Propylenkompressoren

Propylen (C₃H₆) ist ein wichtiger Rohstoff der petrochemischen Industrie und gehört wie Ethylen zur Olefinfamilie. Es hat eine Molmasse von 42,08 und ist bei Umgebungsbedingungen ein farbloses Gas mit leicht süßlichem Geruch. Seine kritische Temperatur liegt bei etwa 92,3 °C und sein kritischer Druck bei etwa 4,56 MPa. Es lässt sich bei Raumtemperatur unter mäßigem Druck leicht verflüssigen, was die Lagerung und den Transport erleichtert, aber auch ein Verflüssigungsrisiko birgt, das während des Kompressionsprozesses unbedingt vermieden werden muss. Propylen findet breite Anwendung in der Herstellung von Polypropylen, synthetischem Kautschuk, synthetischen Fasern und anderen chemischen Produkten. Darüber hinaus dient es in Kaskaden-LNG-Anlagen (Flüssigerdgas) häufig als wichtiges Arbeitsmedium für das Kältemittel der Hochtemperaturstufe.

Membrankompressor

Kolbenkompressor

Vorteile von Propylenmembrankompressoren:

01

Gasreinheit ohne Verunreinigungen, Sicherstellung der Produktqualität:

Die einzigartige Konstruktion des Membrankompressors isoliert das Gas vollständig in einer unabhängigen Kompressionskammer durch die Membran und gewährleistet so jeglichen Kontakt mit Hydrauliköl und dem Schmiersystem. Dies garantiert extrem hohe Reinheit des komprimierten Propylens ohne jegliche Ölverunreinigung. Dies ist entscheidend für Propylen, das als Polymerisationsrohstoff oder für hochreine chemische Anwendungen eingesetzt wird, und sichert direkt die Qualität und Leistungsfähigkeit der Folgeprodukte.
02
Absolute Dichtheit und hohe Sicherheit:

Durch die Nutzung des statischen Dichtungsprinzips erreicht der Membrankompressor eine absolute Dichtheit der Kompressionskammer. Da Propylen ein brennbares Gas ist, stellt jede Leckage ein erhebliches Sicherheitsrisiko dar. Diese Eigenschaft des Membrankompressors erhöht die Sicherheit des gesamten Kompressionssystems deutlich und macht ihn besonders geeignet für Produktionsanlagen, Labore oder spezielle Gasabfüllanwendungen mit extrem strengen Anforderungen an die Leckagekontrolle.

Wichtige Konstruktionsmerkmale für Propylenmembrankompressoren:

01

Präzise thermodynamische Auslegung und Temperaturüberwachung:

Aufgrund der relativ hohen kritischen Temperatur von Propylen (92,3 °C) sind in der Auslegungsphase präzise thermodynamische Berechnungen unerlässlich, um sicherzustellen, dass die Austrittstemperatur in jeder Betriebsstufe des Kompressors stets über dem Taupunkt von Propylen bei dem jeweiligen Druck liegt und dabei einen ausreichenden Sicherheitsspielraum bietet. Ein hochempfindliches Überwachungs- und Alarmsystem für die Austrittstemperatur muss installiert werden. Dies ist die wichtigste Maßnahme, um eine Verflüssigung im Zylinderinneren zu verhindern, die zu Flüssigkeitsschlägen und einer Beschädigung der Membran führen könnte.
02

Optimierte Kühlung des Membranhohlraums & Materialauswahl:

Die bei der Propylenkompression entstehende Wärme muss effizient abgeführt werden. Die Kühlkanalkonstruktion des Membrankopfes muss optimiert werden, um eine gleichmäßige und ausreichende Kühlung zu gewährleisten, die Betriebstemperatur der Membran zu kontrollieren und ihre Lebensdauer zu verlängern. Hochleistungslegierungen wie Inconel 718 werden als Membranmaterial empfohlen, da sie Wechselspannungen standhalten und eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Medienberührende Teile sollten vorzugsweise aus Edelstahl 316L gefertigt sein.
03

Umfassendes Sicherheitsüberwachungs- und Schutzsystem:

Eine dreilagige Membranbruchmeldeeinrichtung muss so konfiguriert sein, dass sie im Falle eines Membranbruchs der inneren Schicht rechtzeitig warnt und so das Vermischen von Gas und Öl oder ein Austreten von Gas nach außen verhindert. Das System sollte Sicherheitsabschaltfunktionen mit mehreren Parametern umfassen, darunter niedrige Saugdruck, niedriger Schmieröldruck und Kühlwasserausfall. Aufgrund der Entflammbarkeit von Propylen wird zusätzlich die Konfiguration von Sonden zur Messung der Konzentration brennbarer Gase und einer Notlüftungsverriegelung empfohlen, um ein mehrstufiges 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-50/10-20	500	50	1	2	1200×800×1100	900	5,5
2	GZ-35/32-65	500	35	3.2	6,5	1100×800×1100	800	7,5
3	GZ-63/（4.7-16）-22	1500	63	0,47-1,6	2.2	2400×1800×1600	2600	15
4	GV-10/1.2-25	600	10	0,12	2,5	1500×780×1080	850	5,5
5	GV-100/3-12	2000	100	0,3	1.2	26000×1600×1700	2200	18,5
6	GV-550/10-20	2000	550	1	2	2600×1800×1600	3000	22
7	GV-72/5-36	1500	72	0,5	3.6	2000×1500×1700	3000	15
8	GL-60/1-25	2000	60	0,1	2,5	2300×1800×1600	2800	22
9	GL-400/20-50	3000	400	2	5	4000×2500×2200	4500	30
10	GD-850/4-12	5000	850	0,4	1.2	3500×2300×1500	4500	45
11	GD-1300/6-12	8000	1300	0,6	1.2	3800×2300×1800	6000	75
12	GD-450/1-12	9000	450	0,1	1.2	3800×2300×2000	100000	90

