Rozwiązania do analizy gazów procesowych w przemyśle chemicznym
Gazy zasilające reaktory: HCl / HF / Cl₂ / NH₃, synteza VAM / 1,4-BDO, emisje procesowe LZO i monitoring gazów odlotowych z reaktorów.
Główni odbiorcy: inżynierowie procesowi i reakcyjni, specjaliści BHP i ochrony środowiska oraz inżynierowie aparatury kontrolno-pomiarowej
Jak nabywcy z branży chemicznej podchodzą do analizy gazów
Firmy chemiczne pracują z korozyjnymi, reaktywnymi, a niekiedy toksycznymi strumieniami procesowymi, w których dokładny pomiar gazów ma kluczowe znaczenie zarówno dla uzysku procesu, jak i bezpieczeństwa personelu. Gazy HCl / HF / Cl₂ zasilające reaktory wymagają podgrzewanych układów poboru próbek wykonanych z Monelu lub Hastelloyu; pomiar amoniaku i acetylenu w syntezie octanu winylu i 1,4-butanodiolu wymaga sterowania procesem za pomocą analizatorów TDLAS; do monitorowania emisji LZO i gazów odlotowych z reaktorów stosuje się podgrzewane analizatory FID, zapewniające raportowanie całkowitej zawartości węglowodorów zgodne z wymaganiami. GESHINE oferuje tu przede wszystkim analizatory procesowe TDLAS do gazów korozyjnych oraz analizatory FID do pomiaru LZO / THC.
Wyzwania branżowe
- Monitoring HCl / HF w reaktorach i płuczkach w zakresie od ppm do %vol — powyżej kwaśnego punktu rosy wymagany jest podgrzewany tor próbki z Monelu / Hastelloyu
- Monitoring chloru (Cl₂) w procesie i dla bezpieczeństwa w instalacjach chlorowo-alkalicznych, przy produkcji chlorometanów i PVC / VCM oraz w uzdatnianiu wody
- Monitoring amoniaku (NH₃) w gazach zasilających reaktory i odpowietrzających instalacje nawozowe, mocznikowe i kwasu azotowego
- Skład acetylenu (C₂H₂) w gazach zasilających instalacje syntezy VAM (monomeru octanu winylu) i 1,4-BDO — sterowanie procesem za pomocą TDLAS
- Emisje procesowe LZO i gazy odlotowe z reaktorów — podgrzewany FID do raportowania całkowitej zawartości węglowodorów zgodnie z wymaganiami, PID do kontroli przesiewowej podczas obchodów instalacji
- Monitoring tlenu w reaktorach i zbiornikach z atmosferą obojętną w celu zapobiegania niekontrolowanym reakcjom i wybuchom
- Skład wieloskładnikowych gazów odlotowych z reakcji do śledzenia uzysku procesu i oceny parametrów pracy katalizatora
Kluczowe gazy w przemyśle chemicznym
Wybierz gaz, aby zobaczyć rodzinę analizatorów, dostępne technologie i wskazówki dotyczące doboru urządzenia do danego pomiaru.
HCl
Chlorowodór
Instalacje chlorowo-alkaliczne, VCM / PVC, chlorometany i oczyszczanie spalin ze spalarni — standardowo TDLAS z podgrzewanym układem poboru próbki z Hastelloyu.
Zobacz analizatory gazów HClHF
Fluorowodór
Alkilacja, związki fluoru, produkt uboczny w produkcji nawozów i huty aluminium — TDLAS z układem poboru próbki z Monelu / PFA; alternatywnie UV-DOAS.
Zobacz analizatory gazów HFCl₂
Chlor
Gaz z ogniw pomiarowych w instalacjach chlorowo-alkalicznych, produkcja PVC / VCM, dozowanie w uzdatnianiu wody i monitoring bezpieczeństwa na terenie zakładu — podstawową technologią jest UV-DOAS.
Zobacz analizatory gazów chloruNH₃
Amoniak
Gaz upustowy z syntezy amoniaku, gaz zasilający reaktor instalacji kwasu azotowego, obiegi procesowe mocznika — stosuje się zarówno TDLAS, jak i UV-DOAS.
Zobacz analizatory gazów amoniakuC₂H₂
Acetylen
Śledzenie składu gazu zasilającego instalacje syntezy VAM i 1,4-BDO — analizator procesowy TDLAS do kontroli składu gazu zasilającego.
Zobacz analizatory gazów acetylenuLZO / THC
Węglowodory ogółem
Zgodność z wymaganiami dla emisji z odpowietrzania reaktorów i gazów odlotowych (metoda EPA 25A, EN 12619) — podgrzewany FID jest referencyjną metodą regulacyjną.
