Methankompressor

Methan (CH₄) ist der Hauptbestandteil von Erdgas und Kohleflözgas. Es hat eine Molmasse von 16,04 g/mol, eine Dichte von 0,717 kg/m³ unter Standardbedingungen und ist leichter als Luft, weshalb es sich nach einem Leck an Stellen mit hoher Konzentration ansammelt. Seine kritische Temperatur liegt bei -82,6 °C und sein Siedepunkt bei -161,5 °C, wodurch das Verflüssigungsrisiko bei konventioneller Kompression extrem gering ist. Bei Hochdruck-Kryoprozessen (z. B. LNG) ist jedoch besondere Vorsicht geboten. Methan ist hochentzündlich und explosiv; die Explosionsgrenze in Luft liegt zwischen 5 % und 15 %. Seine Sicherheitsklassifizierung ist Ex d IIB T4, was strenge Anforderungen an die Abdichtung und den Explosionsschutz der Anlagen stellt. In der Industrie durchläuft Methan die gesamte LNG-Wertschöpfungskette – von der Rohgasaufbereitung über Verflüssigung und Speicherung bis hin zur Vergasung und Verteilung – und ist außerdem ein wichtiger chemischer Rohstoff für die Ammoniaksynthese und die Methanolproduktion sowie ein hochreines Gas, das in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie eingesetzt wird.

Membrankompressor

Kolbenkompressor

Vorteile von Methan-Membrankompressoren

01

Höchste Reinheit und absolute Sicherheit:

Die statische Dichtungsstruktur der Membrankammer gewährleistet eine physikalische Trennung zwischen Gas und Schmieröl und garantiert so eine Reinheit des komprimierten Methans von bis zu 99,999 % bei gleichzeitig vollständiger Gasleckage im Betrieb. Dies entspricht optimal der Brennbarkeit und Explosivität von Methan und bietet höchsten Schutz für chemisch reines Methan, Laborforschung und sicherheitsrelevante Bereiche.
02

Hohe Druckfestigkeit und breite Anpassungsfähigkeit:

Eine einzelne Stufe ermöglicht ein hohes Verdichtungsverhältnis mit einem maximalen Auslassdruck von bis zu 100 MPa. Sie erfüllt höchste Druckanforderungen, von der CNG-Befüllung und Hochdruckabfüllung bis hin zu speziellen chemischen Prozessen. Dank ihrer korrosionsbeständigen Werkstoffe eignet sie sich auch für Methangasquellen mit Spurenverunreinigungen.

Auslegungspunkte für Methanmembrankompressoren

01

Überwachung der Membransicherheit und Materialverbesserung:

Eine dreilagige Membranstruktur muss mit einem integrierten Berstüberwachungs- und Alarmsystem ausgestattet sein, um bei Membranversagen eine sofortige Verriegelung und damit eine Vermischung von Öl und Gas zu gewährleisten. Alle medienberührenden Teile müssen aus Edelstahl 316L oder einem höherwertigen Werkstoff gefertigt sein und einer strengen Entfettung und Reinigung unterzogen werden, um die Gasreinheit und die Materialverträglichkeit sicherzustellen.
02

Präzises Wärmemanagement und Leckageverhinderungsdesign:

Die Austrittstemperatur jeder Stufe muss streng kontrolliert werden und darf typischerweise 120–135 °C nicht überschreiten, um die Auswirkungen hoher Temperaturen auf die Lebensdauer der Membran und die Dichtungsmaterialien zu vermeiden. Alle statischen Dichtungsstellen im Gaswegsystem müssen mit Metalldichtungen oder Hochleistungsdichtungselementen ausgestattet sein. Stickstoffspülanschlüsse müssen für die Spülung vor dem Anfahren und die Aufrechterhaltung des Drucks nach dem Abschalten vorgesehen sein, um die Bildung explosiver Gemische zu verhindern.
03

Integriertes Sicherheitsverriegelungssystem:

Methanspezifische Brenngasdetektoren müssen innerhalb des Kompressoraggregats installiert und mit dem Notabschaltsystem (ESD) des Hauptmotors sowie dem Notbelüftungssystem verriegelt werden. Für Druck- und Temperaturparameter müssen doppelte Alarme und Abschaltverriegelungen eingerichtet werden, um ein aktives Sicherheitsschutzsystem zu gewährleisten.

