Technologie de vide entièrement sèche pour la production de résine phénolique

Maulburg - Dynea Erkner GmbH produit des résines phénoliques destinées à être transformées pour de nombreux secteurs de l'industrie. Les réactions chimiques se produisent dans des dispositifs de réaction de différentes tailles ainsi qu'à différentes températures et sous différents rapports de pression. Ces dernières années, cette société traditionnelle, a investi énormément dans sa production, basée dans la ville d'Erkner, à côté de Berlin. Dynea Erkner peut désormais être fière de se présenter en tant que société moderne et novatrice. L'alimentation en vide des réacteurs a également été revue et le vide des 16 réacteurs est désormais fourni par la dernière génération de systèmes de vide entièrement sec conçue par Dr.-Ing. K. Busch GmbH.
Système de vide pour l'alimentation en vide pendant la production de résine phénolique.

La production de résine phénolique à Erkner a débuté en 1909, quand les produits étaient alors vendus sous la dénomination « Bakelite ». Après une histoire longue et mouvementée et une succession de différents propriétaires, l'usine de production à Erkner a finalement été rachetée par le groupe Dynea en 2002 et fonctionne désormais sous la dénomination de Dynea Erkner GmbH. Dans le cadre d'un fonctionnement en 3/8, 115 personnes travaillent désormais à la production de résine phénolique, utilisée comme agent liant dans les disques de broyage,                       les tissus non tissés, les papiers filtre et les applications de résistance au feu. Les résines phénoliques sont aussi utilisées pour produire de la laine minérale et de la laine de roche, des stratifiés décoratifs et des produits dérivés du bois.

Dans 16 réacteurs de 4 à 32 m3/h, environ 150 différents types de résine phénolique sont fabriqués dans le cadre d'une exploitation non continue. L'exécution d'un lot dure entre 8 et 60 heures et la réaction est exothermique, l'eau en étant un sous-produit. Pour obtenir différentes températures de réaction, le vide est utilisée pour abaisser le point d'ébullition du mélange réactif. Cette technique permet d'extrairer l'eau du mélange réactif à des températures comprises entre 40 °C et 60 °C pendant la distillation sous vide.
Étant donné l'importante diversité des procédés et des matières premières, et également la différence de taille des réacteurs, la demande de vide varie considérablement. Pour capturer les pics de consommation, quatre réservoirs tampon,  de 43,5 m3/h de volume chacun, sont utilisés entre les réacteurs et le système de vide.
Le système de vide centralisé est utilisé six jours par semaine, 24 heures sur 24. La pression d'exploitation dans la totalité du système de vide est en permanence comprise entre 50 et 60 mbar.

L'alimentation en vide était auparavant assurée par deux pompes à palettes lubrifiées , pouvant chacune atteindre une vitesse de pompage de 1000 m3/h. Une pompe roots de 2 000 m3/h de pompage a également été installée en amont de chacune de ces pompes pour apporter une impulsion supplémentaire.  Cette configuration de pompe ne garantissait cependant pas un fonctionnement sans défaut, dans la mesure où les pompes à palettes tombaient souvent en panne et où les dépenses en maintenance et réparation étaient élevées. Cela signifiait donc qu'une troisième unité de vide identique devait toujours être disponible et prête à prendre le relais, à tout instant, en tant que station de pompage de secours.
Ces pannes étaient dues aux vapeurs phénoliques et de formaldéhyde également aspirées dans le système, puis à leur condensation et réaction entre elles dans la chambre de compression. Cela entraînait l'accumulation de particules et de grains de résine dans la pompe à vide. Ces dernières ne pouvaient être enlevées que partiellement par la lubrification à l'huile fraîche et restaient collées dans la chambre de compression de la pompe à palettes, entraînant au final un temps d'arrêt. En principe, c'est le même procédé de réaction qui se produit à l'intérieur de la pompe à vide et du réacteur. Les problèmes étaient aussi dus aux filtres installés en aval des pompes à palettes et qui étaient utilisés pour extraire l'huile pulvérisée lors de la lubrification. Le liquide composé de cette huile liée aux vapeurs phénoliques et de formaldéhyde finissait par complètement encrasser les éléments filtrants. Il fallait donc remplacer les éléments filtrants à des intervalles très rapprochés d'une à deux semaines.


En janvier, l'ancienne unité de pompage de Dynea Erkner avec sa pompe à palettes lubrifiée et sa pompe roots, a été remplacée par un système de vide Busch. Ce nouveau système se compose de deux pompes à vis COBRA d'une vitesse de pompage de 400 m3/h par heure chacune et d'une pompe roots d'une vitesse de pompage de 2000 m3/h. Le système de commande pour le système de vide est conçu pour atteindre la même vitesse qu'auparavant, mais avec des pompes à vide bien plus grandes et moins d'agrégats, pour économies d'énergie colossales. L'ancienne station de pompage avait une puissance de raccordement de 41 kW. Le nouveau système de vide de Busch ne fonctionne qu'avec 27,5 kW, ce qui représente une réduction de plus de 30 %. Cette station de pompage fonctionne complètement à sec et ne nécessite donc aucune huile dans les chambres de connexion. Par conséquent, plus besoin de séparateur d'huile en aval et les coûts liés à l'huile, à la vidange de l'huile usagée et au remplacement des filtres encrassés sont supprimés. Le système est conforme à la norme ATEX (Ex II 2G IIB T3). On définit l'intérieur comme la zone 1 ; aucune zone n'est définie pour l'extérieur, autour de la pompe à vide. Cependant, la norme ATEX ne concerne que la phase de démarrage, dans la mesure où des vapeurs de solvant pourraient être présentes dans le système par la suite. Dans tous les cas, le système devient inerte pendant le démarrage, après lequel il n'existe plus aucun risque d'explosion.

Selon Dynea Erkner, depuis sa mise en service il y a plus de deux ans, le système de vide fonctionne sans problème et avec un minimum de maintenance. Dans une déclaration, la société affirme : « Jusqu'ici nous sommes vraiment satisfaits ». Le système de vide fait l'objet d'un entretien et d'une vérification annuels assurés par Busch. Les changements d'huile dans les engrenages des pompes à vide sont réalisés par des employés, en interne.
 


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