16.09.2014

Hochdruckanlagen zur Herstellung von Polyethylen

Hochdruckanlage zur Polyethylenherstellung
Hochdruckanlage zur Polyethylenherstellung
Berstscheiben haben einen Durchmesser von etwa fünf Zentimetern
Berstscheiben haben einen Durchmesser von etwa fünf Zentimetern

Polyethlyen ist ein Kunststoff, der für die Herstellung von Folien, Innenbeschichtungen von Getränkeverpackungen, Trinkwasserrohren, Kabelummantelungen etc. verwendet wird und unser modernes und hygienisches Leben möglich macht.

INEOS betreibt am Standort Köln mehrere Anlagen zur Herstellung von Polyethylen, darunter zwei Anlagen im Hochdruckverfahren. In diesen Anlagen werden Ethylenmoleküle mit der Summenformel C2H4 unter hohem Druck zu Ketten, dem sogenannten Polyethylen, zusammengefügt. Hoher Druck bedeutet in diesem Fall ca. 2.000 bar. Zum Vergleich: ein Fahrradreifen hat einen Druck von 2 bar. Im Marianengraben, dem tiefsten Punkt der Meere, liegt der Druck bei etwas über 1.000 bar in 11.000 Metern Tiefe. Um diesem enormen Druck von 2.000 bar standzuhalten, haben die Reaktionsbehälter in Hochdruckanlagen eine Wandstärke von etwa einem Meter mit einem Inhalt von etwa einem Kubikmeter. Die Hochdruckanlagen bei INEOS in Köln werden nach dem heutigen Stand der Technik betrieben.

Plötzliche starke Druckanstiege führen zum Auslösen von Sicherheitseinrichtungen, wozu u. a. Druckentlastungseinrichtungen und automatisch schließende Ventile zählen, welche den Zufluss von Ethylen unterbrechen. Die Anlage wird abgeschottet, automatisch heruntergefahren und so in einem sicheren Zustand abgestellt. Der Druckanstieg wird durch den spontanen Zerfall von Ethylenmolekülen ausgelöst. Ein spontaner Druckanstieg in der Anlage wird über diese Druckentlastungseinrichtungen, die sogenannten Berstscheiben, über Ausblasrohre nach oben in die Atmosphäre entspannt. Dabei kommt es zu einem lauten Knallgeräusch, vergleichbar mit einem Überschallknall eines Düsenjets. Die hier verwendeten Berstscheiben sind solide Metallzylinder mit einem Durchmesser von etwa fünf Zentimetern, die sich in einem Spannring befinden. Das Metallstück als Sollbruchstelle wird durch das Ausblasrohr nach oben geschleudert und in einer dafür vorgesehenen Fangeinrichtung zurückgehalten.

Bei einer Entspannung kann es zu einer Selbstentzündung des ausströmenden Reaktionsgemisches kommen. In so einem Fall erlöscht das Feuer nach kurzer Zeit selbst, da nur die noch im Reaktionsbehälter verbliebene Menge des Reaktionsgemisches verbrennt. Bei der Entzündung bilden sich Kohlenstoff (Ruß), der als schwarze Wolke sichtbar wird, sowie Kohlendioxid und Wasser. Die Ausblasrohre stellen sicher, dass das Reaktionsgemisch kontrolliert nach oben entspannt wird, sich nicht unkontrolliert ausbreitet und es somit zu keinen weiteren Schäden in der Anlage kommt.

Wenn es zum Ansprechen von Berstscheiben gekommen ist, werden vor einer Wiederinbetriebnahme der Anlage in einem mehrwöchigen Stillstand die Reaktionsbehälter gereinigt, Bauteile eventuell instandgesetzt und von unabhängigen Sachverständigen geprüft. Vor Inbetriebnahme wird die Anlage von der für INEOS in Köln zuständigen Behörde, der Bezirksregierung Köln, zum Betrieb freigegeben.

Folgende Fotos zum Download finden Sie hier:
Hochdruckanlage zur Polyethylenherstellung: http://www.ineoskoeln.de/de/fotos/206
Berstscheibe auf Hand: http://www.ineoskoeln.de/de/fotos/203
Polyethylengranulat auf Hand: http://www.ineoskoeln.de/de/fotos/204