Zobacz analizatory gazów węglowodorów ogółemH₂O
Śladowa zawartość wilgoci
Śladowa zawartość wody w Cl₂ (gazie z ogniw pomiarowych instalacji chlorowo-alkalicznej) i EDC (dichlorku etylenu) — analiza wilgoci metodą TDLAS w bliskiej podczerwieni, w zakresie ppm / ppb, chroni dalsze etapy procesu i jakość produktu.
Zobacz analizatory gazów wilgociO₂
Tlen
Pętle czystego O₂ w różnych procesach chemicznych — sterowanie utlenianiem w reaktorach PE / PP / PTA, oksychlorowanie etylenu (proces EDC), zgazowanie węgla, synteza H₂O₂, utlenianie w produkcji kwasu siarkowego, gaz wodny w procesie TDI, gaz odlotowy z odzysku VCM — procesowy pomiar O₂ metodą paramagnetyczną lub cyrkonową.
Zobacz analizatory gazów tlenuProdukty do procesów chemicznych
Analizatory często wybierane do procesów chemicznych — dobierane do gazów, warunków procesu i wymagań dotyczących zgodności typowych dla tej branży.
ZS-UVDOAS-CL2Procesowy analizator chloru
Analizator chloru UV-DOAS do ciągłego monitoringu procesu w instalacjach chlorowo-alkalicznych i zakładach chemicznych.
Procesowy analizator chloru UV-DOAS do pomiaru Cl₂ w instalacjach chlorowo-alkalicznych, PVC / VCM i uzdatnianiu wody — bez ogniw pomiarowych wymagających wymiany i bez dryftu.
ZS8100-HClProcesowy analizator chlorowodoru ZS8100-HCl
Analizator chlorowodoru TDLAS z podgrzewanym układem poboru próbki z Hastelloyu do pomiaru HCl na poziomie ppm w gazach procesowych z instalacji chlorowo-alkalicznych, PVC / VCM / EDC i spalarni.
Procesowy analizator HCl i analizator CEMS TDLAS z podgrzewanym układem poboru próbki z Hastelloyu do pracy w instalacjach chlorowo-alkalicznych / VCM i spalarniach.
ZS8100-HFProcesowy analizator fluorowodoru ZS8100-HF
Analizator fluorowodoru TDLAS z podgrzewanym układem poboru próbki z Monelu / PFA do pomiaru HF na poziomie ppm w gazach procesowych z instalacji alkilacji i produkcji związków fluoru.
Procesowy analizator HF TDLAS z podgrzewanym układem poboru próbki z Monelu / PFA do pracy w instalacjach alkilacji i produkcji związków fluoru.
ZS8100-NH3Procesowy analizator amoniaku
Analizator TDLAS z przestrajalnym laserem diodowym do pomiaru NH₃ na poziomie ppm w gazie procesowym.
Analizator amoniaku TDLAS do monitoringu gazu upustowego z syntezy amoniaku i gazu zasilającego instalację kwasu azotowego.
ZS8100-O2Procesowy analizator tlenu ZS8100-O2
Dokładny pomiar O₂ metodą paramagnetyczną do optymalizacji procesu.
Procesowy pomiar O₂ metodą paramagnetyczną / cyrkonową w procesach utleniania PE / PP / PTA, oksychlorowania etylenu, zgazowania węgla, syntezy H₂O₂ / kwasu siarkowego, produkcji gazu wodnego w procesie TDI oraz w pętlach gazu odlotowego z odzysku VCM.
ZS8100-H2OProcesowy analizator wilgoci
Analizator TDLAS bliskiej podczerwieni do pomiaru śladowej zawartości wilgoci H₂O w zakresie ppm / ppb w korozyjnym gazie procesowym.
Analizator TDLAS do pomiaru śladowej zawartości wilgoci w Cl₂ (gazie z ogniw pomiarowych instalacji chlorowo-alkalicznej) i EDC (dichlorku etylenu) — chroni katalizatory na dalszych etapach procesu i jakość produktu.
ZS6200-CO/CO2Procesowy analizator CO/CO₂ ZS6200-CO/CO₂
Dwukanałowy analizator NDIR do jednoczesnego pomiaru CO i CO₂.
Procesowy analizator NDIR CO / CO₂ do określania składu gazów odlotowych z reaktora i śledzenia uzysku procesu.
Wymagania regulacyjne dla przemysłu chemicznego
Normy, które zazwyczaj określają wymagania techniczne dotyczące monitoringu w przemyśle chemicznym. Szczegóły certyfikacji dla poszczególnych produktów podano na stronach produktów.
