En una planta de gas de síntesis de Texas, los termopares de sus unidades de oxidación parcial duraban una media de tres meses antes de fallar. Pero tras cambiar al termopar de platino TC84 de WIKA con vaina de zafiro, la instalación no ha tenido que sustituir sus sensores de temperatura en más de un año.
Problema: la planta de gas sintético experimenta repetidos fallos en los instrumentos
Una empresa química multinacional tiene una planta que produce gas de síntesis mediante la oxidación parcial de una materia prima utilizando oxígeno puro. Esta alimentación de hidrocarburos consiste en:
- Metano: ~85-98%
- Gas de cola (de una instalación de etileno adyacente): ~0-10%
- Gas de cola de acetileno (procedente de una instalación de acetileno cercana): ~0-5%
- Hidrocarburo líquido (procedente de una instalación de metanol adyacente): ~0-5%
La parte de gas natural de la materia prima se pretrata en lechos de catalizadores para eliminar gran parte de su azufre antes de entrar en el reactor térmico POX. Tras la oxidación parcial, el syngas crudo resultante tiene una composición media de:
- 60% H2
- 30% CO
- ≤5% CO2
- Agua y trazas de CH4 sin reaccionar
Termopar averiado (no WIKA)
La temperatura media del gas de proceso es de 1400°C (2552°F) en torno a 70 bares (1015 psi). Como la mayoría de los termopares no pueden tolerar temperaturas superiores a los 1.200 °C (2.192 °F), ni están protegidos contra la fragilidad por hidrógeno, la planta de gas de síntesis experimentaba repetidos fallos en los instrumentos, en los que los sensores del reactor TPOX se fundían, agrietaban o rompían después de sólo una media de tres meses de uso. Necesitaban un termopar más duradero y de mayor duración.
Solución de WIKA: termopar TC84 con diseño de zafiro patentado
Termopar modelo TC84 con vaina de zafiro
Tras un análisis detallado de los procesos de la planta, WIKA propuso una solución: el termopar con vaina de zafiro TC84. Este termopar para elevadas temperaturas con tubo de protección de zafiro hermético al gas tiene una estructura monocristalina que protege los cables sensibles del termopar de la permeación del hidrógeno y de temperaturas de hasta 1700°C (3092°F). El dispositivo tiene un sello primario, con un sello secundario que ofrece protección de respaldo.
El TC84 está disponible en dos versiones, ambas con un cabezal con cámara de seguridad de barra y una vaina exterior de cerámica.
- Para los procesos con poco o ningún contenido de hidrógeno, el inserto de medición es también un tubo de protección de cerámica.
- Para los procesos con un alto contenido de hidrógeno, el inserto de medición es un tubo de protección de zafiro.
Recomendamos la versión con con vaina de zafiro ya que el gas de proceso de la planta tiene un alto contenido de H2.
Tras una visita al Centro de I+D de WIKA para la medición de la temperatura en Houston, la empresa química quedó impresionada por nuestra experiencia y capacidades, y accedió a realizar una prueba. Sustituyeron los seis termopares de un reactor de oxidación parcial por TC84 de varias longitudes, insertados horizontalmente mediante una conexión de brida. Tras nueve meses en los que no falló ningún termopar, el cliente decidió estandarizar y sustituir todos los termopares de las otras tres unidades POX por el termopar con tubo de protección de zafiro de WIKA.
Con el termopar TC84, esta planta de oxidación parcial fue capaz de:
- Ahorrar dinero y tiempo al no tener que sustituir los sensores cada tres meses. En el momento de la publicación, el TC84 lleva más de 12 meses en servicio.
- Reparar en lugar de sustituir los sensores desgastados, cuando llegue el momento.
- Minimizar el mantenimiento al eliminar la necesidad de un sistema de purga.
- Aumentar la producción minimizando el número de paradas debidas a datos de instrumentación inexactos.
- Aumentar la flexibilidad operativa con un mínimo de fallos debidos a ciclos térmicos repetidos.
WIKA: su partner en la industria de procesos
WIKA es líder mundial en el diseño y fabricación de instrumentos de medición de calidad que soportan temperaturas extremas, altas presiones y otras condiciones difíciles en las que los sensores de nuestros competidores fallan. Y detrás de cada dispositivo hay un equipo de expertos en la industria, especialistas en productos y personal de apoyo. Póngase en contacto con nosotros para obtener más información sobre soluciones de medición innovadoras para su instalación química o petroquímica o visite nuestro sitio web.
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“Las reacciones de oxidación parcial (POX) representan un reto para el termopar y otros instrumentos de medición”