HSHLV-D Rührwerksdichtung für sensibles Reaktionsverfahren

Signifikante Verbesserung der Standzeiten in einer Po­ly­mer­dis­per­si­ons­an­la­ge

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Situation

  • Mehrere obenangetriebene Rührreaktoren, die diskontinuierlich im Batchverfahren betrieben werden
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Herausforderung

  • Hohe Drücke und Temperaturen; ein Stillstand im Rührreaktor muss während des chemischen Prozesses unter allen Umständen vermieden werden
Advantages (big)

Lösung

  • HSHLV-D Rührwerksdichtungen zur Abdichtung der Rührreaktoren und Gleitringdichtungen Typ M481 in den Vorlagebehältern

In einer chemischen Produktionsanlage zur Herstellung wässriger Polymerdispersionen werden mehrere Rührreaktoren diskontinuierlich im Batch-Verfahren betrieben. Am Anfang des Prozesses wird der Behälter befüllt und auf die Betriebsbedingungen eingestellt. Als Rohstoffe werden diverse Monomere und Wasser eingesetzt. Durch Polymerisation reagieren die Rohstoffe zu Polymeren, die am Ende der Reaktion in wässriger Lösung als Dispersion vorliegen. Das Rührwerk darf während der Reaktion nicht zum Stillstand kommen, da es sonst zu einem Durchgehen der Reaktion, d.h. zu starker Wärmeentwicklung bis hin zur unkontrollierten Freisetzung von Chemikalien kommen kann.

Während der Reaktion der Rohstoffe zu Polymeren darf das Rührwerk nicht zum Stillstand kommen, da eine Unterbrechung das Durchgehen der Reaktion zur Folge haben kann. Die Auswirkungen können von starker Wärmeentwicklung bis hin zur unkontrollierten Freisetzung von Chemikalien reichen. Die Rührwerksdichtung muss daher besonders zuverlässig sein und eine möglichst lange Standzeit haben. Der zweite Faktor, der berücksichtigt werden muss, sind die hohen Drücke bis zu 100 bar, die die Dichtung aushalten muss.

  • Dichtung: HSHLV-D/160-E5
  • Werkstoffe: AQ22M1/V5/M5GE (1.4571) – AQ22V/V5GE (1.4122)
  • Anordnung: Rührwerk mit Obenantrieb
  • Sperrsystem: Geschlossenes System (Loop) mit Wärmetauscher WED 3160/A001-A1 mit einer Nachspeiseeinheit SPN 150/L003-D1. Jede Dichtung kann separat und unabhängig voneinander betrieben werden
  • Sperrmedium: Synthetisches Öl gemäß ISO VG 10
  • Sperrdruck: 120 barg
  • Fahrweise: Die Umwälzmenge des Sperrmediums liegt bei >1 m3/h, um die volle Funktionsfähigkeit der Dichtung zu gewährleisten. Dieser Wert wurde durch Praxisversuche ermittelt. Bei kleineren Umwälzmengen traten Schäden der Gleitflächen durch Überhitzung auf.

Bereits in den 80er Jahren wurden die ersten Rühr­re­ak­to­ren auf die EagleBurgmann HSHLV-D Gleit­ring­dich­tung umgerüstet. Dadurch wurden die Standzeiten bereits signifikant verbessert. Durch weitere Op­ti­mie­run­gen bzgl. kon­struk­ti­vem Design und Werk­stoff­aus­wahl konnten die Standzeiten weiter gesteigert werden. Um auf dem aktuellen Stand der Technik zu bleiben, wurde die HSHLV-D als neuer Dichtungstyp getestet. Damit konnte eine durch­schnitt­li­che Lebensdauer von 2 bis 3 Jahren erzielt werden. Eine Dichtung erreichte sogar einen neuen Stand­zeit­re­kord von mehr als 4 Jahren Laufzeit.

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  • Selbstschließende Doppeldichtung in Cartridgeausführung mit integriertem Lager
  • Konkaver Stützring (Pos. 10), ab 50 bar zu empfehlen, ab 80 bar zwingend einzusetzen; eine Verformung des O-Ringes und die daraus resultierende Beschädigung der PTFE Umhüllung wird dadurch verhindert.
  • Im äußerst seltenen Fall des Versagens der O-Ringe in der Wellenhülse (Pos. 19 und 20) übernimmt eine Notdichtung die Abdichtung des Reaktors. Dadurch kann der Reaktionszyklus regulär beendet und der Verlust der wertvollen Produktcharge vermieden werden.
  • Ein integrierter Kühlflansch verhindert, dass sich die Dichtung zu stark erwärmt und verlängert damit ihre Lebensdauer. Der Kühlflansch wird als Teil des Behälters betrachtet und daher separat gemäß der Druckbehälterverordnung vom TÜV abgenommen.
  • Die Leckage kann über eine Drainage gezielt abgeführt werden.
  • Montagerollen erleichtern den Ein- und Ausbau der Gleitringdichtung.