Aktuální vydání

celé číslo

02

2021

Systémy pro řízení vodárenských sítí a ČOV

Hladinoměry

celé číslo

Multipoint - měření teploty při krakování

K nejdůležitějším, ale také nejnáročnějším procesům v rafineriích ropných produktů patří hydrogenace, krakování a katalytické reformování v patrových kolonách. Centrálním prvkem těchto technologií jsou reaktory s pevným ložem, v nichž je pomocí katalyzátorů urychlován průběh chemických reakcí, které jsou silně exotermní. Například při odsíření je benzin na patrech krakovací kolony zahříván na přibližně 520 °C a potom je veden přes katalyzátor s obsahem platiny. Pro tyto procesy je typické, že zde má rozhodující úlohu měření teploty, ať už z hlediska bezpečnosti, nebo hospodárnosti provozu takového zařízení.

Co možná nejlepší přehled o rozdělení teploty ve vrstvách katalyzátoru umožňuje optimálně provozovat zařízení s co největším průtokem média, a tím přímo zvyšovat výtěžnost. Spolehlivá a rychlá detekce přehřátých míst současně přispívá k bezpečnosti zařízení. Díky tomu je možné provozovat hydrokrakovací a hydrogenační procesy velmi blízko bodu odstavení (asi 10 K).

Možnosti provozovatele použít vhodné snímače teploty jsou obvykle dány možnostmi zástavby snímačů uvnitř reaktoru prostřednictvím např. hrdel nebo ochranných trubek, popř. jsou určeny předpisy toho, kdo vlastní licenci na dané technologické zařízení. V mnoha případech je možné k zajištění měření teploty uvnitř lože použít např. nepoužívaná hrdla k vypouštění katalyzátoru. Bezpečnost se zvyšuje osazením snímačů teploty s integrovaným hlídáním netěsností (bezpečnostní komora).

Podle typu procesu a konstrukce reaktoru si může provozovatel vybrat z různých konstrukcí několikabodových systémů pro měření teploty. Ve společnosti Endress+Hauser je měřicí systém navrhován přesně podle požadavků zákazníka. Správná volba „hardwaru“ však představuje pouze jednu část splnění požadavků na vyřešení měřicí úlohy. Nelze opomenout ani tato další hlediska:

–  ověření souladu s předpisy a normami (a zajištění souvisejících osvědčení a certifikátů),

–  odhad a naplánování odstávky provozu potřebné k zabudování měřicího systému (to platí hlavně pro konstrukci Octoplus; rozhodující roli přitom hraje odborný personál, který při montáži funguje jako dozor a podpora),

–  vytvoření skladu náhradních dílů, který je schopen trvale udržet provozní náklady na co možná nejnižší úrovni,

–   integrace měření do řídicího systému pomocí vhodných převodníků při zachování ochrany proti výbuchu a potřebné úrovně funkční bezpečnosti SIL.

Existuje několik typických příkladů konstrukce několikabodových snímačů teploty určených pro krakovací jednotky. První skupina zahrnuje různé verze několikabodových stupňovitých termočlánků, které umožňují vytvořit velký počet měřicích bodů při zachování malého průměru stonku. Uživatel si může zvolit vzdálenosti mezi jednotlivými termočlánky a celkovou délku měřicího systému. Tak je možné realizovat např. dvacet měřicích bodů při průměru stonku jen 6 mm (obr. 1). Tyto snímače jsou vhodné pro trubkové reaktory v chemickém průmyslu, pokusné reaktory o průměru do 1 m a výšce 2 až 3 m nebo reaktory s pevným ložem, které již mají osazenou úzkou ochrannou trubku a u nichž přestavba už není ekonomicky výhodná, ale přesto je třeba realizovat měření v několika bodech (obr. 2, obr. 3).

Druhou možností je použít samostatně výměnné termočlánky s různou délkou, které jsou zasunuty do společné ochranné trubky. Na přání jsou dodávány s dvojitou provozní bariérou a hlídáním netěsnosti. Jsou doporučeny pro měření teploty při hydrodesulfurizaci (odsíření) ropných produktů nebo pro regenerátory na patrových zařízeních, kde jsou umístěny svislé ochranné trubky pro termočlánky (obr. 4, obr. 5).

A třetí případ, to jsou hydrokrakovací zařízení a hydrogenační reaktory, u nichž je přímo konstruktérem předepsáno trojrozměrné rozmístění měřicích bodů. Pro tyto případy společnost Endress+Hauser nabízí systém Octoplus. Přes společné mechanické připojení vedou do reaktoru ohebná oplášťovaná vedení, která jsou podle požadavků upevněna na vnitřní konstrukci; na přání opět s dvojitou provozní bariérou a hlídáním netěsností (obr. 6).

Julia Kreutnerová, produktová manažerka pro snímače teploty,

Endress+Hauser Messtechnik GmbH + Co. KG

Obr. 1. Několikabodový termočlánek o průměru stonku pouhých 6 mm

Obr. 2. Pohled na připojovací hlavici osmibodového termočlánku

Obr. 3. Montáž několikabodového termočlánku

Obr. 4. Několikabodový termočlánek s ochrannou trubkou a integrovaným hlídáním netěsnosti

Obr. 5. Schéma umístění výměnných termočlánků do společné ochranné trubky v reaktoru

Obr. 6. Systém Octoplus se čtrnácti samostatnými termočlánky a bezpečnostní komorou