Schwefelwasserstoff-Kompressor

Schwefelwasserstoff (H₂S) ist ein hochgiftiges, entzündliches, explosives und stark korrosives Gas. Seine Kompression stellt eine zentrale Herausforderung bei der Erdgasaufbereitung, der Erdölraffination und der chemischen Industrie dar. Die Korrosion wird primär durch zwei Mechanismen verursacht: Feuchte H₂S-Umgebungen führen zu elektrochemischer Korrosion und wasserstoffinduzierter Rissbildung; bei hohen Temperaturen (≥ 230 °C) reagiert H₂S direkt mit Metallen, wobei Wasserstoff die Korrosion zusätzlich beschleunigt. Sind zusätzlich Chloridionen vorhanden, erhöht sich das Risiko von Spannungsrisskorrosion in Edelstahl. Daher muss ein H₂S-Kompressor absolut dicht, äußerst korrosionsbeständig und umfassend sicherheitstechnisch ausgestattet sein.

Membrankompressor

Kolbenkompressor

Vorteile des Schwefelwasserstoff-Membrankompressors:

01

Absolute Abdichtung und Null-Kontamination:

Eine Metallmembran trennt das Prozessgas vollständig physikalisch vom Hydrauliköl und bildet so eine statische Abdichtung. Dadurch wird das Risiko des Austretens giftiger Gase in die Umwelt praktisch ausgeschlossen und verhindert, dass Schmieröl in das Prozesssystem gelangt, wo es durch H₂S verunreinigt werden oder mit diesem reagieren könnte. Dies gewährleistet sowohl die Gasreinheit als auch die Betriebssicherheit.
02

Ausgezeichnete Beständigkeit gegen komplexe Korrosion:

Alle medienberührten Bauteile, einschließlich Membrankopfkammer, Abdeckplatte und Ein-/Auslassventilbaugruppen, können aus hochkorrosionsbeständigen Legierungen gefertigt werden. Dies ermöglicht eine flexible Konstruktion, die elektrochemische Korrosion, Wasserstoffpermeation und die potenziell damit einhergehende Chloridkorrosion in feuchten H₂S-Umgebungen wirksam verhindert.

Wichtige Konstruktionsmerkmale für Schwefelwasserstoff-Membrankompressoren:

01

Vollständiger Korrosionsschutz für den Membrankopf und die strömungsbenetzten Teile:

Die Materialauswahl muss strikt nach Normen wie SH/T 3096 erfolgen und basiert auf dem spezifischen H₂S-Partialdruck, der Temperatur, dem Wassergehalt und der Cl⁻-Konzentration. Typischerweise ist Edelstahl 316L aufgrund seiner besseren Beständigkeit gegen Lochfraß und Spannungsrisskorrosion durch Cl⁻-Einwirkung dank seines Molybdängehalts die bevorzugte Wahl. Für extrem raue Bedingungen müssen Duplex-Edelstähle oder Nickelbasislegierungen verwendet werden. Alle Bauteile sollten klar spezifizierte Werkstoffgüten aufweisen und einen ausreichenden Korrosionszuschlag (typischerweise ≥ 2 mm) gewährleisten.
02

Spezielle Materialauswahl und -überwachung für die Kernmembran:

Als kritische dynamische Komponente muss die Membran gleichzeitig eine sehr hohe Dauerfestigkeit, Flexibilität und Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Häufig werden Werkstoffe wie Inconel 718, eine hochfeste, korrosionsbeständige Legierung, verwendet. Ein System zur Überwachung und Alarmierung bei Membranbruch ist unerlässlich. Im Falle eines winzigen Lecks oder Bruchs sollte das System sofort Alarm auslösen und eine Abschaltung veranlassen, um eine Vermischung von Öl und Gas sowie Sicherheitsunfälle zu verhindern.
03

Integriertes Sicherheits- und Oberflächenschutzdesign:

Die Kompressoreinheit sollte mit einem hocheffizienten Gas-Flüssigkeits-Abscheider am Einlass ausgestattet sein, um ein möglichst trockenes Eintrittsgas zu gewährleisten und so Nasskorrosion direkt an der Quelle zu minimieren. Alle freiliegenden Metallteile müssen einer professionellen Oberflächenbehandlung zum Korrosionsschutz unterzogen werden. Der Auslass des Sicherheitsventils muss an ein geschlossenes Fackelsystem oder einen Laugenwäscher angeschlossen sein; lokale Entlüftung ist strengstens verboten.

