Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Měření v chemickém a petrochemickém průmyslu

číslo 3/2004

Měření v chemickém a petrochemickém průmyslu

Úvod

Společnost Level Instruments nabízí kompletní sortiment přístrojů pro měření hladiny, průtoku, tlaku, teploty a vlhkosti v chemickém a petrochemickém průmyslu. Spolehlivost přístrojů je ověřena dlouholetým provozem v nejrůznějších aplikacích po celém světě.

Odlišnost technických měření v chemii a petrochemii od běžných měření spočívá v tom, že téměř ve všech případech jde o výbušné prostředí. Požadavkem číslo jedna je velká přesnost měření z důvodu velkých finančních objemů na každý milimetr měřené hladiny nebo litr proteklého množství.

Obr. 1.

Velký důraz je kladen na materiál, z něhož je měřicí přístroj vyroben. Je tomu tak proto, že odolnost materiálu proti chemikáliím podstatně ovlivňuje životnost celého přístroje. Většinou jde o měření látek s malou permitivitou. Výhodné bývá bezkontaktní měření hladin chemikálií a kyselin, ve většině případů zjišťované ultrazvukovými hladinoměry. Z běžně měřených médií je možné jmenovat např. roztok síranu železnatého – FeSO4, kyselinu chlorovodíkovou – HCl, kyselinu sírovou – H2SO4, roztok chloridu železitého – FeCl3, roztok hydroxidu sodného – NaOH, kyselinu dusičnou – HNO3, roztok hydroxidu vápenatého – Ca(OH)2 nebo vratný kondenzát (kondenzovaná voda z parního vytápění).

Chemický průmysl

Aplikací různých technických měření s požadavkem na vysokou přesnost je v chemickém průmyslu velké množství. Jednou z nich je dávkování kyseliny chlorovodíkové do vody. Koncentrovaná HCl se dávkuje do nádob výšky přibližně 2ách se míchá s vodou na požadovanou koncentraci. Řešením v tomto případě jsou ultrazvukové senzory XPS v kombinaci s vyhodnocovací jednotkou AiRanger XPL.

Rovněž zajímavou a významnou referencí jsou chemické úpravny vody. Jde vesměs o měření hladin v zásobnících, kde se skladují chemikálie. I zde se nejlépe osvědčil ultrazvukový senzor XPS v kombinaci s vyhodnocovací jednotku AiRanger XPL.

Významnou referencí pro hladinoměry vyráběné firmou Enraf jsou sklady určené ke skladování technického 2-etylhexanolu, n-butanolu, isobutanolu a tzv. těžkých oxo-podílů1). Většinou se jedná o hořlavé kapaliny II. a III. třídy. Firma Chemopetrol, a. s., zvolila pro systém kontinuálního měření hladiny v osmi zásobnících radarové hladinoměry Enraf 973 a radarové hladinoměry IQ 300. Za ochranu oproti přeplnění nádrží byly zvoleny spínače Pointek, které jsou k dispozici v různých délkách.

Obr. 2.

Na zásobníky pro skladování lihu bývají používány servosystémy firmy Enraf, napojené na řídicí systém Entis Pro, nebo radarové hladinoměry IQ 300. Záleží na zákazníkovi, jaký typ hladinoměru požaduje.

Také v energetice má společnost Level Instruments mnoho významných referencí a spokojených zákazníků. Její pracovníci mají rozsáhlé zkušenosti např. s měřením horkého popílku, chladicí vody či zaolejované vody atd. Mezi nejběžněji používané přístroje patří bezkontaktní radarový hladinoměr IQ 300 a kapacitní limitní spínače Pointek CLS 100, 200 a 300.

V případě, že by pro danou aplikaci nebyla vhodná instalace ultrazvukového či radarového hladinoměru, jsou v sortimentu společnosti Level Instruments k dispozici magnetické obtokové stavoznaky – tzv. by-passy (obr. 1 a obr. 2) švýcarské firmy KFG Level Heinrich Kübler AG, Baar. Její výrobky vynikají prvotřídní kvalitou a dlouhou životností. Podle požadavků zákazníků mohou být zhotovena provedení uzpůsobená přímo „na míru„ dané aplikaci. Přístroje nemají nejmenší problémy s měřením médií o velkém tlaku a teplotě.

Častým požadavkem v chemické výrobě je také měřit tlak. Zákazníkům jsou v sortimentu Level Instruments k dispozici převodníky relativního tlaku, tlakové diference, absolutního tlaku a široká nabídka membránových oddělovačů pro měření za vysokých teplot nebo pro měření hustých, znečištěných a agresivních médií. Lze pořídit i oddělovače k montáži přímo na snímač i v kapilárním provedení.

