by Bohuslav Bobrik Bohuslav Bobrik

Príložné meranie vysokotlakového etylénu pri výrobe EVA (etylén-vinylacetátu)

APPLICATION NOTE
Petrochemický závod za súmraku vyrábajúci Etylén-vinylacetát (EVA)

Príložné meranie vysokotlakového etylénu pri výrobe EVA (etylén-vinylacetátu)

Zhrnutie

Spoločnosť Jiangsu Sierbang Petrochemical Co. Ltd v Číne vyrába etylén-vinylacetát (EVA), kopolymérovú živicu cenenú pre nízku hmotnosť a výbornú spenivosť. Proces je súčasťou polyetylénovej prevádzky a vyžaduje vysokotlakový etylén z piestových kompresorov. Prietok na tomto potrubí je potrebné presne merať, aby vyrábaná EVA spĺňala požadované špecifikácie – príliš nízky prietok by viedol k neúplnej reakcii. Tlak v potrubí dosahuje až 200 MPa, preto prietokomery vyžadujúce rozrezanie potrubia neboli bezpečnou možnosťou. Zákazník si nebol istý, či príložné (clamp-on) riešenie dokáže pri takomto tlaku dosiahnuť požadovanú presnosť, a preto si vyžiadal terénnu demonštráciu od tímu Panametrics.

MédiumEtylén (plyn)
Potrubie121 mm x 35 mm (4¾” x 1,38″), uhlíková oceľ
Prevádzková teplota20 °C (68 °F)
Prevádzkový tlak195 MPa (28 282 psi)
Rýchlosť zvuku v médiu1 679 m/s
Panametrics

Prínosy:

  • Nízka údržba
  • Žiadny tlakový úbytok
  • Bez prerušenia prevádzky
  • Bezpečné meranie
  • Dlhodobá stabilita bez driftu

Výzva

Išlo o potrubie DN100 (4″) so stenou hrúbky 35 mm – prvý prípad, kedy sa príložný prietokomer Panametrics použil na tak hrubostennom 4″ plynovom potrubí. Existovala obava, že sila signálu a odstup signál/šum (SNR) budú príliš slabé, keďže akustický signál sa pri prechode hrubšou stenou potrubia viac rozptyľuje, čo by mohlo viesť k strate merania. Tím Panametrics napriek tomu uskutočnil demonštráciu, aby preukázal kvalitu technológie aj za týchto extrémnych podmienok.

Riešenie

Po vyhodnotení konkrétnych procesných parametrov zákazníka Panametrics potvrdil odporúčaný prietokomer aj snímače. Za týchto prevádzkových podmienok je etylén v superkritickom stave s rýchlosťou zvuku blížiacou sa k 1 700 m/s – preto Panametrics pre demonštráciu odporučil prietokomer TransPort PT900 so snímačmi CRS 401, čo je konštrukčne kvapalinový prietokomer, osadený len upínacím prípravkom CFG (určeným pre meranie plynu) na zabezpečenie presného umiestnenia snímačov. Inštalácia na mieste prebehla hladko a testovanie bolo veľmi úspešné: prietokomer zaznamenal rýchlosť zvuku 1 679 m/s, čo zodpovedá teoretickej rýchlosti zvuku etylénu pri 20 °C a 200 MPa. Zákazník bol výsledkom nadšený a spoločnosť Jiangsu Sierbang Petrochemical odvtedy prijala technológiu príložných prietokomerov Panametrics. Niekoľko ďalších zákazníkov si po tomto úspechu vyžiadalo demonštráciu rovnakého riešenia na hrubostenných vysokotlakových plynových potrubiach.

Príložné snímače Panametrics TransPort PT900 nainštalované na vysokotlakovom etylénovom potrubí

Príložný ultrazvukový prietokomer Panametrics TransPort PT900

Panametrics TransPort PT900

Zdroj: Panametrics Application Note PANA103AN (panametrics.com) – © Panametrics LLC. Lokalizované a pripravené v spolupráci so spoločnosťou INTECH CONTROL, oficiálnym zástupcom Panametrics pre Slovensko a Maďarsko.

by Bohuslav Bobrik Bohuslav Bobrik

Príložné ultrazvukové prietokomery zabezpečujú spoľahlivé meranie horúcich kvapalín s pevnými časticami

