Unsere Autorin
Eine Herausforderung mit großem Marktpotential
In einer typischen Raffinerie oder Chemieanlage gibt es durchschnittlich 12.000 Verbindungen im gesamten Rohrleitungssystem. Diese sind potenziell anfällig für Leckagen, d.h. für den unkontrollierten Austritt von Gas oder Dampf. Wenn man bedenkt, dass es allein in den USA mehr als 13.500 chemische Produktionsanlagen gibt, bedeutet dies, dass allein in diesem Markt etwa 162 Millionen sensible Stellen in Rohrleitungssystemen gesichert und überwacht werden müssen, um Gas- oder Dampflecks zu verhindern.
Diese Leckagen - oder genauer: das unregelmäßige Entweichen von Gasen und Dämpfen aus Druckbehältern - werden allgemein als „diffuse Emissionen“ bezeichnet. Obwohl sie häufig vorkommen, ist es nicht einfach, den genauen Ort eines Lecks zu lokalisieren und das Problem kostengünstig zu beheben. Obwohl es sich meist um kleine Lecks handelt, sind die negativen Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt dennoch erheblich.
Die globale Wirkung
Seit 2015 haben sich viele Nationen im Rahmen des Pariser Klimaabkommens zusammengeschlossen. Dessen Ziel ist es, den Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur auf unter 2 Grad Celsius, vorzugsweise auf 1,5 Grad Celsius, zu begrenzen, um die Auswirkungen und Risiken des Klimawandels deutlich zu reduzieren.
Um das zu erreichen, müssen die weltweiten Treibhausgasemissionen bis 2025 um 7,6 Prozent (1 Milliarde Tonnen) pro Jahr sinken. Ein großer Schritt, insbesondere für die pharmazeutische und chemische Industrie, die flüchtige organische Verbindungen (VOC), gefährliche Luftschadstoffe und andere Gase ausstößt.
Eine kürzlich durchgeführte Studie in neun Pharmaunternehmen ergab eine Gesamtmenge an VOC-Emissionen von 20,11 Tonnen. Die Ergebnisse zeigten, dass fast 78 Prozent der jährlichen VOC-Leckagen auf schadhafte Flansche und Anschlüsse zurückzuführen sind. 1
Entwicklung einer verbesserten Lösung
In der derzeitigen Übergangsphase hin zu erneuerbaren Energiequellen zögern auch viele Raffinerien, größere Investitionen in ihre Anlagen zu tätigen. Für Freudenberg Oil & Gas Technologies (FOGT) war es daher wichtig, eine Lösung zu finden, die in die bestehende Infrastruktur integriert werden kann, um die Modernisierung kostengünstiger zu gestalten. FOGT untersuchte daher die Wirksamkeit einer neuen Dichtung, die in bestehende Flanschverbindungen eingesetzt werden kann.
So könnte ein bestehender "American Petroleum Institute (API) Flansch" mit einem neuen Dichtungsring nachgerüstet werden und damit die Wahrscheinlichkeit diffuser Emissionen an einzelnen Verbindungen deutlich reduzieren.
Eine besondere Herausforderung bei der Entwicklung dieses neuen Dichtungsrings bestand darin, dass es keine bekannte internationale Norm für die Prüfung diffuser Emissionen an Rohrverbindungen gab. Daher verwendete das Team ein Prüfsystem, das auf der Industrienorm für Armaturen basiert. In umfangreichen Tests und Analysen, die das Team durchführte, um seinen neuen Dichtungsring mit derzeit auf dem Markt erhältlichen Produkten zu vergleichen, erwies sich dieses Prüfmodell als erfolgreich.
Die HXBX|HXR-Dichtungen von Freudenberg Oil & Gas Technologies werden im FOGT-Werk in Port Talbot, Großbritannien, hergestellt.
Die HXBX|HXR-Dichtungen von Freudenberg Oil & Gas Technologies werden im FOGT-Werk in Port Talbot, Großbritannien, hergestellt.
Die HXBX|HXR-Dichtungen von Freudenberg Oil & Gas Technologies werden im FOGT-Werk in Port Talbot, Großbritannien, hergestellt.
Die HXBX|HXR-Dichtringe von Freudenberg Oil & Gas Technologies reduzieren die Emissionen um 99,97 Prozent.
Innovating Together
Diese Forschungs- und Entwicklungsarbeit führte zu einer Produktreihe von Dichtungsringen, die als Ersatz für herkömmliche Technologien in Industriestandard-API- und ASME-Flanschen verwendet werden können und die die Anzahl der diffusen Emissionen in diesen Komponenten exponentiell verringern.
Durch strenge Tests und Analysen konnte dem Team von FOGT der Nachweis gelungen, dass mit dieser Innovation die Emissionen im Vergleich zu ASME- und API-Flanschdichtungen nach Industriestandard um 99,97 Prozent reduziert werden können.
Zusammen mit dem neuen Design des Dichtungsrings hat FOGT ein vorausschauendes Analysetool entwickelt, das in Kürze zur Verfügung stehen wird. Es wird unseren Kunden dabei helfen, die Höhe der Einsparungen an flüchtigen Emissionen zu bestimmen, wenn sie unsere hochintegrierten Verbindungsprodukte verwenden und/oder wenn sie Standarddichtungen durch unseren neuen, geschützten HX-BX-Dichtungsring ersetzen. Diese Art von Analyse wird ein besseres Verständnis der Dichtungsauswahl und eine vorausschauende Wartung ermöglichen, um lang anhaltende Lecks zu verhindern, die das Fortschreiten laufender Klimaschutzinitiativen behindern können.