Warum die Feuchtigkeitsüberwachung für die Ethylen- und Propylenproduktion entscheidend ist

Feuchtemessung zur Qualitätsüberwachung und Produktionsoptimierung

Ethylen und Propylen sind vielleicht die beiden wichtigsten chemischen Verbindungen, die in der Industrie verwendet werden. Sie sind Schlüsselbausteine für die Herstellung einer breiten Palette von Chemikalien und Kunststoffen. Ethylen ist zum Beispiel ein Ausgangsstoff für die Herstellung von Polyethylen, dem weltweit am häufigsten verwendeten Kunststoff. Es wird auch für Ethylenglykol, Vinylchlorid (ein Vorläufer von PVC) und Lösungsmittel, Klebstoffe und Reinigungsmittel verwendet. In ähnlicher Weise bildet Propylen die Grundlage für Polypropylen, einen weiteren weit verbreiteten Kunststoff. Es ist auch ein wichtiger Bestandteil von Polyurethan-Schaumstoffen und wird zur Herstellung von Kühlmitteln und Lösungsmitteln verwendet; in Propylenglykol umgewandelt, dient es als Feuchtigkeitsmittel, Lösungsmittel und Stabilisator in der Kosmetik, Pharmazie und Lebensmittelverarbeitung.

Thermisches Cracken, Abschrecken und Trocknen

Ethylen und Propylen werden nach ähnlichen Verfahren hergestellt, wobei ein Ausgangsstoff - in der Regel Ethan, Propan oder Naphtha - erhitzt, mit Dampf vermischt und dann in einem Ofen oder Rohrreaktor bei Temperaturen von bis zu 950 °C verarbeitet wird. Der Dampf dient als Verdünnungsmittel und hilft, die Bildung unerwünschter Nebenprodukte zu verhindern, während die hohen Temperaturen die Wasserstoffmoleküle in einem als Pyrolyse bezeichneten Prozess aufspalten, wodurch kleinere Moleküle, darunter Ethylen oder Propylen, sowie Nebenprodukte entstehen.

Die gespaltenen Gase verlassen den Ofen bei hohen Temperaturen und müssen mit Wasser oder Öl abgeschreckt werden, um die Zusammensetzung der Gase zu erhalten und Sekundärreaktionen zu verhindern. Auf das Quenchen folgen die Gasverdichtung, die Wäsche zur Entfernung der sauren Gasbestandteile und die Trocknung über Molekularsieben zur Verringerung des Feuchtigkeitsgehalts der gesättigten Gase. Diese werden dann durch eine Reihe von Destillationskolonnen geleitet, um die verschiedenen Produkte zu trennen, bevor sie für die anschließende Verteilung in der Pipeline vorbereitet werden.

Feuchtigkeitsüberwachung ist der Schlüssel zur Gasqualität

Der Feuchtigkeitsgehalt von Ethylen und Propylen, die als Ausgangsmaterial für die Polymerisation verwendet werden, ist entscheidend. Die bei der Polymerisation von Polyethylen verwendeten Katalysatoren - LDPE, HDPE und LLDPE - reagieren beispielsweise äußerst empfindlich auf das Vorhandensein von Feuchtigkeit, die die Effizienz des Katalysators und damit die Ausbeute von Polyethylen- und Polypropylenreaktoren verringert.

Die genaue und konsistente Messung des Feuchtigkeitsgehalts ist daher eine der wichtigsten Determinanten der Gasqualität; dies gilt insbesondere für den eichpflichtigen Verkehr, da Ethylen oder Propylen, die nicht der Spezifikation entsprechen, von nachgeschalteten Verarbeitern zurückgewiesen oder möglicherweise in die Fackel geleitet werden - in jedem Fall hat dies erhebliche Kostenfolgen und Reputationsschäden zur Folge.

Es sollte auch beachtet werden, dass das Vorhandensein von Feuchtigkeit nicht nur die Gasqualität und die Polymerisationsausbeute beeinträchtigt; sie kann auch mit dem Prozessgas reagieren und Säuren bilden, die Korrosion in Rohrleitungen und nachgeschalteten Anlagen verursachen; dies wiederum kann die Wartungskosten erhöhen und zu potenziellen Sicherheitsproblemen führen.

Zuverlässige Feuchtemessung

Die Lösung besteht in der Überwachung des Feuchtigkeitsgehalts in den wichtigsten Phasen des Produktions-, Vertriebs- und Endverbraucher-Polymerisationsprozesses. Dies hilft bei der Prozessoptimierung und ermöglicht es den Herstellern, die Qualität der Gasprodukte nachzuweisen.

Traditionell wurden für diesen Prozess Einkanal-Feuchtesensoren und -Regler verwendet. Obwohl diese Anordnung effektiv ist, ist sie aufgrund der Notwendigkeit, mehrere Geräte in der gesamten Prozessanlage zu verwenden, teuer. Außerdem führt dies zu einer großen installierten Basis, hohen Wartungs- und Kalibrierungskosten und, wenn die Geräte von mehreren Lieferanten bezogen werden, zu der Herausforderung für das Betriebspersonal, die Verwendung und Wartung der oft unterschiedlichen Geräte zu erlernen.

Im Vergleich dazu sind wir in der Lage, eine Reihe von Feuchte- und Gasmess- und Sensortechnologien anzubieten, die durch ferngesteuerte Mehrkanal-Steuereinheiten ergänzt werden. Dies gibt Produktions- oder Betriebsleitern die Möglichkeit, Geräte von einem Anbieter zu standardisieren und dadurch die Investitions- und Betriebskosten für die Feuchtemessung zu senken.

Unsere Auswahl an Sensortechnologien ist sowohl für die Feuchtemessung in der Flüssig- als auch in der Gasphase geeignet. Die Produktpalette umfasst den Liquidew I.S. eigensicheren Analysator, der bewährte keramische Metalloxidsensoren enthält und Messmöglichkeiten von 0,01ppmw bis zum Sättigungspunkt bietet. Dieses System ist ideal für den Einsatz bei Naphtha-Rohstoffen bis hin zur Isomerisierung sowie bei Ethylen- und Polyethylen-Rohstoffen für Prozessanwendungen.

In ähnlicher Weise ist unser Promet EExd Feuchtebestimmer für den Einsatz mit Ethylen-Rohstoffen konzipiert. Er ist flammsicher nach IECEx, ATEX und UKCA zertifiziert, hat eine Genauigkeit von ± 1 °Cdp und eine Auflösung von 0,1 °C.

Wir bieten auch fortschrittliche Mehrkanal-Prozessüberwachungs- und -steuerungseinheiten an - die MCU und MCPM -, die für den Einsatz mit mehreren Feuchte- und Gaseingangssensoren und Probenaufbereitungseinheiten kombiniert werden können. Sie sind einfach zu konfigurieren und zu verwenden und bieten Echtzeitmessungen und Datenprotokollierung von kritischen Prozessparametern.

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