- OSHA 29 CFR 1910.119 — zarządzanie bezpieczeństwem procesowym przy pracy z wysoce niebezpiecznymi substancjami chemicznymi (PSM)
- US EPA 40 CFR Part 68 — program zarządzania ryzykiem w celu zapobiegania przypadkowym uwolnieniom substancji chemicznych
- US EPA 40 CFR Part 63 — NESHAP dla różnych kategorii MACT dotyczących procesów chemicznych (HON, MON)
- Metoda US EPA 25A — całkowite stężenie gazowych związków organicznych mierzone analizatorem z detektorem płomieniowo-jonizacyjnym
- Unijne rozporządzenie REACH — rejestracja, ocena, udzielanie zezwoleń i stosowane ograniczenia w zakresie chemikaliów
- Unijna dyrektywa IED i konkluzje BAT — dokumenty BREF dla produkcji wielkotonażowych chemikaliów organicznych / nieorganicznych
- API 934 / API 941 — wymagania materiałowe dla urządzeń procesowych pracujących w warunkach wysokiego ciśnienia wodoru
Doświadczenia z instalacji chemicznych
Przykłady wdrożeń i typowych warunków pracy w zakładach chemicznych.
Park przemysłowy chemii wysokowartościowej — zintegrowany monitoring LZO i identyfikacja źródeł emisji
Przykładowy program monitorowania i ograniczania emisji LZO na terenie parku przemysłowego chemii wysokowartościowej z wieloma najemcami — stacje na granicy terenu, analizatory źródeł punktowych i monitoring charakterystycznych składników zasilający centralną platformę harmonogramowania działań — opracowany z myślą o ograniczeniu szczytowych stężeń LZO i skróceniu identyfikacji źródeł z dni do godzin. Przyrządy GESHINE obsługują warstwę pomiarową; patrole lotnicze i platformy harmonogramowania oparte na AI są zazwyczaj dostarczane przez partnerów ekosystemu.
Wyzwanie
Tego typu parki skupiają co najmniej dwudziestu producentów chemii wysokowartościowej, emitujących LZO z rozproszonych źródeł i o złożonym profilu charakterystycznych składników. Przed wdrożeniem takiego programu monitoring jest zazwyczaj ograniczony — regularnie dochodzi do przekroczeń średnich godzinowych, wyniki zakładu w wojewódzkich ocenach środowiskowych są słabe, a czas reakcji potrzebny do identyfikacji źródła liczy się w dniach, a nie godzinach.
Rozwiązanie
- Stacje monitoringu LZO na granicy terenu zakładu, analizatory źródeł stacjonarnych i stacje monitorujące charakterystyczne składniki dobrane do układu parku, mierzące priorytetowe substancje, takie jak 1,3-butadien, benzen i chlorowane LZO
- Patrole lotnicze (realizowane z partnerami ekosystemu) uzupełniające sieć stacjonarną, zapewniające monitoring terenu parku w dzień i w nocy
- Centralna platforma harmonogramowania agregująca strumienie danych z monitoringu w wieloetapowy proces reagowania (przypomnienie → konsultacja → egzekwowanie przepisów)
- Podgrzewane analizatory FID i PID wdrożone w źródłach punktowych o dużym obciążeniu; układy ZS-SCS do podgrzewanego kondycjonowania próbek gazów korozyjnych, chroniące skład LZO od komina do analizatora
Rezultaty
- Utrzymujący się z roku na rok spadek maksymalnych dobowych i średnich godzinowych stężeń LZO
- Znacząca poprawa wyników w wojewódzkich ocenach środowiskowych na poziomie parku przemysłowego
- Skrócenie czasu identyfikacji źródła z dni do godzin dzięki zamkniętemu obiegowi alarmu i działań naprawczych
- Identyfikacja instalacji o wysokiej emisji wymagających modernizacji lub wyłączenia dzięki połączeniu monitoringu stacjonarnego i lotniczego
- Zgodność z wymaganiami środowiskowymi i wzrost produkcji osiągane jednocześnie
Linki do głównego katalogu
Zapoznaj się z szerszą ofertą GESHINE według rodzaju gazu lub technologii pomiarowej.
Kategorie gazów
Potrzebują Państwo wsparcia inżynieryjnego przy tym projekcie?
Oprócz doboru analizatora GESHINE wspiera projektowanie systemu, realizację na miejscu i serwis w całym cyklu eksploatacji podobnych instalacji.
Często zadawane pytania o analizę gazów procesowych w przemyśle chemicznym
Pytania często pojawiające się podczas zakupów i opracowywania specyfikacji dla tej branży.
