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Verfahrenstechnik 6/2021

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Verfahrenstechnik 6/2021

TOP-THEMA I ACHEMA PULSE

TOP-THEMA I ACHEMA PULSE Modular macht’s möglich Hydrieranlagen mit geringem Montage- und Koordinationsaufwand In Hydrieranlagen lässt sich eine Vielzahl komplexer Wirkstoffe und Zwischenprodukte sicher, zuverlässig, kosteneffizient und nachhaltig herstellen. Welche Vorteile modulare Hydrieranlagen gegenüber herkömmlichen Anlagen haben, die am Aufstellungsort montiert werden, schildert Peter Rojan von der Firma Ekato in Schopfheim. Herr Rojan, was steckt hinter dem Konzept der modularen Hydrieranlagen? Das grundsätzliche Konzept unserer modularen Hydrieranlagen besteht darin, dass wir die einzelnen verfahrenstechnischen Hauptprozesse einer katalytischen Hydrierung modularisiert und standardisiert haben. Eine modulare Hydrieranlage von Ekato besteht aus drei Hauptmodulen: dem Reaktormodul, einem Modul zum Ansetzen des Katalysators und einem Modul zum Abtrennen des Katalysators. Weitere Hilfsmodule, wie 01 Peter Rojan, Vice President Sales EPT, Ekato Rühr- und Mischtechnik GmbH, Schopfheim z. B. Heiz-Kühlsysteme oder Abgaswäscher, ergänzen die Hauptmodule. Die einzelnen Module gibt es in einer Reihe verschiedener Baugrößen, die jeweils die gleichen verfahrenstechnischen Parameter aufweisen, sodass Produkte leicht von einer Reaktorbaugröße auf eine andere übertragen werden können. Die einzelnen Module sind funktionsfähige Einheiten in Rahmenbauweise, die mit Apparaten, Verrohrung, Armaturen und Instrumenten montiert, verkabelt und getestet sind. Die Anbindung an die übergeordnete Automatisierungsebene erfolgt mittels Remote I/O und Feldbus. Auf Basis eines grundlegenden Funktions- und Sicherheitskonzepts lassen sich die einzelnen Module über definierte Schnittstellen zu einer kompletten Anlage kombinieren. Die Anlagenteile entsprechen internationalen Standards und werden auf die jeweils gültigen, länderspezifischen und lokalen Richtlinien angepasst. Welche Vorteile ergeben sich durch das modulare Anlagenkonzept? Der entscheidende Vorteil liegt in der Tatsache, dass nicht nur die Planung, sondern auch die Fertigung und die Montage der einzelnen Module bei uns in Schopfheim stattfinden können. Da wir zudem in jedem neuen Anlagenprojekt auf die vorhandenen und standardisierten Modullösungen zurückgreifen können, beschleunigen wir den Planungsprozess, vermeiden Fehler und steigern permanent unsere Effizienz. Der größte Vorteil für Kunden ist, dass der Zeitraum zwischen der Investitionsentscheidung und der Produktionsaufnahme sehr kurz gehalten werden kann. Wir reden hier über Projektlaufzeiten von nur zehn bis zwölf Monaten. Das ist ein entscheidender Vorteil für Kunden, deren Erfolg auf einem frühen Markteintritt ihrer Produktneuheiten beruht. Weitere Vorteile sind die in Summe deutlich niedrigeren Gesamtkosten einer modularen Anlage, die sich ergeben, weil die laufende Produktion nur kurz unterbrochen werden muss und das Risiko ungeplanter Kostensteigerungen und technischer Abweichungen geringer als bei herkömmlichen Anlagen ist. Außerdem reduziert sich der Montage- und Koordinationsaufwand des Betreibers auf der Baustelle auf einen Bruchteil des herkömmlichen Aufwands. 10 VERFAHRENSTECHNIK 06/2021 www.verfahrenstechnik.de