Pro společnost DEZA, a. s., jež kromě jiného vyrábí chemikálie všeobecného charakteru, dodala společnost Level Instruments pro měření hladiny dioktylftalátu velmi přesné radarové hladinoměry IQ 300. V dřívější době byl na reaktor separace dioktylftalátu s požadovaným měřicím rozsahem 4,5 m, tlakem 100 kPa a maximální provozní teplotou 200 °C instalován radarový hladinoměr IQ 160. První instalace byla bez vodicí trubky. Zkouška tyčové antény přímo na přírubě ztroskotala: problémem pro hladinoměr bylo míchadlo, které hladinu značně rozvířilo, a také to, že anténa byla umístěna v úzkém a dlouhém hrdle. Řešením byla instalace do vodicích trubek. V současné době jsou reaktory osazeny vysoce přesnými hladinoměry IQ 300 Ex.

Společnost Level Instruments má rovněž mnoho zkušeností s agresivními médii. Ve výrobním závodě Precheza jsou na osmi měřicích místech výrobní linky na titanovou bělobu nainstalovány radarové hladinoměry IQ 300. Chemicky je titanová běloba oxid titaničitý TiO2. Technologie výroby titanové běloby je založena na rozkladu nerostu ilmenitu2) kyselinou sírovou, což je značně agresivní médium.

Bližší informace o hladinoměru IQ 300 jsou v doprovodném rámečku.


Hladinoměr IQ 300
Hladinoměr IQ 300 (obr. 3 v hlavním článku) je určen pro měření výšky hladiny kapalin, kalů a kašovitých hmot v extrémních fyzikálních a atmosférických podmínkách. Přístroj spolehlivě měří v prostředí s hustými parami, prachem, agresivními chemikáliemi, výpary, plyny apod. Přesnost měření není ovlivňována vysokou teplotou, neklidným povrchem měřeného média ani tlakem do 1 MPa. K hlavním přednostem tohoto kompaktního přístroje patří jednoduché nastavení a nenákladná instalace. Jeho uvedení do provozu netrvá za běžných podmínek déle než patnáct minut a při instalaci není nutné naplňovat nebo vyprazdňovat nádrž. Náklady na údržbu jsou minimální, neboť přístroj nemá žádné pohyblivé části a vysoce mechanicky i chemicky odolná tyčová anténa je vyrobena z PTFE (Teflon®). Základní verze radarového hladinoměru IQ 300 zahrnuje nejen tuto anténu (možnost měření do 200 °C), ale i patentované univerzální AC/DC napájení (24 až 230 V), analogový, galvanicky oddělený výstup 0/4 až 20 mA, komunikační rozhraní RS-485, podsvětlený LCD (výška hladiny je na něm zobrazena graficky i numericky) a také přírubu DN 50 z korozivzdorné oceli.

Průtokoměr Fluxus ADM
Ulrazvukový průtokoměr Fluxus ADM (obr. 4 v hlavním článku) lze použít téměř ve všech oblastech průmyslového měření průtoku kapalin v zaplněném potrubí. Ultrazvukové vlny procházejí i pevnými látkami, a proto je možné snímače umístit na vnější straně potrubí. Převodník sám identifikuje připojené senzory a podle toho přizpůsobí parametry zdroje a přijímače ultrazvuku.

Montáž snímačů a manipulace s nimi jsou velmi snadné. Snímače se na potrubí upevňují pomocí rychloupínacích svorek (clamp-on). Lze je umístit na kterékoliv místo potrubí a jeden a týž snímač je možné bez mechanických úprav použít na potrubích různých velikostí a tvarů průřezů i s různým průtokem. Pro měření množství tepla lze průtokoměr doplnit vestavěnou výpočetní jednotkou se dvěma vstupy pro připojení teplotních senzorů Pt 100, které měří teplotu na vstupu a na výstupu ze systému.

Snímač nezpůsobuje ztrátu tlaku v místě měření a je schopen reagovat i na rychlé změny průtoku.

Ultrazvukové hladinoměry Probe
Rovněž zákazníci, kteří požadují vysoce přesné a přitom cenově výhodné měření výšky hladiny, naleznou v sortimentu společnosti Level Instruments řešení. Jde o ultrazvukovou sondu Probe, která patří mezi nejrozšířenější výrobky pro měření hladin. Sonda Probe je do nejmenších podrobností propracovaná měřicí jednotka zaručující bezkontaktní, spolehlivé měření hladiny kapalin i kalů. Používá se po celém světě ve stovkách tisíc instalací.

Tato flexibilní sonda s rozsahem měření 0,25 až 5do 8ákazníků. Sonda je rovněž k dispozici do prostředí s nebezpečím výbuchu. Pro měření výšky hladiny chemikálií je možné využít model s teflonovou přírubou, která zajišťuje dokonalé oddělení elektroniky od výparů. Toto řešení ocení zákazníci v aplikacích, kde by mohlo docházet k úniku výparů přes závit.

Snímač Senaco AS 100
Snímač ultrazvuku Senaco AS 100 snímá ultrazvukové vlnění, které vzniká např. třením a nárazy pevných látek v potrubí, ale také kavitací nebo vířením tekutin v potrubí. Dokáže tedy spolehlivě a rychle detekovat výskyt pevných částic v potrubí, protržení filtru, ucpání potrubí (nulový nebo malý průtok) nebo naopak příliš velký průtok. Víření v potrubí může vznikat vlivem jeho netěsnosti nebo poškozených ventilů. Včasným upozorněním obsluhy na vzniklé změny chodu zařízení lze předejít velkým škodám.
 

