Continue dichtheidsmeting bij het mengen van diesel
Het mengproces is de laatste en economisch meest cruciale bewerking binnen een aardolieraffinaderij. Het primaire doel van dit complexe proces is het ontwikkelen van een product dat niet alleen voldoet aan alle vereiste marktspecificaties, maar dit ook doet tegen de laagst mogelijke kosten, waardoor de winstmarge van de raffinaderij wordt gemaximaliseerd.
Het financiële belang van het mengen van brandstoffen kan niet genoeg benadrukt worden. Elke inefficiëntie of onnauwkeurigheid in deze laatste fase kan de winst die behaald is door zorgvuldige optimalisatie van de voorgaande processen snel tenietdoen. Dit vertaalt zich direct in omzetverlies en onderstreept waarom een strategische investering in mengtechnologie een grote impact heeft op het bedrijfsresultaat van de raffinaderij.
Uitdagingen en risico's bij traditionele dieselmenging
De financiële kosten van onnauwkeurige metingen
Een van de belangrijkste en vaak over het hoofd geziene financiële risico's bij het mengen van vloeistoffen is het weggeven van extra componenten. Zonder continue, realtime gegevens over de eigenschappen van het mengsel, moeten operators vertrouwen op periodieke laboratoriummonsters en voorspellende modellen om het proces te beheersen. Om het risico op een product dat niet aan de specificaties voldoet – een kostbare en tijdrovende fout – te beperken, zijn ze genoodzaakt een veiligheidsmarge in te bouwen door meer van de dure mengcomponenten toe te voegen dan strikt noodzakelijk is om aan de minimumeisen te voldoen.
Operationele inefficiënties en verborgen kosten
De operationele gevolgen van onnauwkeurige metingen reiken veel verder dan de directe menginstallatie. Het gebruik van minder precieze methoden, zoals het meten van tankniveaus, leidt tot een slechte planning en voorraadbeheer. Dit kan resulteren in aanzienlijke demurragekosten – boetes die worden opgelegd wanneer een vrachtschip vertraging oploopt door een gebrek aan beschikbare opslagcapaciteit.
De gevolgen werken zelfs door tot in de bovenstroom: inconsistente grondstofkwaliteit als gevolg van gebrekkige mengcontrole kan leiden tot operationele instabiliteit in de bovenstroomse eenheden, waardoor mogelijk ongewenste bijproducten zoals "shotcoke" in de coker ontstaan, wat aanzienlijke veiligheids- en operationele problemen met zich meebrengt.
Economisch risico van overmatige menging voor naleving van de regelgeving
De wereldwijde verschuiving naar duurzamere energieoplossingen heeft geleid tot een grotere afhankelijkheid van biobrandstoffen, die vaak worden gemengd met conventionele diesel om te voldoen aan milieuregelgeving. Hoewel deze biobrandstoffen milieuvoordelen bieden, zijn ze economisch gezien aanzienlijk duurder. De energie die biodiesel levert, kan bijvoorbeeld 70% tot 130% meer kosten dan fossiele diesel. Bovendien heeft biodiesel doorgaans een hogere dichtheid dan zijn fossiele tegenhanger.
Deze situatie vormt een unieke en kostbare uitdaging voor raffinaderijen. Zonder de mogelijkheid om de eigenschappen van het uiteindelijke mengsel, met name de dichtheid, continu te controleren, moeten ze de dure biobrandstof overmatig mengen om te voldoen aan de wettelijk verplichte minimumeisen en boetes te voorkomen. Het ontbreken van realtime metingen transformeert een wettelijke vereiste in een voortdurende, verplichte verspilling van een kostbaar bestanddeel.
Proces en integratie van inlineDichtheidsmeters
De mechanica van continue dichtheidsmeting
Inline dichtheidsmetersMet name apparaten die gebaseerd zijn op stemvorktechnologie werken volgens een fundamenteel natuurkundig principe om realtime, continue metingen te leveren. De kern van het apparaat is een miniatuur, roestvrijstalen stemvork, die door een piëzo-elektrisch kristal in trilling wordt gebracht op zijn natuurlijke resonantiefrequentie. Terwijl de te meten vloeistof rond de trillende tanden stroomt, "belast" de massa ervan de vork, waardoor de trillingsfrequentie verandert. Een tweede piëzo-elektrisch kristal registreert en meet deze veranderde frequentie. Een ingebouwde processor, die een temperatuursensor gebruikt voor compensatie, vertaalt deze frequentieverschuiving naar een zeer nauwkeurige dichtheidswaarde.
Een representatief apparaat, zoals de Lonnmeterstemvork dichtheidsmeterkan een vloeistof meten met een viscositeit van minder dan 2000 centipoise (CP) over een dichtheidsbereik van 0–2 g/cm³.3met een meetnauwkeurigheid van 0,003 g/cm³3en een resolutie van 0,001. Deze instrumenten zijn robuust en ontworpen voor veeleisende industriële omgevingen, met een materiaal dat in contact komt met het medium van roestvrij staal 316 en een hoge explosiebestendigheidsklasse Exd II BT6, waardoor ze geschikt zijn voor gevaarlijke raffinaderijprocessen.
Heeft u vragen over het optimaliseren van productieprocessen?
