by Bohuslav Bobrik Bohuslav Bobrik
APPLICATION NOTE
Chemický závod na výrobu 1,4-butándiolu (BDO) s vysokotlakovými vodíkovými potrubiami

Príložné ultrazvukové prietokomery umožnili bezpečné meranie vysokotlakového vodíkového plynu pri chemickej výrobe

Zhrnutie

Čínsky chemický výrobca Sanwei New Materials vyrába 1,4-butándiol (BDO) – kľúčovú surovinu pre biologicky rozložiteľné plasty – Reppeho procesom. Pri ňom vodík reaguje s katalyzátorom na báze medi za vzniku 2-butín-1,4-diolu (BYD), ktorý sa následne hydrogenáciou premení na BDO. Presné riadenie prietoku vodíka počas celej reakcie je kľúčové jednak pre účinnosť samotnej reakcie, jednak pre udržanie výsledného BDO v požadovanej špecifikácii. Závod prevádzkuje niekoľko vysokotlakových vodíkových potrubí, pre ktoré potreboval spoľahlivé riešenie merania prietoku.

Aplikácia

Obr. 1: Príložné snímače Panametrics nainštalované na vysokotlakovom vodíkovom potrubí.

MédiumVodíkový plyn
Rozmer potrubiaDN80 / DN100 (3″ / 4″), hrúbka steny 20 mm
Materiál potrubiaUhlíková oceľ
Prevádzková teplota60 °C (140 °F)
Tlak30 MPa (4 351 psig)
Hustota~19 kg/m³ (1,19 lb/ft³)
Rýchlosť prúdenia4,5 – 6,5 m/s (14,7 – 21,3 ft/s)
Panametrics

Prínosy:

  • Bezpečné – úplne bezkontaktné
  • Nízke nároky na údržbu
  • Jednoduchá inštalácia bez odstávky procesu
  • Žiadny tlakový úbytok
  • Dlhodobá stabilita bez driftu
Príložné snímače Panametrics nainštalované na vodíkovom plynovom potrubí

Výzva

Závod tradične meral vodíkový plyn clonovými prietokomermi, ktorých diferenčno-tlakové snímače si vyžadovali časté prekalibrovanie. Každá kalibrácia znamenala odstávku procesu – to znižovalo produkciu a zároveň vystavovalo personál vážnym bezpečnostným rizikám vzhľadom na vysoký prevádzkový tlak a nízku hranicu horľavosti vodíka. Zákazník potreboval bezpečnejšiu, driftom neovplyvnenú alternatívu, ktorá by neprerušovala prevádzku.

Riešenie

Príložné ultrazvukové prietokomery sa na meranie vodíkového plynu používajú takmer 30 rokov, no pri takto extrémnych tlakoch sa príložná technológia bežne nevyužíva – nízka hustota vodíka v kombinácii s veľmi hrubými stenami vysokotlakového potrubia vytvára akustické podmienky, ktoré bežné príložné snímače na plyn nezvládajú. Tím Panametrics otestoval snímače s frekvenciou 200 kHz, 500 kHz aj 1 MHz a zistil, že snímač C-RS-402 pracujúci na 1 MHz poskytuje presné a spoľahlivé výsledky. Aplikovanie tlmiaceho materiálu okolo upínacieho prípravku a vyleštenie povrchu potrubia pod snímačmi ďalej zlepšilo kvalitu signálu. Tím nainštaloval trojnásobnú (triple-traverse) konfiguráciu a nakonfiguroval príložný prietokomer Panametrics XMT1000LC (súčasť platformy PanaFlow LC) na vysokonapäťovú prevádzku, čím sa pomer signálu k šumu zvýšil na hodnotu 5:1 až 8:1. Vďaka stabilným hodnotám mohol riadiaci systém DCS závodu vychádzať priamo z údajov prietokomera. Vďaka úzkej spolupráci technologického tímu Panametrics a miestneho servisného tímu tak spoločnosť Sanwei New Materials dnes získava presnejšie a spoľahlivejšie meranie vodíka – so zlepšenou bezpečnosťou aj produktivitou.

Trojnásobná (triple-traverse) inštalácia snímačov na vodíkovom potrubí
Schéma zapojenia snímačov C-RS-402 a upínacieho prípravku
Stabilné hodnoty prietoku zobrazené na DCS displeji

Panametrics PanaFlow LC príložný ultrazvukový prietokomer

Datasheet (PDF) Panametrics PanaFlow LC

Zdroj: Panametrics Application Note PANA001AN (panametrics.com) — © Panametrics LLC. Lokalizované a pripravené spoločnosťou INTECH CONTROL, oficiálnym zástupcom Panametrics pre Slovensko a Maďarsko.