Voll unter Dampf

STEAG liefert ein passgenaues und effizientes Energiekonzept für die Ruhr Oel-Raffinerie in Gelsenkirchen-Scholven

Um aus Erdöl hochwertige Produkte zu gewinnen, sind aufwendige Verarbeitungsprozesse nötig. Ein zentraler Faktor: Dampf. Für die Ruhr Oel-Raffinerie im nördlichen Ruhrgebiet hat STEAG eine umweltschonende Dampferzeugung entwickelt, die Modell für weitere Raffineriestandorte werden kann.

Wer am Gelände des international tätigen Mineralölkonzerns BP vorbeifährt, kennt das Bild: eine beeindruckende Zahl von riesigen Lagertanks, kilometerlange Rohrleitungen und hohe Schornsteine. Hier baut STEAG für den im Gelsenkirchener Stadtteil Scholven ansässigen Teil der Raffinerie derzeit ein innovatives Energieerzeugungssystem mit dem Ziel, Umweltemissionen deutlich zu reduzieren und eine höhere Effizienz des Anlagenbetriebs zu erreichen.

Rund zwei Milliarden Euro will das BP-Tochterunternehmen in den kommenden zehn Jahren in umweltgerechte Modernisierungen investieren. Eine der zentralen Investitionsmaßnahmen ist das Projekt „Steam and Power“. Mit dem Teil „Steam“ wurde STEAG als Generalunternehmer beauftragt. „Unser Anliegen ist es, durch sicheres und umweltverträgliches Handeln sowie hohe Rentabilität die Arbeitsplätze langfristig zu sichern. Dafür ist die Investition in eine moderne Dampfversorgung ein bedeutender Schritt“, sagt Raffinerieleiter José Luis García Galera.

„Unser Anliegen ist es, durch sicheres und umweltverträgliches Handeln sowie hohe Rentabilität die Arbeitsplätze langfristig zu sichern.“

José Luis García Galera, Raffinerieleiter

Als Brennstoff für die Dampferzeugung wird vor allem das am Standort anfallende Raffineriegas genutzt. Durch diese energetische Verwertung kann der sicherheits notwendige Fackelbetrieb verringert werden – zum Beispiel bei An- und Abfahraktivitäten von Produktions anlagen der Raffinerie. Gleichzeitig ersetzen die neuen energieeffizienten Dampfkessel die bisherige, über Jahrzehnte erfolgte Dampfversorgung durch das benachbarte Steinkohlekraftwerk. Weiterer Vorteil des STEAG-Konzepts ist die deutliche Senkung der Emissionen.

Kernelement der zukünftigen Dampfversorgung am Standort Scholven sind vier hochmoderne und nach dem aktuellen Stand der Technik ausgelegte Dampfkessel, die auf dem Werksgelände der Raffinerie errichtet werden. Das von STEAG entwickelte Energiekonzept sieht vor, die vom Duisburger Unternehmen Standardkessel Baumgarte GmbH gefertigten Kessel mit dem am Standort anfallenden Raffineriegas zu beheizen. Durch diese energetische Verwertung kann der sicherheitsnotwenige Fackelbetrieb verringert werden – zum Beispiel bei An- und Abfahraktivitäten von Produktionsanlagen der Raffinerie. Das bedeutet: weniger Emissionen. Gleichzeitig ersetzen die neuen energieeffizienten Dampfkessel die bisherige, bereits über Jahrzehnte laufende Dampfversorgung durch ein benachbartes Steinkohlekraftwerk.

„Für das Projekt haben wir Kompetenzen aus dem gesamten Unternehmen eingebunden.“

Volker Veelmann, Projektleiter

Bei STEAG ist Volker Veelmann verantwortlich für dieses richtungsweisende Projekt. „Der Auftrag hat mit einem Projektvolumen im dreistelligen Millionen- Euro-Bereich einen hohen Stellenwert für unser Unternehmen“, sagt der frühere Leiter des STEAG-Kraftwerks in Bergkamen. Bei dem erfahrenen Ingenieur laufen derzeit alle Fäden zusammen: „Für das Projekt haben wir Kompetenzen aus dem gesamten Unternehmen eingebunden und können nun auf diese Gemeinschaftsleistung sehr stolz sein.“

