilkörper, Ventilinnenteile, Kugel, Scheibe, Spindel, Sitz, Stopfbuchse, Dichtung, Feder und Befestigungselemente, die dem Prozessmedium ausgesetzt sind.

Wie Ventile für die petrochemische Industrie die Anlagenzuverlässigkeit verbessern

Richtig ausgewählte Ventile für die petrochemische Industrie tragen dazu bei, eine stabile Produktion, eine präzise Prozesssteuerung, eine sichere Absperrung und einen zuverlässigen Schutz der Anlagen zu gewährleisten.

Geeignete Werkstoffe und Dichtungssysteme tragen dazu bei, Korrosion, Leckagen nach außen, Schäden an den Dichtungssitzen, Erosion, Polymerablagerungen und ungeplante Wartungsarbeiten zu reduzieren.

Eine korrekte Dimensionierung der Stellantriebe und die Automatisierung der Ventile verbessern zudem das Ansprechverhalten beim Anfahren, beim Abschalten, bei Prozessänderungen, bei Kompressorabschaltungen, bei der Notfallabsperrung und bei der Aktivierung von Sicherheitssystemen.

Warum ein JST-Ventil?

JST Valve liefert Ventile für die petrochemische Industrie, die für Kohlenwasserstoffe, Dampf, Gase, Säuren, Laugen, Lösungsmittel, korrosive Chemikalien, Polymere, Schlämme und Hochtemperatur-Prozessmedien ausgelegt sind.

• Korrosionsbeständige Werkstoffe und Sonderlegierungen
• Ventilkonstruktionen für hohe Temperaturen und hohen Druck
• Weichsitzende, Metallsitzende, hartbeschichtete und keramische Strukturen
• Lösungen für Kugel-, Absperrklappen-, Kugel-, Absperr-, Kegel-, Rückschlag- und Regelventile
• Pneumatische, elektrische, hydraulische und automatisierte Ventilbaugruppen
• Maßgeschneiderte Werkstoffe, Abmessungen, Verbindungen und Dichtungssysteme
• Prüfung, Test, Rückverfolgbarkeit, Zeichnungen und Projektdokumentation

Für die Ventilauswahl erforderliche Angaben

Für eine präzise Empfehlung zu Ventilen für die petrochemische Industrie geben Sie bitte Folgendes an:

• Prozessmedium und vollständige chemische Zusammensetzung
• Konzentration, Wassergehalt, Verunreinigungen und Feststoffgehalt
• Betriebs- und Auslegungstemperatur
• Betriebsdruck, Auslegungsdruck und Vakuumbedingungen
• Normaler Durchfluss und maximaler Differenzdruck
• Ventiltyp, Größe, Druckklasse und Anschlussnorm
• Isolierung, Steuerung, Umleitung, Bypass oder Notabschaltfunktion
• Anforderungen an die Leckage- und diffusen Emissionen
• Kavitation, Verdampfung, Geräuschentwicklung, Erosion und Feststoffbedingungen
• Antriebstyp, Steuersignal, Betätigungsdauer und Endlage bei Ausfall
• Anforderungen an Brandprüfungen, Inspektionen, Prüfungen, Zertifizierungen und Dokumentation

Technische Hinweise

Weitere Informationen zur Durchflussregelung in der Petrochemie, zu Ventilen für den Einsatz unter extremen Betriebsbedingungen sowie zu den Anforderungen an Rohrleitungsventile finden Sie in den folgenden technischen Ressourcen:

• Valmet Flow Control für petrochemische Anwendungen
• Flowserve-Kugelhähne für den Einsatz unter extremen Bedingungen
• API-Spezifikation 6D für Rohrleitungs- und Armaturenventile

Häufig gestellte Fragen

Welche Ventile werden üblicherweise in petrochemischen Anlagen eingesetzt?

Kugelhähne, Regelventile, Durchgangsventile, Absperrklappen, Absperrschieber, Kegelventile und Rückschlagventile finden breite Anwendung. Die Wahl des richtigen Typs hängt vom Medium, der Funktion, dem Druck, der Temperatur, den Strömungsbedingungen und den geforderten Dichtheitsanforderungen ab.

Welche Ventile eignen sich für korrosive petrochemische Medien?

In Betracht kommen Ventile aus Hastelloy, Monel, Inconel, Nickel, Titan, Zirkonium, Tantal, Duplexstahl, Super-Duplexstahl und superaustenitischem Stahl. Für die endgültige Auswahl sind vollständige chemische Daten und Betriebsdaten erforderlich.

Warum werden Ventile mit Metallsitz in petrochemischen Anlagen eingesetzt?

Metallsitze bieten unter Umständen eine bessere Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen, abrasiven Partikeln, Erosion und anspruchsvollen Betriebszyklen. Die Sitzkonstruktion, die Beschichtung, die Anforderungen an die Dichtheit und das Betriebsdrehmoment müssen für die jeweilige Anwendung geprüft werden.

Was versteht man unter der Begrenzung flüchtiger Emissionen?

Bei der Kontrolle von Leckagen liegt der Schwerpunkt auf der Begrenzung des Austritts von Prozessgasen oder Dämpfen durch die Ventilspindeldichtung, Gehäuseverbindungen und andere äußere Dichtstellen. Bei giftigen, brennbaren oder umweltsensiblen Medien sind unter Umständen spezielle Dichtungen oder Faltenbalgdichtungen erforderlich.

Kann JST Valve maßgeschneiderte Ventile für die petrochemische Industrie liefern?

JST Valve kann kundenspezifische Ventilwerkstoffe, Konstruktionen, Ventilinnenteile, Sitze, Dichtungssysteme, Abmessungen, Anschlüsse, Antriebe, Prüfpläne, Prüfanforderungen und Projektunterlagen bewerten.