Naadloze integratie in het procesbesturingssysteem.
De integratie van een inline dichtheidsmeter in het besturingssysteem van een raffinaderij is een cruciale stap. De meest gangbare en betrouwbare communicatiemethode is via een 4-20mA stroomlussignaal, dat evenredig is aan de gemeten dichtheid. Dit analoge signaal is een standaardingang voor de meeste programmeerbare logische controllers (PLC's) en gedistribueerde besturingssystemen (DCS).
Beste werkwijzen voor installatie en configuratie
De prestatie van eeninlinedieseldichtheidsmeteris sterk afhankelijk van de fysieke installatie en de omgevingsomstandigheden van het proces. Om de hoogst mogelijke nauwkeurigheid te garanderen, moet rekening worden gehouden met verschillende belangrijke factoren:
PlaatsingDe sensor moet worden geplaatst op een locatie waar de vloeistof goed gemengd is en representatief is voor de processtroom. Optimale locaties bevinden zich doorgaans stroomafwaarts van een pomp of statische menger, en uit de buurt van dode hoeken of recirculatiezones.
Sensor onderdompelingHet sensorelement moet te allen tijde volledig ondergedompeld zijn in de vloeistof. Bij leidingen met een lage doorstroming of gedeeltelijk gevulde leidingen kan horizontale installatie of plaatsing in een pijpbocht nodig zijn om ervoor te zorgen dat de sensor volledig bevochtigd blijft.
VloeistofdynamicaDe aanwezigheid van luchtbellen of ingesloten gas kan de dichtheidsmetingen aanzienlijk beïnvloeden, omdat gas een veel lagere dichtheid heeft dan vloeistoffen. Om dit te voorkomen, zorgt een verticale installatie met de pinnen zijwaarts gericht ervoor dat gas van de sensor weg kan stromen. Het verhogen van de tegendruk met een regelklep kan er ook voor zorgen dat opgeloste gassen in oplossing blijven, met name bij hete of snel wisselende leidingen.
Trillingen en interferentie: DeDe prestaties van een dichtheidsmeter kunnen worden beïnvloed door externe mechanische trillingen van nabijgelegen pompen of roerwerken. Een goede aarding van het instrument en het gebruik van afgeschermde signaalkabels in aparte buizen zijn essentieel voor een stabiele werking.
Leer meer over dichtheidsmeters
Technische voordelen van moderne inline-systemenDichtheidsmeters
Vergelijkende analyse vanDintensiteitMeterTechnologieën
De keuze voor de juiste technologie voor continue dichtheidsmeting is een cruciale technische beslissing die afhangt van de specifieke toepassingsvereisten. Hoewel er verschillende technologieën beschikbaar zijn, zijn de meest gebruikte voor inline metingen de stemvork-, Coriolis- en capacitieve dichtheidsmeters.
DestemvorkdichtheidsmeterHet apparaat onderscheidt zich door zijn snelle reactietijd en levert elke 0,1 tot 1 seconde een nieuwe dichtheidsmeting. Het heeft een compact formaat en biedt, dankzij het ontbreken van bewegende onderdelen, een uitstekende betrouwbaarheid en herhaalbaarheid.
DeCoriolis-meterHet instrument, dat wordt beschouwd als de gouden standaard in de industrie, is een veelzijdig instrument dat een directe en gelijktijdige meting van zowel de werkelijke massastroom als de dichtheid mogelijk maakt. De hogere aanschafkosten en mogelijke onderhoudsproblemen met niet-smerende vloeistoffen kunnen het echter een minder kosteneffectieve oplossing maken als er al een aparte debietmeter aanwezig is.
CapacitiefdichtheidsmetersEen andere robuuste optie is een capacitieve differentiële druksensor. Deze technologie is zeer ongevoelig voor trillingen in de installatie en wordt niet beïnvloed door niveauschommelingen in de vaten. De toepasbaarheid ervan kan echter beperkt zijn tot bepaalde vloeistofsoorten en vereist zorgvuldige installatie om ophoping van residu te voorkomen.
Betrouwbaarheid en minder onderhoud
Een belangrijk voordeel van het stemvorkontwerp is de afwezigheid van mechanisch bewegende onderdelen in het natte gedeelte. Deze inherente eenvoud vertaalt zich direct in een verhoogde betrouwbaarheid en aanzienlijk lagere onderhoudskosten in vergelijking met oudere mechanische debietmeters. De stabiliteit van de technologie betekent dat frequente en kostbare validatie, zoals bij instrumenten als turbinedebietmeters, niet nodig is.
De invoering van continue dichtheidsmeting bij het mengen van diesel is een fundamentele stap in de modernisering van raffinaderijprocessen. Het vertegenwoordigt een cruciale verschuiving van een reactief, handmatig en risicovol proces naar een proactief, geautomatiseerd en winstgericht proces. Deze technologie stelt raffinaderijen in staat operationele en financiële risico's te beperken, verspilling te elimineren, verborgen kosten te verlagen en nieuwe inkomstenstromen te ontsluiten door de doorvoer en operationele flexibiliteit van de fabriek te maximaliseren. Neem nu contact op met Lonnmeter en vraag naar een op maat gemaakte oplossing voor continue dichtheidsmeting.
