De productie van biobrandstoffen is onderhevig aan veeleisende procesomstandigheden. Dit vormt dus ook een grote uitdaging voor de niveaumetingen in bioraffinaderijen. De instrumenten die worden gebruikt in de kernprocessen moeten, afhankelijk van waar ze worden gebruikt, werken in waterstofhoudende koolwaterstoffen onder hoge druk en tegelijkertijd in vloeistoffen met een extreem lage dichtheid. WIKA leverde een klant magnetische niveau-indicatoren met een speciale configuratie die betrouwbaar aan deze eisen voldoen.
In de zoektocht naar koolstofarme brandstoffen spelen hoogwaardige HVO (waterstofbehandelde plantaardige olie) en HEFA (waterstofbehandelde esters en vetzuren) een centrale rol. Beide zijn duurzame producten, voornamelijk gemaakt van plantaardige oliën, gebruikte bakoliën en ook dierlijke vetten. Ze worden verkocht als diesel, maar ook als vliegtuigbrandstof.
Grote aantallen vaten in een bioraffinaderij vereisen nauwkeurige niveaumetingen
Bij de productie van HVO en HEFA komen belangrijke productieprocessen kijken, waaronder waterstofbehandeling en hydro-isomerisatie. In dit proces wordt een groot aantal reactoren, tanks en andere vaten gebruikt. Deze vervullen verschillende functies zoals katalytische reacties, scheidings- en wasprocessen en regeneratie en opslag. In alle gevallen hebben de beheerders van een bioraffinaderij een nauwkeurige niveaumeting nodig.
Betrouwbare niveaumonitoring is moeilijk te garanderen met standaardinstrumenten, vooral onder de productieomstandigheden die aan het begin zijn beschreven. De instrumenten moeten betrouwbaar functioneren in waterstofhoudende koolwaterstoffen onder verhoogde drukken tot 58 barg en tegelijkertijd nauwkeurig meten in vloeistoffen met uitzonderlijk lage dichtheden tot 462 kg/m³.
Titanium drijvers zijn drukbestendig en licht genoeg voor een lage dichtheid van de vloeistof
Het productlabel geeft de toepassing aan: In dit voorbeeld is het bijbehorende type BNA bypass niveau-aanwijzer ontworpen voor vloeistof biopropaan. Afhankelijk van de betreffende procesmedia vereist het type BNA voor niveaumeting in bioraffinaderijen – de afgebeelde versie heeft een magnetostrictieve sensor en vlotterschakelaarcontacten – soms een titanium vlotter met DLC-coating (rechtsonder).
Het ingenieursteam van het CoE (Centre of Excellence) Level heeft deze taak opgelost met een allesomvattende aanpak en het model BNA bypass niveau-aanwijzer als basismodel. Titanium werd gekozen als materiaal voor de vlotter. Dit materiaal is bestand tegen hoge drukken. Hij is ook licht van gewicht, wat zorgt voor het drijfvermogen dat nodig is voor een nauwkeurige meting – zelfs bij een zeer lage dichtheid van de vloeistof.
Bescherming door DLC-coating
Voor niveaumetingen in een bioraffinaderij moesten de titanium drijvers echter speciaal worden beschermd. Onder bepaalde procesomstandigheden bestaat namelijk het risico op waterstofbrosheid. Daarom kregen de drijvers een speciale DLC-coating (diamantachtige koolstof). Deze laag vormt een sterke barrière tegen waterstofinfiltratie en beschermt ook tegen mechanische schade.
De technische specificaties van de klant vereisten ook een onconventioneel, oversized instrumentontwerp, wat de complexiteit nog vergrootte. Hiervoor moest worden overgeschakeld van een standaardkamer (2 inch, schedule 10) naar een robuustere 3 inch schedule-40 configuratie. Daarom moesten er klantspecifieke vlotters met een buitendiameter van 72 mm worden gemaakt. Dit was een uitdaging die werd overwonnen met innovatieve technische oplossingen en nauwkeurige productieprocessen.
Speciaal materiaal voor de behuizing vanwege verhoogd risico op corrosie
Bij het ontwerpen van de BNA werd ook speciale aandacht besteed aan het materiaal van de behuizing. De reden hiervoor is dat er een verhoogd risico op corrosie is op bepaalde meetpunten door de mogelijke aanwezigheid van vrije vetzuren, koolstofdioxide, water en chloor in de procesmedia. Inconel 625 werd daarom gekozen als materiaal voor deze meetpunten.
Niveaumeting in de bioraffinaderij – zelfs bij stroomuitval
Door de integratie van geavanceerde materialen, precisie-engineering en op maat gemaakte productieoplossingen heeft WIKA magnetische niveau-indicatoren geleverd die aan strenge prestatie-eisen voldoen en een langdurige betrouwbaarheid in een veeleisende raffinaderijomgeving garanderen. Omdat de BNA zelfs zonder stroomvoorziening een continue niveau-indicatie geeft, is een betrouwbare procesbesturing verzekerd, zelfs als de stroom uitvalt.
Opmerking
WIKA heeft ook een wit papier samengesteld met nuttige informatie over biobrandstoffen en de meetinstrumenten die voor de productie ervan worden gebruikt. Algemene technische informatie over de type BNA bypass niveau-aanwijzer is beschikbaar op de WIKA website. Je kunt daar ook onze brochure “Niveau-oplossingen op maat voor de procesindustrie” downloaden. We presenteren ook andere oplossingen voor het marktsegment olie en gas. Als je nog vragen hebt, aarzel dan niet om persoonlijk contact op te nemen via contact met ons opnemen.
Lees tevens onze artikelen
Biobrandstoffen en e-brandstoffen als boost voor veel motoren
Biobrandstoffen: Nauwkeurig temperatuurprofiel voor productie
Een multipoint thermokoppel gebruiken om duurzame vliegtuigbrandstof te produceren
Grenswaardeschakelaars: een innovatieve all-rounder
Deze video geeft ook informatie over de bypass niveau-aanwijzer