Zertifikat

MODELLAUSWAHL

Lehrer

Modell G70Z/G95Z/G110Z/G130Z	Kolbenhub 70 mm bis 130 mm	Maximale Kolbenkraft 10 kN bis 30 kN
Maximaler Entladedruck 70 MPa	Durchflussbereich 1~500 Nm³/H	Motorleistung 2,2 kW bis 30 kW
Kurbelwellendrehzahl 420 U/min	Kühlmethode Wassergekühlt/Luftgekühlt

Modell G70V/G95V/G130V	Kolbenhub 70 mm bis 130 mm	Maximale Kolbenkraft 10 kN bis 30 kN
Maximaler Entladedruck 50 MPa	Durchflussbereich 1~200 Nm³/h	Motorleistung 2,2 kW bis 30 kW
Kurbelwellendrehzahl 420 U/min	Kühlmethode Wassergekühlt / Luftgekühlt

Modell G110L/G130L	Kolbenhub 110 mm bis 130 mm	Maximale Kolbenkraft 20 kN bis 40 kN
Maximaler Entladedruck 100 MPa	Durchflussbereich 10~1000 Nm³/h	Motorleistung 7,5 kW bis 90 kW
Kurbelwellendrehzahl 420 U/min	Kühlmethode Wassergekühlt / Luftgekühlt

Modell G110D/G130D/G150D/ G180D/G182D/G210D	Kolbenhub 110 mm bis 210 mm	Maximale Kolbenkraft 20 kN bis 160 kN
Maximaler Entladedruck 100 MPa	Durchflussbereich 30~2000 Nm³/h	Motorleistung 22 kW bis 200 kW
Kurbelwellendrehzahl 420 U/min	Kühlmethode Wassergekühlt / Luftgekühlt

Membrankompressor

MIT

Kolbenhub 70 mm

3,5

Durchfluss (Nm³/h)

Eingangsdruck (barg)

Ausgangsdruck (barg)

NEIN.	Modell	Kühlwasser	Fließen	Einlassdruck	Auslassdruck	Abmessungen L×B×H	Gewicht	Motorleistung
NEIN.	Modell	(L/h)	(Nm³/h)	(MPa)	(MPa)	(≈mm)	(≈kg)	(kW)
1	GZ-3.5/2-15	500	3,5	0,2	1,5	1000×800×1100	800	4
2	GZ-30/0.15-5	1000	30	0,015	0,5	1200×900×1200	800	7,5
3	GZ-66/2.5-15	1000	66	0,25	1,5	2200×1700×1600	2500	11
4	GV-24/2.5-20	1000	24	0,25	2	1400×900×1200	1000	5,5
5	GV-30/(0,1-1)-3	1000	30	0,01-0,1	0,3	1400×900×1200	900	7,5
6	GV-120/3.5-12	2000	120	0,35	1.2	2030×1045×1700	3000	22
7	GL-150/1-2.5	1000	150	0,1	0,25	2200×1800×1600	3000	11
8	GL-60/1-15	1000	60	0,1	1,5	2300×1300×1200	3000	15
9	GL-110/4.5-14	2000	110	0,45	1.4	2400×1300×1300	3000	18,5
10	GD-991/8.5-12	3000	991	0,85	1.2	3200×1800×1900	4000	30
11	GD-587/(0,2-0,25)-1,4	8000	587	0,02-0,025	0,14	4200×4000×2200	12000	55
12	GD-1352/5-12	8000	1352	0,5	1.2	3800×2200×2000	6000	75

Die Angaben zu Größe und Gewicht der Geräte dienen nur als Referenz; maßgeblich ist die endgültige Ausführung.

