V roce 1997 zahájila produktivní provoz společnost TOTAL Raffinerie Mitteldeutschland GmbH. Jedná se o nejmladší ze 14 rafinerií v Německu a jeden z nejmodernějších průmyslových komplexů v Evropě. S roční kapacitou 11 milionů tun ropy je podnik se svými 650 vysoce kvalifikovanými zaměstnanci jednou z nejvýznamnějších společností z hlediska obratu ve východní části Německa a rozhodujícím způsobem přispěl k udržení závodu Leuna v chemickém průmyslu v Sasko-Anhaltsko. Rafinerie zahrnuje surovou/ vakuovou destilaci, reformátor, odsiřovací zařízení, krekry, systémy pro získávání síry, visbreakery, alcylaci, zařízení na výrobu methanolu a také elektrárnu.

Co dělá reformátor?

Benzín, který se používá jako palivo pro motorová vozidla, má typově závislé minimální oktanové číslo, které je měřítkem vlastností proti klepání a následně i kvality.

V reformovacím závodě (také nazývaném reformátor, powerformer nebo plošinovka) se vyrábí vysoce oktanový (= odolný proti klepání), takzvaný reformát, z těžkého benzínu s nízkým oktanem (= méně odolný proti klepání) ve čtyřech sériově zapojených reaktory pomocí platinových katalyzátorů.

Proč je měření vlhkosti tak důležité?

Obsah vlhkosti v hydrogenačně recyklovaném plynu reformátoru je extrémně kritickou procesní proměnnou. Proto monitorování vlhkosti hraje rozhodující roli jak pro optimalizaci procesu, tak pro bezpečnost a dostupnost zařízení.

Obsah vody pod 10 ppm má za následek snížení výkonu chemických reakcí probíhajících v reformátoru, a tedy i snížení produktivity.

Mnohem důležitější je hodnota vlhkosti vyšší než 50 ppm. Pokud je obsah vlhkosti v katalyzátoru příliš vysoký, chlor se vymyje. Vyplavený chlor způsobuje tvorbu kyseliny chlorovodíkové, která zase způsobuje zvýšenou korozi systémových částí katalyzátoru.

Dříve používané metody měření a z nich vyplývající problémy

Aplikační podmínky pro měření vlhkosti v reformátoru jsou teplota plynu přibližně 20 ° - 50 ° C, atmosférický tlak a, jak již bylo uvedeno, obsah vlhkosti 10 ppm - 30 ppm. Hlavními složkami recyklovaného plynu jsou vodík H2 (asi 88-92%), uhlovodíky (C1-C5) a stopy chlorovodíku, plynný chlorovodík, který se z katalyzátoru smývá vodou.

Vlhkost v tomto procesu byla dosud měřena pomocí senzorů oxidu hlinitého instalovaných v systému analýzy/vzorku. Vyskytují se následující problémy:

  • Zbytkové množství HCl má vliv na trvanlivost senzorů, tj. Senzory selžou v dřívějším časovém okamžiku, což má za následek vysoké následné náklady způsobené výměnou senzorů
  • Vzhledem k zásadnímu posunu hliníkových senzorů v této aplikaci musí přibližně každé 3 měsíce dojít k rekalibraci, což má za následek vysoké náklady na údržbu

Rozhodující je však skutečnost, že u tohoto typu senzoru nelze definitivně zjistit, zda vlhkost v procesu skutečně dosahuje kritické hodnoty, která by vyžadovala snížení průchodnosti reaktoru, nebo zda se senzor jednoduše začne postupně unášet . Pomocí generátoru vlhkosti bylo vyzkoušeno kontrolovat přesnost senzorů v krátkých, ale pravidelných intervalech a v případě potřeby je upravovat.

Jak BARTEC přispívá k řešení těchto problémů?

Vláknový optický snímač vlhkosti L1660 HYGROPHIL F 5672, který z konstrukčních důvodů nepodléhá driftu, byl umístěn v těsné blízkosti stávajícího snímače oxidu hlinitého. Prostřednictvím senzoru vlhkosti BARTEC jsou provozovatelé systému schopni dlouhodobě stabilně a reprodukovatelně určit přesnou vlhkost uvnitř procesu. Dalším pozitivním faktorem je, že díky vysoce kvalitním materiálům je senzor odolný vůči agresivním složkám plynu. Ani po 1 roce vysoce intenzivního zkušebního provozu ve výrobním procesu nyní nebylo nutné snímač L 1660 kontrolovat, udržovat ani znovu kalibrovat.

Během krátké doby je možné jasně detekovat zvýšení nebo snížení vlhkosti v reformovacím systému a přijmout nezbytná opatření pro bezpečnost zařízení a následně v případě potřeby zvýšit dostupnost zařízení.

Měřicí systém poskytovaný společností BARTEC byl nainstalován následovně

Spojení mezi senzorem a vyhodnocovací jednotkou se provádí pomocí fibreoptického kabelu dodaného a předem nařezaného na míru společností BARTEC. V jiných aplikacích může být toto optické připojení až 800 m dlouhé. Vyhodnocovací jednotka HYGROPHIL F 5673-31 byla instalována v blízkosti stávajícího měření ve stejném analyzátoru. Přenos naměřené hodnoty vlhkosti do stávajícího systému řízení procesů probíhá jako standardizovaný signál 4… 20mA. Na první úrovni bylo prozatím upuštěno od použití sériového rozhraní RS 232, které je rovněž integrováno do vyhodnocovací elektroniky.

V souladu s dokumentem o ochraně proti výbuchu předloženým v souladu s vyhláškou o bezpečnosti provozu je vnitřek analyzátoru prostorem prokázaným výbuchem. Provozovatel stanovil následující specifikace: Zóna 1, Plynová skupina IIC, Teplotní třída T3. Jelikož je vyhodnocovací elektronika HYGROPHIL F obecným účelem, byla instalována do přetlakového zapouzdřovacího systému APEX 2003 vyvinutého také společností BARTEC. Díky dlouholetým zkušenostem inženýrů BARTEC byly požadavky na systém z hlediska ochrany proti výbuchu úspěšně splněny bez problémů. Díky sofistikované konstrukci skříně lze systém během provozu vždy skvěle ovládat a konfigurovat.

Na žádost operátora byl senzor nainstalován v generátoru vlhkosti BARTEC. Tento generátor vlhkosti lze provozovat se sušeným procesním plynem (= recyklovaný plyn) a v důsledku toho umožňuje na požádání zkontrolovat snímač v rozsahu vlhkosti 20 - 50 ppm.

Problém analyzován - řešení nalezeno

Díky vynikající spolupráci odborníků společnosti BARTEC na měřicí a senzorovou technologii a na ochranu proti výbuchu se jim podařilo vyvinout řešení, které operátorovi umožní dlouhodobě zvládat požadované úkoly měření vlhkosti v recyklovaném plynu. termínově stabilní a reprodukovatelný způsob za složitých procesních podmínek. Systém realizovaný společností BARTEC se vyznačuje velmi dobrým poměrem ceny a výkonu. BARTEC nedodává pouze komponenty, ale díky dlouholetým zkušenostem poskytuje řešení od jednoho zdroje od plánování až po spuštění.