
Erneuerbar statt fossil: Biokraftstoffe tragen wesentlich zum Klimaschutz und darüber hinaus zu einer nachhaltigeren Wirtschaft bei. Ihre Gewinnung in Reaktoren, zum Beispiel aus Altspeiseöl, vollzieht sich bei Temperaturen bis zu 450 °C. Deren Überwachung erfordert anwendungsspezifische Instrumentierungslösungen. Ein präzises Temperatur-Monitoring der häufig exothermen Reaktionen ist dabei von zentraler Bedeutung.
Die Dekarbonisierung stellt Raffineriebetreiber vor große Herausforderungen und eröffnet ihnen zugleich neue Chancen. Biokraftstoffe sind eine davon. Die Nachfrage nach Kraftstoffen aus erneuerbaren Quellen wächst. Zu ihrer Herstellung können die Unternehmen auch stillgelegte oder unausgelastete Anlagen nutzen. Mit der Umrüstung kommen sie den immer strenger werdenden Umweltauflagen entgegen.
Ein Reaktor-Umbau und ein Neubau für Biokraftstoffe
Angesichts der neuen Geschäftsmöglichkeiten entschloss sich auch ein Erdölunternehmen und WIKA-Kunde dazu, einen Standort in eine Produktionsstätte für Biokraftstoffe umzuwandeln. Als Rohmaterial dienen dort Altspeiseöl und tierische Fette. Das ausgeschriebene Projekt umfasste die Umrüstung eines bestehenden HDI-Reaktors (Hydroisomerisation) mit zwei Katalysatorbetten sowie den Bau eines neuen Drei-Bett-Reaktors für das Hydrotreating (HDT).
Die Vorgänge in den Reaktoren erfordern eine präzise Temperaturüberwachung. Der Betreiber benötigt ein Temperaturprofil, um einen sicheren und effizienten Betrieb der Reaktoren zu gewährleisten. Es basiert auf den Messwerten des Temperatur-Monitorings in den mittleren und oberen Schichten der Katalysatorbetten sowie auf den Ergebnissen einer radialen Temperaturerfassung mit höherer Messpunktdichte im unteren Bereich der Betten. Mittels eines solchen Temperaturprofils lassen sich rechtzeitig gefährliche Hot Spots, Channelling-Effekte oder eine ungleichmäßige Verteilung der Katalysatoren detektieren.
Stufen-Thermoelemente, auch Multipoints genannt, erfüllen die geschilderten messtechnischen Anforderungen. Sie widerstehen zudem den für diese Anwendung erforderlichen Prozesstemperaturen zwischen 430 °C und 450 °C.
Zwei Typen von Stufen-Thermoelementen in den Katalysatorbetten

Das Stufen-Thermoelement Typ TC96-R Flex-R® ermöglicht einen raschen und präzisen Aufbau von Temperaturprofilen in einem Reaktor für Biokraftstoffe.
Bei der Instrumentierung fiel die Entscheidung zugunsten von WIKA-Multipoints. Die Temperaturüberwachung in den unteren Bereichen der Katalysatorbetten übernimmt Typ TC96-R Flex-R® mit flexibel positionierbaren Thermoelementen. Jedes Bett erhält ein TC96-R Flex-R® mit jeweils 14 Messpunkten (HDT-Reaktor) beziehungsweise 12 Messpunkten (HDI-Reaktor). Das Gerät gewährleistet Ansprechzeiten zwischen vier und acht Sekunden und baut das gewünschte Temperaturprofil entsprechend schnell auf.
Für die Temperaturmessung in den mittleren und oberen Bereichen der Katalysatorbetten fiel die Wahl auf das StufenThermoelement Typ TC94 in T-Profil-Ausführung, für jeden Reaktor fünf Geräte mit jeweils drei Messpunkten. Bei diesem Multipoint werden mehrere Thermoelemente in Führungsrohren entlang einer „T-Bar“ geführt. Die Sensoren erhalten damit die notwendige Stabilität für ihre Messaufgabe.
Lösungspaket schloss Bauteile aus Inconel 625 und Geräteinstallation mit ein
Auf Wunsch des Kunden wurden alle messstoffberührten Bauteile der Messgeräte aus Inconel 625 gefertigt, um jegliche Korrosion auszuschließen. Eine solche Gefahr kann vor allem im HDT-Reaktor in Folge möglicher Schwefel- und Chlorbildungen auftreten. Das Auftragsvolumen schloss neben den Messgeräten auch die für die Signalverarbeitung erforderlichen Temperaturtransmitter ein. Mehr noch: Die Installation der Multipoints übernahmen die Temperaturspezialisten von WIKA-Gayesco.
Hinweis
Auf der WIKA-Webseite erhalten Sie weitergehende Informationen zu den Stufen-Thermoelementen TC96-R Flex-R® und TC94. Dort finden Sie zudem eine Broschüre zum Thema „Mehrpunkt-Temperaturmessungen“ sowie einen Überblick über weitere Messlösungen für Öl und Gasindustrie. Sie möchten mehr über WIKAs Nachhaltigkeitsstrategie erfahren? Dann downloaden Sie den Nachhaltigkeitsbericht. Sollten Sie darüber hinaus noch Fragen haben, steht Ihnen Ihr Ansprechpartner gerne zur Verfügung.
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