Jakie materiały układu poboru próbki są wymagane do pracy z korozyjnymi gazami HCl / HF?
W przypadku HCl wszystkie części mające kontakt z próbką powinny być wykonane z Hastelloyu C-276 lub Hastelloyu wyłożonego PFA, a przewód poboru próbki musi być podgrzewany do temperatury powyżej punktu rosy HCl (zazwyczaj 120–180 °C, zależnie od zawartości wody). Wymagania dla HF są bardziej rygorystyczne — należy stosować Monel 400 lub stopy niklu z wewnętrznymi przewodami PFA; stal nierdzewna jest nieodpowiednia do HF, ponieważ fluorki reagują z chromem. W rodzinach analizatorów GESHINE do HCl / HF materiały te są standardowo określone; układ poboru próbki musi być z nimi zgodny.
Dlaczego UV-DOAS jest najczęściej stosowaną technologią w analizatorach procesowych chloru?
Chlor silnie absorbuje promieniowanie w paśmie UV 260–360 nm, w którym para wodna nie absorbuje. Dzięki temu UV-DOAS mierzy wilgotne strumienie Cl₂ bez osuszania próbki i eliminuje ograniczenia związane z trwałością ogniw pomiarowych w elektrochemicznych analizatorach chloru. ZS-UVDOAS-CL2 wykorzystuje tę technologię, zapewniając brak dryftu i konieczności wymiany ogniw pomiarowych — co znacząco obniża koszty eksploatacji w instalacjach chlorowo-alkalicznych pracujących 24/7.
Czy jeden analizator może jednocześnie sterować procesem i spełniać wymagania CEMS?
Zazwyczaj nie. W sterowaniu procesem priorytetem jest krótki czas odpowiedzi i dynamiczny zakres pomiarowy obejmujący %vol; w systemach CEMS kluczowe są dokładność na poziomie ppm / poniżej ppm oraz możliwość obrony wyboru metody referencyjnej. Większość zakładów chemicznych stosuje analizator procesowy w pętli reaktora, a szafę CEMS przy wylocie z komina. Oba systemy mogą korzystać z tej samej rodziny urządzeń do poboru i kondycjonowania próbki (seria ZS-SCS), ale mają odrębne głowice analizatorów i odrębne procedury kalibracji.
Jak zapewnić zgodność pomiaru emisji LZO z odpowietrzania instalacji z metodą EPA 25A?
Metoda 25A wymaga podgrzewanego detektora płomieniowo-jonizacyjnego (FID), przewodu poboru próbki podgrzanego powyżej 191 °C i wzorcowego gazu zakresowego z propanem w powietrzu, z identyfikowalnym odniesieniem. Nasza własna platforma do podgrzewanego pomiaru FID węglowodorów ogółem została zaprojektowana do tego zastosowania; w połączeniu z podgrzewanym ekstrakcyjnym układem poboru próbki zapewnia wynik całkowitej zawartości węglowodorów w ppm-C, zgodny z programami MACT HON / MON.
Nie widzą Państwo tu swojego przypadku? Prosimy podać zakład, zastosowanie i wymagania regulacyjne. Dział inżynierii aplikacyjnej odpowie w ciągu 48 godzin.
Zapytaj o projekt analizy gazów procesowych w przemyśle chemicznym
Prosimy podać jednostkę procesową (instalację chlorowo-alkaliczną, VCM / PVC, związki fluoru, syntezę amoniaku, VAM / 1,4-BDO, monitoring emisji z odpowietrzania reaktora), mierzony gaz (HCl / HF / Cl₂ / NH₃ / C₂H₂ / LZO / O₂), oczekiwany zakres stężeń oraz parametry kondycjonowania próbki (punkt rosy, zawartość związków aromatycznych, klasa korozyjności). Inżynierowie aplikacyjni GESHINE określą wymagania dla analizatora i układu poboru próbki oraz prześlą zapytanie ofertowe w ciągu 48 godzin.
- Rodzaj zakładu i jednostka procesowa (przemysł chemiczny)
- Mierzone składniki i zakres stężeń
- Wymagania regulacyjne (patrz lista norm powyżej)
- CEMS czy pomiar procesowy / ścieżka bezpieczeństwa
- Parametry kondycjonowania próbki (temperatura, pył, punkt rosy, substancje korozyjne)
- Ilość, harmonogram projektu i partner ds. integracji
Konsultacja dotycząca zastosowań w przemyśle chemicznym
Inżynierowie aplikacyjni określą wymagania dla zestawu analizatorowego, układu poboru próbki i procesu certyfikacji dla danego zastosowania w przemyśle chemicznym.