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Fallstudie

Russland
VEREINIGTE STAATEN
Spanien
Kasachstan

Vorteile des Kolbenkompressors für Schwefelwasserstoff:

01

Hohe Einzelkapazität und breite Anpassungsfähigkeit an verschiedene Betriebsbedingungen:

Hubkolbenkompressoren erreichen sehr hohe Gasförderleistungen. Dank mehrstufiger Kompression passen sie sich flexibel an einen breiten Druckbereich von Atmosphärendruck bis Hochdruck an und erfüllen so den Bedarf großer Erdgasaufbereitungsanlagen und Raffinerien an der Kompression von Sauergas mit hohem Durchfluss.
02

Ausgereifte Technologie und umfangreiche Wartungserfahrung:

Als konventioneller Maschinentyp verfügt er über langjährige Erfahrung in Konstruktion, Fertigung, Betrieb und Wartung weltweit. Die Ersatzteilversorgungskette ist relativ gut etabliert, wodurch er sich besonders für den Einsatz in Öl- und Gasfeldern sowie Raffinerien mit bereits bestehenden, ausgereiften Systemen eignet.

Wichtige Konstruktionspunkte für Kolbenkompressoren für Schwefelwasserstoff:

01

Spezielle Werkstoffe und Härtekontrolle für kritische bewegliche Bauteile:

Dies ist der zentrale Schutz gegen Sulfidspannungsrisskorrosion (SSC).

Kolbenstange: Sie muss aus SSC-beständigen Werkstoffen wie ausscheidungshärtendem Edelstahl 17-4PH gefertigt sein, dessen Oberflächenhärte streng im idealen Bereich von HRC 37–41 kontrolliert wird. Typischerweise ist eine ultraharte, dichte Beschichtung, beispielsweise durch Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen (HVOF) mit Wolframcarbid (WC), erforderlich, um Verschleißfestigkeit zu gewährleisten und als Barriere gegen Wasserstoffpermeation zu wirken.

Zylinder und Zylinderlaufbuchse: Je nach Druckstufe kann ein massiver Edelstahlzylinder (304/316) oder ein Gusseisen-/Stahlgusszylinder mit einer Laufbuchse aus Edelstahl 316L verwendet werden. Die Laufbuchse muss präzisionsbearbeitet und oberflächenbehandelt werden.

Gasventile: Ventilplatten und Federn müssen aus speziellen korrosionsbeständigen und ermüdungsbeständigen Legierungen wie 17-7PH oder Inconel X-750 gefertigt sein.
02

Ölfreie Schmierung und spezielles Dichtungssystem:

Um zu verhindern, dass das Schmieröl durch H₂S verunreinigt oder zersetzt wird und korrosive Nebenprodukte entstehen, hat ein vollständig ölfreies Schmiersystem Priorität. Kolbenringe und Führungsringe bestehen aus selbstschmierenden Materialien wie gefülltem Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Polyetheretherketon (PEEK). Das Dichtungssystem muss mit einer Stickstoffspülung oder einer Pufferdichtung ausgestattet sein, um eventuell austretende Spuren von H₂S in einen abgedichteten Auffangbehälter und schließlich in eine Fackel zu leiten und so zu verhindern, dass es in das Kurbelgehäuse oder die Atmosphäre gelangt.
03

Systematischer Korrosionsschutz und Sicherheitsvorkehrungen:

Strenge Vorbehandlung des Mediums: Vor dem Kompressoreinlass muss eine hocheffiziente Abscheide- und Tiefentrocknungsanlage installiert werden, um den Gehalt an flüssigem Wasser und Verunreinigungen im Ansauggas streng zu kontrollieren.