V chemickém průmyslu jsou velmi časté problémy s vysokou teplotou či rychlými teplotními výkyvy. Z kompletního sortimentu společnosti Level Instruments jsou v těchto aplikacích nejpoužívanější a nejúspěšnější ultrazvukové hladinoměry. Při měření hladiny kyseliny fosforečné ve společnosti Fosfa Břeclav nastal problém s vysokou teplotou média ve výrobním procesu. Velmi dobře se osvědčila vyhodnocovací jednotka XPL v kombinaci s ultrazvukovými senzory XCT s teflonovým čelem, zaručující velkou odolnost senzoru. Již několik let měří tento systém bez nejmenších problémů výšku hladiny při teplotě +145 °C. Dále jsou zde instalovány další měřiče na zásobnících. Jde o ultrazvukové hladinoměry MultiRanger. Pro monitorování průtoku v otevřeném kanálu na Parshallových žlabech spolehlivě měří speciální systém SET 2000: přesné, spolehlivé a bezúdržbové měření průtoku a celkového proteklého množství.

Obr. 3.

Velice speciální aplikací je měření průtoku tekutého fosforu. Tekutý fosfor je hustá kapalina, která musí být skladována pod vodou, protože by se při styku se vzduchem vznítila. Kontaktní měření je tudíž nemyslitelné. Bylo tedy třeba použít bezkontaktní ultrazvukový průtokoměr. Společnost Level Instruments zde nainstalovala ultrazvukový průtokoměr FLUXUS ADM (obr. 4). Snímače jsou montovány na vnější stranu potrubí. Není nutné narušit stěnu potrubí, při montáži není třeba odstavit výrobní proces a v místě měření ani nedochází k poklesu tlaku. Ultrazvukový průtokoměr rychle reaguje na náhlé změny průtoku a tím zaručuje spolehlivé a přesné měření i v nepříznivých podmínkách.

Petrochemický průmysl

Společnost Level Instruments se může pochlubit rovněž mnoha aplikacemi měření výšky hladiny ropy v zásobnících. Jedna z nich je v Moravských naftových dolech. Na osmi zásobnících je zde nainstalován radarový hladinoměr IQ 300 s měřicím rozsahem do 20 m pro spolehlivé měření výšky hladiny ropy v zásobníku.

Snad nejvýznamnější referencí společnosti Level Instruments v oblasti skladování ropných produktů je centrální tankoviště ropy firmy MERO v Nelahozevsi. Společnost zde nainstalovala dvanáct přesných měřicích servosystémů Enraf, typ 854, s funkcí HIMS (Hybrid Inventory Management System) a s doplňkovým měřením hustoty a teploty.

Společnost Slovnaft Bratislava používá již delší dobu vysoce spolehlivé radarové hladinoměry IQ 300 i starší, dnes již nedodávané modely IQ 160. Pro měření ve skladech ropných produktů je nainstalováno patnáct snímačů pro měření výšek hladin do 20 m.

Obr. 4.

Česká rafinérská, jež je největším zpracovatelem ropy a výrobcem ropných produktů v České republice, využívá pro kontinuální měření výšky hladiny zaolejovaných vod kombinaci ultrazvukové vyhodnocovací jednotky MiniRanger a ultrazvukového senzoru XPS 10. Nyní zde spolehlivě vyhodnocuje polohu hladiny 44 systémů této kombinace.

V mnoha případech je třeba zamezit to, aby skladované kapaliny obsahovaly pevné látky. Požaduje-li zákazník detekci pevných látek v kapalinách, nejspolehlivějším řešením je akustický snímač Senaco AS. Bližší informace o tomto produktu, který dokáže obsluhu upozornit na náhlé nežádoucí změny ve výrobní technologii a tak předejít rozsáhlým škodám, jsou v doprovodném rámečku.

Závěr

Rychlá reakce na poptávku, vysoce kvalitní zboží, široký sortiment nabízených produktů, 24hodinový servis sedm dní v týdnu, to vše vede ke spokojenosti zákazníků firmy Level Instruments.

LEVEL INSTRUMENTS spol. s r. o.
Přemyslovců 43
709 00 Ostrava-Mariánské Hory
tel.: 596 622 884, 596 622 618
fax: 596 620 618
hot-line: 602 533 433
e-mail: info@levelin.cz
http://www.levelin.cz


1) Těžké oxo-podíly jsou destilační frakce vznikající při výrobě oxoalkoholů, zbavené katalyzátoru a z velké části oxonačního rozpouštědla; obsahují převážně kyslíkaté organické sloučeniny – alkoholy, aldehydy, étery, estery, mastné kyseliny, toluen a další látky vzniklé při hydroformylaci propylenu.

2) Ilmenit je černý nerost tvořený převážně oxidem železnato-titaničitým FeTiO3. Titanová běloba (TiO2) je bílý prášek, který patří do skupiny pigmentů a používá se k výrobě nátěrových hmot, ale též pro výrobu plastů, papíru a ve stavebnictví.

Inzerce zpět