Präzise Temperaturprofile für stabile Amine-Prozesse

Ein Miniatur-Stufen-Thermoelement Typ TC96-M von WIKA liefert Chevron Echtzeitdaten für optimierte Gasaufbereitung

Um den Betrieb seiner Amine-Kontaktoren effizienter und stabiler zu gestalten, setzte Chevron auf Messtechnik von WIKA. Das von WIKA speziell für eine Raffinerie in Pascagoula, Mississippi, USA, entwickelte Miniatur-Stufen-Thermoelement Typ TC96-M misst die Wärmeverteilung entlang der Säule – dem Herzstück des Prozesses, in dem CO₂ und H₂S aus dem Gasstrom entfernt werden. In Echtzeit und ohne Eingriff in die Anlage. Die gewonnenen Daten ermöglichen eine gezielte Steuerung der Reaktionszonen, reduzieren den Energieverbrauch und erhöhen die Betriebssicherheit.

"Chevron"

"Temperaturdaten erzählen Geschichten. Unsere Aufgabe war es, diese Geschichten für Chevron lesbar zu machen und damit ein neues Verständnis von Effizienz zu eröffnen."

"Unsere Lösung verbindet Messtechnik mit Prozessverständnis – das ist echte Transparenz im Inneren der Anlage.“

Robert Torgerson
Director of Technology and Applications

"Robert Togerson"

Herausforderung

Prozess im Fokus

Die Gasaufbereitung zählt zu den energieintensivsten Schritten in der Raffinerieproduktion. In Pascagoula werden täglich über 350.000 Barrel Rohöl verarbeitet – jede Ineffizienz in der Amine-Kontaktorsäule wirkt sich unmittelbar auf Energieverbrauch, CO₂-Ausstoß und Produktqualität aus. Um stabile Reaktionsbedingungen zu gewährleisten, müssen Temperaturprofile genau erfasst und kontinuierlich überwacht werden.

Fehlende Transparenz

Bisher konnten die Ingenieure nur einzelne Temperaturwerte aus der Kontaktorsäule erfassen. Diese punktuellen Messungen ließen keine Rückschlüsse auf die tatsächliche Reaktionszone zu. Ob die Absorption gleichmäßig verlief oder Energie verloren ging, blieb unklar. Ohne ein vollständiges Bild der Wärmeverteilung war eine präzise Prozesssteuerung kaum möglich – Effizienzpotenziale blieben ungenutzt.

Hintergrund: Die Amine-Säule

  • In der Amine-Säule werden saure Gase wie CO₂ und H₂S aus dem Prozessgas entfernt.
  • Die chemische Reaktion setzt Wärme frei und erzeugt den sogenannten Temperaturbuckel, das Temperaturmaximum in der Säule.

  • Eine gleichmäßige Temperaturverteilung steht für stabile Absorption.
  • Abweichungen deuten auf Prozessstörungen oder Energieverluste hin.

Lösung

Gemeinsam Effizienz sichtbar machen

Chevron suchte nach einer Lösung, die Temperaturverläufe in der Amine-Säule vollständig und kontinuierlich erfasst, ohne Eingriff in die bestehende Anlage. Gemeinsam mit WIKA entstand ein System, das präzise Sensorik und Prozessverständnis vereint. Das maßgeschneiderte Miniatur-Stufen-Thermoelement Typ TC96-M wurde exakt auf Druck, Medium und Temperaturgradienten abgestimmt – eine Lösung, die sich direkt in den laufenden Betrieb integrieren ließ.

Innovation im Detail

Das entwickelte System besteht aus einem 20 Meter langen Edelstahlrohr mit 16 Thermoelementen vom Typ K, verteilt über 14 Messpunkte entlang der Säule. Das System wird mit minimalem Installationsaufwand über eine vorhandene Düse eingeführt und war so in kürzester Zeit einsatzbereit. Die präzisen Signale werden an das Prozessleitsystem (PLS) übertragen und dort in Temperaturprofilen visualisiert – ein direkter Blick in das Innere des Prozesses.

Die Betriebsdaten zeigen die Temperaturwölbung und weisen auf (1) eine ausreichende – und möglicherweise zu starke – Zirkulation, (2) einen bevorstehenden Durchbruch und (3) eine offensichtlich unzureichende Zirkulation hin
Miniatur-Stufen-Thermoelement Typ TC96-M in einer Kontaktorsäule.

Vorteile

  • Volle Prozess-Transparenz: Präzises Temperaturprofil über die gesamte Säule.
  • Höhere Effizienz: Reduzierter Dampfverbrauch um rund 1.500 kg pro Stunde.
  • Mehr Sicherheit: Echtzeitdaten ermöglichen frühzeitiges Eingreifen.
  • Nachhaltigkeit: Geringere CO₂-Emissionen und langfristig stabile Prozesse.
  • Wartungsarm: Robuste Bauweise für lange Laufzeiten und niedrige Kosten.

"Miniatur-Stufen-Thermoelement Typ TC96-M"

Das 20 m lange Miniatur-Stufen-Thermoelement Typ TC96-M wurde für den Transport in einer speziell angefertigten Kiste untergebracht.


Daten schaffen Vertrauen

Die Kombination aus WIKAs Präzisionssensorik und Chevrons Prozess-Know-how hat den Betrieb der Amine-Säule auf ein neues Niveau gehoben. Das System liefert belastbare Daten für mehr Effizienz, Sicherheit und Nachhaltigkeit und schafft die Grundlage für datenbasierte Prozesssteuerung. Die erfolgreiche Implementierung in Pascagoula dient heute als Referenzprojekt für weitere Chevron-Standorte weltweit.
"Das System macht Optimierung messbar und sichtbar. Wo früher Erfahrung dominierte, gibt es heute Daten, die Vertrauen schaffen."

Robert Torgerson
Director of Technology and Applications


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