ACHEMA PULSE I TOP-THEMA Und welche Branchen sprechen Sie damit an? Unsere modularen Hydrieranlagen werden vor allem von der feinchemischen und pharmazeutischen Industrie nachgefragt. Dort besteht ein hoher Bedarf an hochflexiblen Hydrieranlagen kleiner und mittlerer Baugrößen, die für eine Vielzahl verschiedener Produkte geeignet sind. Seitdem wir die Reihe unserer modularen Hydrieranlagen auf Druckstufen von bis zu 100 bar erweitert haben, sehen wir auch eine steigende Nachfrage seitens Produzenten von Duft- und Aromastoffen und seitens der Hersteller von Agrochemikalien. Auch Kunden, die Pilot- und Demoanlagen für katalytische Hydrierungen in neuartigen Prozessen benötigen, greifen gerne auf unsere modulare Anlagentechnik zurück. Wie sorgen Sie für die entsprechende Sicherheit? Bei der Handhabung von Wasserstoff bestehen besondere Risiken, die sich aus seinen Stoffeigenschaften ergeben. Bekannt ist ja, dass Wasserstoff sehr diffusiv ist, mit Luft über einen ungewöhnlich breiten Konzentrationsbereich explosive Gemische bildet und sehr leicht entzündbar ist. Grundsätzlich ist es notwendig, dass die Prozess- und Anlagensicherheit in jedem Projekt individuell beurteilt wird. In diese Beurteilungen bringen wir unser grundsätzliches Sicherheitskonzept für modulare Hydrieranlagen ein und unterstützen darüber hinaus den Kunden bei der Untersuchung von Auswirkungsbetrachtungen, um Sicherheitsrisiken, die sich aus dem jeweiligen Kundenprozess 02 Das Herzstück jeder Hydrieranlage ist der Reaktor und dem Umfeld der Anlage ergeben, zu minimieren. Unser Anlagen- und Sicherheitskonzept beruht auf der Anwendung mehrstufiger Schutzebenen. Primäre Anlagensicherheit wird durch eine hohe Integrität der mechanischen Komponenten und dem Vermeiden lösbarer Verbindungen in den wasserstoffführenden Anlagenteilen erreicht. Darüber hinaus werden automatisierte Funktionen und Sicherheitselemente eingesetzt, um den sicheren Betrieb der aus mehreren Modulen zusammengesetzten Gesamtanlage zu gewährleisten. Welches Know-how steckt im Hydrier- Reaktor – dem Herzstück der Anlage? Auf der Achema Pulse gibt es am 16.06. um 14.40 Uhr einen Live-Stream zum Thema Im Hydrierreaktor wird der gasförmige Wasserstoff der organisch-flüssigen Phase zugeführt und darin gelöst, sodass er an der Oberfläche eines Katalysators mit dem Edukt reagieren kann. Dazu wird ein speziell für Hydrierungen entwickeltes, hocheffizientes Rührsystem – die Kombibegasung – eingesetzt. Dieses Rührsystem ermöglicht unabhängig von dem Füllvolumen des Reaktors einen konstanten volumenspezifischen Wasserstofftransport über die Phasengrenzfläche. Neu entwickelte Prozesse und Produkte können so ohne großen Aufwand in verschiedene Produktionsmaßstäbe übertragen werden. Das ist wichtig, um die hohen Ansprüche der Pharmaindustrie an reproduzierbare Produktqualität und Validierbarkeit des Herstellprozesses zu erfüllen. Sie bieten Kunden auch die Möglichkeit an, im Technikum Vorversuche zu fahren. Ja, sicher. Die Anforderungen unserer Kunden haben sich in den vergangenen Jahren sehr verändert. Wenn man heute einen Auftrag gewinnen will, dann schafft man das nur durch ein überzeugendes Gesamtkonzept. Konkrete und verbindliche Aussagen zu Kosten, Produktivität und Produktqualität sind entscheidende Erfolgsfaktoren. Dazu müssen wir die oft nur im Labormaßstab untersuchten Hydrierverfahren unserer Kunden unter realen Bedingungen im Pilotmaßstab testen und dann sicher auf den Produktionsmaßstab übertragen. Das 2016 fertiggestellte „Hydrogenation Test Center“ bei uns in Schopfheim bietet genau diese Möglichkeiten und ist das zentrale Bindeglied zwischen Vertrieb, Forschung & Entwicklung und unserem Engineering. Darüber hinaus können unsere Kunden aber auch unsere mobile Hydrierautoklaven des Typs ELA5 mit einem Füllvolumen von 5 l und einem maximalen Betriebsdruck von 100 bar für Versuche anmieten. Diese Hydrierautoklaven sind geometrisch und verfahrenstechnisch identisch mit den Ekato-Produktionsreaktoren. Kunden auf der ganzen Welt haben die Möglichkeit, in ihrem eigenen Werk Hydrierversuche mit dem Ekato-Reaktorsystemen zu fahren und erhalten dabei Unterstützung durch unsere Hydrierexperten. Welche Größen und Ausführungen der Anlage sind denn verfügbar? Grundsätzlich können unsere Kunden aus einer Modulbaureihe von zehn verschiedenen Reaktorgrößen zwischen 500 l und 20 m 3 Füllvolumen, sieben Druckstufen zwischen PN6 und PN100 und zwei Werkstoffgruppen, Edelstahl und einer Nickelbasislegierung, wählen. Größere Reaktoren oder Reaktoren in projektspezifischen Ausführungen bieten wir natürlich nach wie vor an, nämlich bis zu einem Füllvolumen von 150 m 3 und Designdrücken von bis zu 220 bar, nur eben nicht im Rahmen der Modulbaureihe. (eli) Fotos: Ekato www.ekato.com Video aus der Praxis Im Video wird die Planung und Herstellung einer typischen modularen Hydrieranlage und deren Installation auf der Baustelle des Kunden gezeigt. https://youtu.be/dikZqt3GDYw www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK 06/2021 11

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