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

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-52/40-56	500	52	4	5.6	1200×700×1100	900	3
2	GZ-15/10-12	500	15	1	1.2	1200×700×1100	900	3
3	GZ-150/15-40	3000	150	1,5	4	2030×1045×1700	2500	30
4	GV-10/16-250	1000	10	1.6	25	1400×900×1200	1000	7,5
5	GV-10/(15-20)-160	1000	10	1,5-2	16	1400×900×1200	1000	7,5
6	GV-30/4-250	1000	30	0,4	25	2400×1700×1300	3000	15
7	GL-20/12-160	1000	20	1.2	16	2200×1800×1300	3000	7,5
8	GL-70/5-35	1500	70	0,5	3,5	2000×1800×1200	3000	15
9	GL-60/0,05-4	4000	60	0,005	0,4	2400×1800×1600	3000	15
10	GD-220/12-90	4000	220	1.2	9	3000×2000×1800	4000	37
11	GD-130/8-300	6500	130	0,8	30	3500×2300×1800	4500	45
12	GD-500/20-250	9000	500	2	25	3800×2300×2000	100000	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 von Methan-Kolbenkompressoren

01

Hoher Durchfluss und wirtschaftliche Effizienz:

Hubkolbenkompressoren, insbesondere die gegenläufigen D-Kompressoren, decken ein breites Leistungsspektrum von Tausenden bis Zehntausenden Kubikmetern pro Stunde mit hohem volumetrischem Wirkungsgrad ab. Sie eignen sich hervorragend für industrielle Anwendungen mit hohem Durchfluss und kontinuierlichem Betrieb, wie z. B. die Druckerhöhung in Erdgasleitungen, die Aufbereitung von Speisegas in Verflüssigungsanlagen und große Gaskraftwerke, und bieten dabei ausgezeichnete Skaleneffekte.
02

Breiter Kompressionsverhältnisbereich und technische Reife:

Sie verfügen über einen breiten Druckanpassungsbereich, der von mittleren bis zu ultrahohen Drücken (z. B. 25 MPa und darüber) reicht, und basieren auf ausgereiften und zuverlässigen technischen Verfahren. Je nach erforderlichem Reinheitsgrad können geschmierte, mikrogeschmierte oder ölfreie Ausführungen eingesetzt werden. Dies bietet bewährte Lösungen für komplexe Betriebsbedingungen wie die BOG-Rekompression in großen LNG-Terminals und die Begleitgasgewinnung in Öl- und Gasfeldern.

Wichtige Konstruktionspunkte für Methan-Kolbenkompressoren

01

Ölfreie Schmierung und Zwischenkühlung zur Vermeidung von Flüssigkeitsschlägen:

Um die Methanreinheit zu gewährleisten und das Eindringen von Schmieröl in das Prozesssystem zu verhindern, sollten ölfreie Kolbenringe und Dichtungen aus PTFE oder Kohlenstoffverbundwerkstoffen verwendet werden. Effiziente Zwischenkühler und Gas-Flüssigkeits-Abscheider müssen ausgelegt sein. Obwohl Methan eine niedrige kritische Temperatur aufweist und sich unter normalen Bedingungen nicht leicht verflüssigt, trägt dies effektiv zur Kontrolle der Austrittstemperatur bei, reduziert den Energieverbrauch und verhindert Flüssigkeitsmitführung oder Kondensation schwerer Komponenten im Ansauggas, die zu Flüssigkeitsschlägen führen könnten.
02

Explosionsgeschützte Abdichtung und Pufferisolierung:

Der Antriebsmotor und alle elektrischen Komponenten müssen der Explosionsschutzklasse Ex d IIB T4 entsprechen. Die Kolbenstangenpackung muss mit einer Stickstoffpufferdichtung ausgestattet sein, um Spuren von Prozessgasleckagen sicher abzuleiten und so das Eindringen brennbarer Gase in das Kurbelgehäuse zu verhindern. Bei Niedertemperatur-BOG-Kompressoren muss das Distanzstück verlängert und mit einer Stickstoffisolierung versehen sein.
03

Pulsationsdämpfung und Vibrationskontrolle:

Aufgrund der geringen Dichte von Methan kann es während des Kompressorbetriebs zu Gaspulsationen kommen. Pulsationsdämpfer oder Druckstoßdämpfer müssen in der Nähe der Saug- und Druckanschlüsse jeder Stufe konstruiert und installiert werden. Um die Stabilität des Rohrleitungssystems und des Fundaments zu gewährleisten und somit einen langfristig sicheren und stabilen Betrieb der Anlage zu ermöglichen sowie das Risiko von Materialermüdung zu reduzieren, sollte eine Schwingungsanalyse der Rohrleitung gemäß Normen wie API 618 durchgeführt werden.

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

2.1

Tatsächlicher Volumenstrom (m³/min)

0,15

Eingangsdruck (barg)

Ausgangsdruck (barg)

S/N	Modell	Fließen	Einlassdruck	Auslassdruck	Motorleistung
S/N	Modell	(Nm³/h)	(Mpa)	(MPa)	(kW)
1	ZW-2.1/0.15-15	120	0,015	1,5	22
2	ZW-0.9/6-25	310	0,6	2,5	30
3	ZW-0.63/3-200	130	0,3	20	37
4	VW-10/8	600	Geldautomat	0,8	75
5	VW-15/13	780	Geldautomat	1.3	132
6	VW/20/8	1020	Geldautomat	0,8	132
7	D-1.47/10-300	800	1	30	185
8	D-1.1/10-300	600	1	30	160
9	DW-30/16 - 20-30	27000	1,6-2,0	3	900
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