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 Propylen-Kolbenkompressoren:

01

Ausgereifte Technologie und hohe Effizienz, geeignet für großtechnische Anwendungen:

Die Technologie der Hubkolbenkompressoren ist ausgereift und bietet einen hohen volumetrischen Wirkungsgrad sowie eine breite Anpassungsfähigkeit an verschiedene Betriebsbedingungen bei geringer Empfindlichkeit gegenüber Änderungen des Saugdrucks und der Gaszusammensetzung. Ihr großes Fördervolumen erfüllt effektiv den Bedarf an großtechnischer, kontinuierlicher Propylenkompression in wichtigen petrochemischen Prozessen, wie beispielsweise der Produktgaskompression in katalytischen Crackanlagen oder der Anreicherung von Einsatzgas in großen Polymerisationsanlagen.
02

Breiter Druckbereich, hervorragende Wirtschaftlichkeit:

Kolbenkompressoren decken ein breites Druckspektrum von mittleren bis hohen Drücken (mehrere zehn MPa) ab, die durch mehrstufige Verdichtung flexibel erreicht werden können. Sie erfüllen die Prozessanforderungen und sind im Vergleich zu anderen Kompressortypen oft kostengünstiger in der Anschaffung sowie im Betrieb und der Wartung. Daher eignen sie sich als Kernkomponenten für gängige Industrieanlagen.

Wichtige Konstruktionspunkte für Propylen-Kolbenkompressoren:

01

Präzise Auslegung einer mehrstufigen Kompressionsanlage mit Zwischenkühlung/Trennung:

Um die Verflüssigung von Propylen zu verhindern, ist eine mehrstufige Kompression unerlässlich. Entscheidend ist die optimale Verteilung des Druckverhältnisses über die einzelnen Stufen hinweg, verbunden mit der Konfiguration effizienter Zwischenkühler und Gas-Flüssigkeits-Abscheider. Die Gastemperatur nach der Kühlung jeder Stufe muss streng kontrolliert werden, um sicherzustellen, dass sie über dem Taupunkt beim jeweiligen Partialdruck liegt. Die Abscheider müssen jegliche entstehende Tröpfchen zuverlässig entfernen und so verhindern, dass flüssiges Propylen in den Zylinder der nächsten Stufe gelangt und dadurch ein katastrophales „Flüssigkeitsschlag“ entsteht.
02

Ölfreie oder mikroölbasierte Schmierung – Konstruktion und Dichtungsoptimierung:

Um die Reinheitsanforderungen an Propylen in chemischer Qualität zu erfüllen, werden ölfreie Schmiersysteme oder labyrinthgedichtete Kolbenkompressoren bevorzugt. Bei ölgeschmierten Systemen muss die Anlage mit einem effizienten Zylinderöleinspritzsystem und einer fortschrittlichen Stopfbuchsendichtung ausgestattet sein, um das Eindringen von Öl in die Gaskammer zu minimieren. Zudem müssen Vorrichtungen zur Ölabscheidung in nachgelagerten Prozessen vorgesehen sein.
03

Verbesserte Vibrationskontrolle und Pulsationsdämpfung:

Propylen besitzt eine höhere Dichte als Luft, was bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten im Kompressor zu starken Gaspulsationen führen kann. Die Konstruktion muss daher eine detaillierte Analyse der Rohrleitungspulsationen beinhalten. Pulsationsdämpfer oder Pufferbehälter sind unter anderem am Zylinderein- und -auslass sinnvoll zu platzieren. Bei großen Anlagen empfiehlt sich eine gegenläufige, symmetrische Bauweise (Typ D), um die Trägheitskräfte effektiv auszugleichen, Fundamentschwingungen zu reduzieren und den langfristig stabilen Betrieb des Kompressors und seiner Verbindungsleitungen zu gewährleisten.

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

0,15

Tatsächlicher Volumenstrom (m³/min)

6,5

Eingangsdruck (barg)

Ausgangsdruck (barg)

S/N	Modell	Fließen	Einlassdruck	Auslassdruck	Motorleistung
S/N	Modell	(Nm³/h)	(Mpa)	(MPa)	(kW)
1	ZW-0.15/6.5-25	55	0,65	2,5	7,5
2	ZW-0.12/50-60	300	5	6	11
3	ZW-0,85/0,4-25	60	0,04	2,5	15
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	DW-6/15-21	6000	1,5-2,0	2.1	185
8	D-13.3/3-7	3000	0,3	0,7	110
9	D-2.34/14-40	2000	1.4	4	110
10	MW-15/3.5-28	3000	0,35	2.8	400
11	MW-9.0/3-40	1500	0,3	4	250
12	MW-130/1.5	6800	0	0,15	250