Tarkka lämpötilan valvonta tehokkaiden amiiniprosessien varmistamiseksi

Prosessi keskiössä

Kaasun käsittely on yksi jalostamon tuotantoprosessin energiaintensiivisimmistä vaiheista. Pascagoulassa jalostetaan päivittäin yli 350 000 tynnyriä raakaöljyä – pienikin tehottomuus amiinipesurin kolonnissa vaikuttaa välittömästi energiankulutukseen, CO₂-päästöihin ja tuotteiden laatuun. Vakaiden reaktio-olosuhteiden varmistamiseksi lämpötilaprofiilit on kirjattava tarkasti ja niitä on seurattava jatkuvasti.

Avoimuuden puute

Tähän asti on voitu mitata vain yksittäisiä lämpötila-arvoja pesurin kolonnista. Näiden pistemittausten perusteella ei kuitenkaan voitu tehdä johtopäätöksiä varsinaisesta reaktiovyöhykkeestä. Tällöin jäi epäselväksi, oliko imeytyminen edennyt tasaisesti vai oliko energiaa menetetty. Ilman kattavaa kuvaa lämmön jakautumisesta prosessin tarkka ohjaus oli lähes mahdotonta eikä tehokkuuspotentiaalia pystytty hyödyntämään.

Tausta: Amiinikolonni

• Amiinikolonnissa prosessikaasusta poistetaan happamia kaasuja, kuten CO₂ ja H₂S.
• Kemiallinen reaktio vapauttaa lämpöä ja aiheuttaa ”lämpötilapiikin” eli kolonnin korkeimman lämpötilan.

• Tasainen lämpötilan jakautuminen on merkki vakaasta absorptiosta.
• Poikkeamat viittaavat prosessin häiriöihin tai energiahäviöihin.

Tehokkuuden havainnollistaminen yhdessä

Chevron etsi ratkaisua, jolla voitaisiin mitata amiinikolonnin lämpötilaprofiileja kattavasti ja jatkuvasti ilman, että mittauksella kajottaisiin laitokseen. Yhteistyössä WIKA:n kanssa kehitettiin järjestelmä, jossa yhdistyvät tarkka anturitekniikka ja prosessien ymmärtäminen. Räätälöity pienikokoinen monipistetermoelementti TC96-M sovitettiin tarkasti paine-, väliaine- ja lämpötilagradienttien mukaan, ja tämä ratkaisu voitiin integroida suoraan senhetkiseen tuotantoon.

Innovaatio yksityiskohtaisesti

Kehitetty järjestelmä koostuu 20 metrin pituisesta ruostumattomasta teräsputkesta, johon on sijoitettu 16 K-tyypin termoelementtiä 14 mittauspisteeseen koko kolonnissa. Järjestelmä asennettiin olemassa olevan suuttimen kautta vähällä vaivalla, ja se oli siten käyttövalmis hetkessä. Tarkat signaalit välitetään prosessinohjausjärjestelmään, jossa ne visualisoidaan lämpötilaprofiileina – näin saadaan suora näkymä prosessin sisälle.

• Prosessin täydellinen läpinäkyvyys: Tarkka lämpötilaprofiili koko kolonnin alueella.
• Parempi hyötysuhde: Höyrynkulutus on vähentynyt noin 1 500 kg/h.
• Enemmän turvallisuutta: Reaaliaikaiset tiedot mahdollistavat tarvittaessa varhaiset toimenpiteet.

• Kestävä kehitys: Pienemmät CO₂-päästöt ja prosessien vakaa toiminta pitkällä aikavälillä.
• Vähäinen huoltotarve: Kestävä rakenne takaa pitkän käyttöiän ja alhaiset kustannukset.