Zwei maßgebliche Stützen für Volker Veelmann im Projekt „Steam“ sind Rüdiger Völkner als Bauleiter und Christian Hensel als technischer Leiter. Momentan ist der Verfahrensingenieur Völkner maßgeblich am Zug: „Vom Ausheben der Gruben für die Fundamente bis zur Inbetriebnahme rechnen wir mit etwa zwei Jahren Bauzeit.“ Zuletzt wurden die Baufelder im sogenannten Rüttelstopfverfahren vorbereitet. Dabei werden Säulen in den Boden gerammt, um diesen so weit zu verdichten, dass er die mehrere Hundert Tonnen schweren Dampfkessel tragen kann.

In diesen Dampfkesseln entsteht der sogenannte Prozessdampf für die Raffinerieanlagen, mit dem das aus Kohlenwasserstoffen bestehende Rohöl so weit erhitzt wird, dass ein bestimmter Bestandteil gasförmig wird und dadurch von den festen Inhaltsstoffen getrennt werden kann. So entstehen unter anderem Benzin und Diesel. Der Dampf wird nicht nur für das Erhitzen eingesetzt, sondern auch als Prozessdampf im gesamten Anlagenbetrieb, zum Beispiel beim Betrieb von Pumpen.

Für diesen Part ist Christian Hensel verantwortlich: „In den zwei Kesseln im nördlichen Raffinerieteil werden wir jeweils 140 Tonnen Dampf pro Stunde bei einer Druckstufe von 145 bar erzeugen. In den Kesseln im Bereich Mitte werden es zweimal 120 Tonnen Dampf pro Stunde bei einer Druckstufe von 107 bar sein“, erläutert der technische Leiter. „Und die im Bereich Mitte installierte Kondensationsturbine mit einer Leistung von 15 MW erzeugt mit dem nicht benötigten Prozessdampf aus überschüssigem Raffineriegas elektrische Energie, die für den Eigenbedarf der Raffinerie vorgesehen ist.“

Zur Sicherheit sind in beiden Anlagenteilen Redundanzen eingeplant: „Jeweils ein Dampfkessel würde genügen. Sollte dieser ausfallen, ist das System durch die zweiten Kessel trotzdem vollständig einsatzbereit. Durch dieses sogenannte (n-1)-Konzept ist auf jeden Fall gewährleistet, dass alle anfallenden Gase zur Dampferzeugung verwendet werden können, um möglichst nichts mehr abfackeln zu müssen“, so der STEAG-Ingenieur.

Im Herbst 2021 sollen die Anlagen an BP übergeben werden. Bis dahin wird das Konzept von Volker Veelmann und seinem Team gründlich auf Praxistauglichkeit und Sicherheit geprüft worden sein. Denn obwohl die Planung individuell für den BP-Standort Scholven konzipiert wurde, hat das Grundkonzept weitaus mehr Potenzial: „Mit steigendem Umweltbewusstsein werden auch die Auflagen für Raffinerien zunehmen“, sagt Volker Veelmann. „Und mit dem hier umgesetzten Konzept bietet STEAG Raffineriebetreibern eine Möglichkeit, künftigen Ansprüchen an Emissionen und Effektivität gerecht zu werden. Deshalb betrachten wir das auch als Referenzprojekt für die Zukunft.“

Im Raffinerieprozess wird entsalztes Rohöl zunächst in einem Röhrenofen auf rund 400 Grad Celsius erhitzt und dann in den unteren Teil einer sehr hohen Rektifikationskolonne eingeleitet. In diese wird mit Hochdruck Dampf (Prozessdampf) geleitet, der die Verdampfung des Rohöls antreibt. Die Kolonne enthält mehrere Abteile, die durch horizontale Wände voneinander getrennt sind. Überströmöffnungen erlauben, dass leichtere Anteile in die höheren Abteile strömen, und ein Ablauf dient der Abfuhr flüssiger Produkte aus jedem Abteil. Aus diesen Abteilen fließen auch die Stoffe, die Grundlage für Kraftstoffe wie Benzin und Diesel sind.