Präzise Temperaturregelung: Durch die Optimierung der Zwischenstufenkühlung und der Zylinderkühlung werden die Zylinderwandtemperatur und die Austrittstemperatur präzise geregelt, um ein Absinken unter den Wassertaupunkt zu verhindern. Dadurch wird die Kondensatbildung vermieden und die Nasskorrosion weitestgehend minimiert.

Umfassende Überwachung und Sicherheitsverriegelungen: Zusätzlich zur herkömmlichen Druck-, Temperatur- und Vibrationsüberwachung müssen fest installierte H₂S-Gaskonzentrationsdetektoren und -alarme um den Kompressor und in tiefer gelegenen Bereichen installiert und mit der Notlüftungsanlage verriegelt werden. Alle elektrischen Messgeräte müssen explosionsgeschützt gemäß Schutzart IIC T4 (oder höher) ausgelegt sein. Ein unabhängiges Sicherheitssystem (SIS) ist erforderlich, um bei Gefahrenzuständen wie Überdruck, Übertemperatur und Gasaustritt eine Notabschaltung zu ermöglichen.

Zertifikat

MODELLAUSWAHL

Z-Typ

V / W Typ

M-Typ

Typ D

Kolbenhub 80 mm, 95 mm	Kolbenkraft 10 kN bis 25 kN
Leistung 7,5 kW – 55 kW	Anzahl der Zylinderbänke 1/2
Kurbelwellendrehzahl 740 U/min, 980 U/min	Anzahl der Kompressionsstufen 1/2/3/4
Fahrmodus Elektromotor, Dieselmotor, Erdgasmotor

Kolbenhub 92 mm, 95 mm, 105 mm, 120 mm	Kolbenkraft 25 kN, 45 kN, 65 kN
Anzahl der Kompressionsstufen 1/2/3/4	Anzahl der Zylinderbänke 2/3/4
Kurbelwellendrehzahl 740 U/min, 980 U/min	Leistung 15 kW – 220 kW
Fahrmodus Elektromotor, Dieselmotor, Erdgasmotor

Kolbenhub 92 mm bis 315 mm	Kolbenkraft 45 kN bis 660 kN
Anzahl der Kompressionsstufen 1/2/3/4	Anzahl der Zylinderbänke 4
Kurbelwellendrehzahl 300 U/min bis 980 U/min	Leistung 160 kW – 3000 kW
Fahrmodus Elektromotor, Dieselmotor, Erdgasmotor

Kolbenhub 92 mm bis 315 mm	Kolbenkraft 25 kN bis 200 kN
Anzahl der Kompressionsstufen 1/2/3/4	Anzahl der Zylinderbänke 2
Kurbelwellendrehzahl 300 U/min bis 980 U/min	Leistung 30 kW – 1000 kW
Fahrmodus Elektromotor, Dieselmotor, Erdgasmotor

MIT

Vertikaler Typ

Ölfrei / F: Luftgekühlt

Tatsächlicher Volumenstrom (m³/min)

Eingangsdruck (barg)

Ausgangsdruck (barg)

S/N	Modell	Fließen	Einlassdruck	Auslassdruck	Motorleistung
S/N	Modell	(Nm³/h)	(Mpa)	(MPa)	(kW)
1	ZW-3/2-3	480	0,2	0,3	11
2	ZW-5.5/2-6	900	0,2	0,6	45
3	ZW-2/20	110	Geldautomat	2	22
4	VW-7.0/0.1-1.0	400	0,01	0,1	18,5
5	VW-2.0/2-36	300	0,2	3.6	45
6	VW-0,84/5-40	250	0,5	4	45
7	DW-3.37/4-35	900	0,4	3,5	135
8	D-1.47/10-30	800	1-1.2	3	110
9	D-1.1/10-35	600	1-1.2	3,5	75
10	MW-154/6	10500	0,05	0,6	1100
11	MW-6/15-21	6000	1,5-2,0	2.1	185
12	M-40/3-7	9000	0,3	0,7	450