Produkcja biopaliw podlega wymagającym warunkom procesowym. Stanowią one zatem również poważne wyzwanie dla pomiaru poziomu w biorafineriach. Urządzenia stosowane w podstawowych procesach, w zależności od miejsca ich zastosowania, muszą pracować w węglowodorach zawierających wodór pod wysokim ciśnieniem, a jednocześnie w cieczach o bardzo niskiej gęstości. Firma WIKA dostarczyła klientowi magnetyczne wskaźniki poziomu o specjalnej konfiguracji, które niezawodnie spełniają te wymagania.
W dążeniu do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla w dostawach paliw kluczową rolę odgrywają wysokiej jakości HVO (hydrotreated vegetable oil – olej roślinny poddany obróbce wodorem) i HEFA (hydroprocessed esters and fatty acids – estry i kwasy tłuszczowe poddane obróbce wodorem). Oba są produktami ekologicznymi, wytwarzanymi głównie z olejów roślinnych, zużytych olejów spożywczych, a także tłuszczów zwierzęcych. Są sprzedawane jako olej napędowy, ale także jako paliwo lotnicze.
Duża liczba zbiorników w biorafinerii wymaga precyzyjnego pomiaru poziomu.
Produkcja HVO i HEFA obejmuje ważne procesy produkcyjne, w tym hydrorafinację i hydroizomeryzację. W procesie tym wykorzystuje się dużą liczbę reaktorów, zbiorników i innych naczyń. Pełnią one różne funkcje, takie jak reakcje katalityczne, procesy separacji i płukania, a także regeneracja i magazynowanie. We wszystkich przypadkach operatorzy biorafinerii wymagają precyzyjnego pomiaru poziomu.
Niezawodne monitorowanie poziomu jest trudne do zagwarantowania przy użyciu standardowych przyrządów, zwłaszcza w warunkach produkcyjnych opisanych na początku. Przyrządy muszą działać niezawodnie w węglowodorach zawierających wodór pod zwiększonym ciśnieniem do 58 barg, a jednocześnie precyzyjnie mierzyć w cieczach o wyjątkowo niskiej gęstości, sięgającej nawet 462 kg/m³.
Pływaki tytanowe są odporne na ciśnienie i wystarczająco lekkie, aby utrzymać się na powierzchni cieczy o niskiej gęstości.
Etykieta produktu wskazuje zastosowanie: w tym przykładzie odpowiedni wskaźnik poziomu typu BNA jest przeznaczony do ciekłego biopropanu. W zależności od danego medium procesowego, model BNA do pomiaru poziomu w biorafineriach – przedstawiona wersja jest wyposażona w czujnik magnetostrykcyjny i styki przełączające – czasami wymaga pływaków tytanowych pokrytych powłoką DLC (na dole po prawej stronie).
Zespół inżynierów z Centrum Doskonałości (CoE) rozwiązał to zadanie, stosując kompleksowe podejście i wykorzystując model wskaźnika poziomu obejściowego BNA jako model podstawowy. Jako materiał na pływak wybrano tytan. Materiał ten jest odporny na wysokie ciśnienie. Jest również lekki, co zapewnia wyporność niezbędną do precyzyjnego pomiaru – nawet w przypadku bardzo niskiej gęstości cieczy.
Ochrona dzięki powłoce DLC
W przypadku pomiaru poziomu w biorafinerii pływaki tytanowe musiały jednak zostać objęte specjalną ochroną. Wynika to z ryzyka kruchości wodorowej w określonych warunkach procesowych. Z tego powodu pływaki zostały pokryte specjalną powłoką DLC (diamentopodobny węgiel). Warstwa ta stanowi silną barierę przed przenikaniem wodoru, a także chroni przed uszkodzeniami mechanicznymi.
Specyfikacje techniczne klienta wymagały również niekonwencjonalnej, ponadwymiarowej konstrukcji przyrządu, co dodatkowo zwiększyło złożoność projektu. Wymagało to zmiany standardowej komory (2 cale, schedule 10) na bardziej wytrzymałą konfigurację 3 cale schedule 40. W związku z tym konieczne było wyprodukowanie pływaków dostosowanych do wymagań klienta o średnicy zewnętrznej 72 mm. Było to wyzwanie, które udało się pokonać dzięki innowacyjnym rozwiązaniom technicznym i precyzyjnym procesom produkcyjnym.
Specjalny materiał obudowy ze względu na zwiększone ryzyko korozji
Podczas projektowania BNA zwrócono również szczególną uwagę na materiał obudowy. Wynika to z faktu, że w niektórych miejscach pomiarowych występuje zwiększone ryzyko korozji ze względu na potencjalną obecność wolnych kwasów tłuszczowych, dwutlenku węgla, wody i chloru w medium procesowym. W związku z tym jako materiał dla tych miejsc pomiarowych wybrano Inconel 625.
Pomiar poziomu w biorafinerii – nawet w przypadku awarii zasilania
Dzięki połączeniu zaawansowanych materiałów, precyzyjnej inżynierii i dostosowanych do potrzeb klienta rozwiązań produkcyjnych firma WIKA dostarczyła magnetyczne wskaźniki poziomu, które spełniają rygorystyczne wymagania dotyczące wydajności, zapewniając jednocześnie długotrwałą niezawodność w wymagającym środowisku rafinerii. Ponieważ BNA zapewnia ciągłe wskazywanie poziomu nawet bez zasilania, niezawodna kontrola procesu jest zapewniona nawet w przypadku awarii zasilania.
Uwaga
Firma WIKA opracowała również białą księgę zawierającą przydatne informacje na temat biopaliw i przyrządów pomiarowych stosowanych do ich produkcji. Ogólne informacje techniczne na temat wskaźnika poziomu typu BNA są dostępne na stronie internetowej firmy WIKA. Można tam również pobrać naszą broszurę „Indywidualne rozwiązania w zakresie pomiaru poziomu dla przemysłu przetwórczego”. Prezentujemy również dalsze rozwiązania dla segmentu rynku ropy naftowej i gazu. W razie dalszych pytań prosimy o bezpośredni kontakt z nami.
Polecamy również nasze artykuły
Dostawa CO2 z wykorzystaniem IIoT – Blog WIKA
Biopaliwa i e-paliwa jako impuls dla wielu silników – Blog WIKA
„Zielony” amoniak przyspiesza proces dekarbonizacji – Blog WIKA
Ten film zawiera również informacje na temat wskaźnika poziomu obejścia.