Prozessoptimierung durch Photometrie

Schnelle Online-Analyse steuert Azetylen-Hydrierung

Im Herstellungsprozess von Ethylen- und Propylen kommt es verfahrensbedingt zu stofflichen Verunreinigungen durch Acetylen (C2H2) und MAPD (Methylacetylen-PropaDien), die in einem Hydrierverfahren umgewandelt werden müssen. ABB hat eine neue analysentechnische Lösung zur wirtschaftlichen Regelung dieser Hydrierung entwickelt, die auf dem Einsatz der Photometrie beruht.

Der wichtigste Parameter in diesem Acetylen- und MAPD-Hydrierprozess liegt in der Einhaltung des Wasserstoff-Acetylen- (oder MAPD-)Verhältnisses. Durch Schwankungen der Eingangsgrößen muss dieses Verhältnis ständig nachgeregelt werden. Zu wenig Wasserstoff führt zu einer unzureichenden Hydrierung und damit zu Acetylen- oder MAPD-Verschleppungen in das Endprodukt. Auf der anderen Seite führt ein zu hoher Wasserstoffanteil zur Umwandlung von Acetylen in Ethan anstelle von Ethylen und damit zu einer niedrigen Produktausbeute. Bedingt durch diese stark exotherme Reaktion kann es in der Anlage zu Überhitzungen kommen, die wiederum Schäden in der Anlage nach sich ziehen können.

Heute wird in der Regel dieses für die Steuerung der Anlage wichtige Stoffmengen-Verhältniss mittels Gaschromatographie ermittelt. Doch trotz des Einsatzes von automatischen Online-Gaschromatographen dauern die Analysen systembedingt einige Minuten – Totzeit für den dynamischen Prozess, mit gravierenden Folgen für dessen Wirtschaftlichkeit. ABB entwickelte deshalb eine Echtzeit-Charakterisierung des „Feed-„, „Midbed-“ und „Partial-Outlet-„Stroms des Acetylen-und MAPD-Konverters. Grundlage bildet das Prozess-Photometer PIR3502 mit Antwortzeiten im Sekundenbereich. Der sehr schnelle Prozess der Hydrierung kann dank der zeitnäheren Messung mit dem PIR3502 wesentlich besser gesteuert werden. Ein weiterer Vorteil von Photometern gegenüber PGCs ist der geringere Aufwand für Wartung und Betriebsmitteln.

Das Prozess-Photometer PIR3502 überwacht online flüssige oder gasförmige Prozessströme. Durch Einsatz verschiedener Optiken können Gase und Flüssigkeiten im UV/VIS-, NIR- oder IR-Bereich gemessen werden. Der einfache Geräteaufbau und die robuste Mechanik sorgen für eine hohe Verfügbarkeit. Bis zu acht Filter ermöglichen die gleichzeitige Messung mehrerer Komponenten und die Kompensation von Störkomponenten.