APPLICATION NOTE
Chemický výrobný závod za súmraku

Príložné ultrazvukové prietokomery zabezpečujú spoľahlivé meranie horúcich kvapalín s pevnými časticami

Zhrnutie

Spoločnosť Zhejiang Xinhecheng Co., Ltd., založená v roku 1999, vyrába funkčné chemikálie vrátane výživových zložiek, vonných látok a polymérnych materiálov. Pre jeden skúšobný projekt zákazník potreboval merať prietok kvapaliny obsahujúcej 10 % kovových pevných častíc pri prevádzkovej teplote 150 °C. Klasické elektromagnetické a diferenčno-tlakové prietokomery sa ukázali ako nevhodné – elektródy a primárne prvky sa vplyvom pevných častíc rýchlo opotrebovávali, čo si vyžadovalo častú údržbu, spôsobovalo neplánované odstávky a znižovalo výťažnosť výroby. Príložná ultrazvuková technológia sa ukázala ako výhodná práve preto, že sa dá nainštalovať zvonka potrubia bez akéhokoľvek zásahu doň a bez prerušenia procesu.

Aplikácia

Obr. 1: Príložný snímač C-PT 1 MHz nainštalovaný na 2″ potrubí z nehrdzavejúcej ocele vedúcom horúci kvapalný katalyzátor.

MédiumKvapalný katalyzátor
Rozmer a hrúbka potrubiaDN50 (2″)
Materiál potrubiaNehrdzavejúca oceľ SS 304
Tlak0,2 MPa (29 psig)
Prietok5 – 30 m³/h (22 – 132 GPM)
TeplotaDo 175 °C (347 °F)
Požadovaná presnosť±1-2 % z nameranej hodnoty
Panametrics

Prínosy:

  • Nízke až nulové nároky na údržbu
  • Žiadny tlakový úbytok
  • Bez prerušenia procesu
  • Vysoká spoľahlivosť a dlhodobá stabilita

Výzva

Prerušenie výroby nebolo možné, preto prevádzkovateľ potreboval riešenie, ktoré by sa dalo zaviesť bez zásahu do bežnej prevádzky. Keďže s touto konkrétnou aplikáciou nemal žiadne predchádzajúce skúsenosti, na overenie, či prietokomer dokáže spoľahlivo pracovať pri daných procesných podmienkach, bol vykonaný terénny test. Zákazník zároveň očakával, že príložný ultrazvukový prietokomer na kvapaliny bude už svojou konštrukciou vyžadovať minimálnu údržbu.

Riešenie

Spoločnosť Panametrics vykonala terénny test s prenosným prietokomerom PT900 a príložnými snímačmi s frekvenciou 1 MHz. Snímače boli nainštalované na zvislom potrubí (Obr. 1) s prúdením kvapaliny zdola nahor. Keďže bolo potrubie izolované, izolácia sa pre potreby testu odstránila a samotná inštalácia trvala približne 15 minút. Zákazník overil presnosť merania tak, že ovládal regulačný ventil a porovnával zodpovedajúce zmeny prietoku – prietokomer reagoval presne podľa očakávania, pričom namerané hodnoty zodpovedali percentuálnemu otvoreniu ventilu. Na základe spokojnosti s výsledkami sa zákazník rozhodol zakúpiť trvalú príložnú inštrumentáciu: prietokomer XMT1000LC so snímačmi C-PT 1 MHz, spočiatku v počte dvoch kusov. Prietokomery sú dnes v prevádzke už niekoľko rokov, naďalej spĺňajú očakávania, znižujú náklady na údržbu a zlepšujú výťažnosť výroby. Pre budúce inštalácie zákazník plánuje použiť snímače C RS HT s teplotným rozsahom až do 230 °C.

Príložný snímač C-PT 1 MHz nainštalovaný na izolovanom 2-palcovom potrubí

Príložný ultrazvukový prietokomer na kvapaliny Panametrics PanaFlow LC

Datasheet (PDF) Panametrics PanaFlow LC

Zdroj: Panametrics Application Note PANA148AN (panametrics.com) — © Panametrics LLC. Lokalizované a pripravené spoločnosťou INTECH CONTROL, oficiálnym zástupcom Panametrics pre Slovensko a Maďarsko.

by Bohuslav Bobrik Bohuslav Bobrik

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

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.