Proteção de pessoas, meio ambiente e ativos por meio de medições confiáveis
A transição para a amônia verde e a redução de sua pegada de carbono exigem a implementação de procedimentos de segurança e soluções técnicas para minimizar as emissões de gases do efeito estufa e os vazamentos de gás. Um dos principais desafios é a pressurização excessiva. Reatores e tanques operam sob altas pressões, e mudanças repentinas podem causar explosões ou rupturas. Além disso, a natureza inflamável da amônia representa um risco de incêndio ou explosão. Os vazamentos expõem os trabalhadores e o meio ambiente a condições perigosas devido à toxicidade da amônia.
Como tornar a produção de amônia verde mais segura
A instrumentação do processo desempenha um papel fundamental no aumento da segurança da produção de amônia verde ao fornecer dados confiáveis sobre parâmetros críticos do processo. A medição confiável pode aumentar a segurança:
Identificando pontos quentes no reator e, assim, evitar o superaquecimento localizado por meio do monitoramento e controle da temperatura em múltiplos pontos
Prevenindo a sobrepressurização através do monitoramento
Detectando impurezas no fluxo de amônia que podem representar riscos à segurança com a tecnologia TDLAS
Monitorando flutuações de alta pressão na ASU
Detectando vazamentos no armazenamento de hidrogênio verde
Applications
Unidade de separação de ar (ASU)
As unidades de separação de ar separam o ar em seus componentes primários, nitrogênio e oxigênio, e são cruciais no fornecimento de gases industriais para a indústria química. O processo normalmente envolve a destilação criogênica, que explora as diferenças nos pontos de ebulição desses gases em baixas temperaturas. A ASU fornece uma fonte de nitrogênio para o processo de síntese de amônia. O nitrogênio obtido é então combinado com o hidrogênio verde produzido por eletrólise em um reator.
Nosso conhecimento em campo
Para aumentar a segurança na produção de amônia verde com recursos renováveis, a medição de parâmetros-chave é crucial. Parâmetros como pressão, temperatura e nível são essenciais para minimizar os riscos e implementar procedimentos de segurança. Com a instrumentação da Endress+Hauser, esses parâmetros podem ser monitorados de forma eficaz para garantir a segurança e o desempenho na ASU.
O monitoramento da pressão com nosso Cerabar PMP71B antes do compressor garante condições ideais de admissão e protege o compressor contra danos causados por pressão baixa ou flutuante.
Em cada estágio de resfriamento, medições precisas de temperatura garantem uma liquefação eficiente e são cruciais para o tempo do ciclo, a regeneração e a qualidade do produto. Nosso sensor de temperatura iTHERM TM131 é a escolha certa para essas aplicações.
Durante a separação, o ar é resfriado a temperaturas extremamente baixas (abaixo de -184°C). O sensor de temperatura multiponto iTHERM TMS02 garante o monitoramento confiável da temperatura para uma separação eficaz de nitrogênio, oxigênio e argônio.
Garantir líquido suficiente para a vaporização é fundamental para operações estáveis. Nosso radar de onda guiada Levelflex FMP54 monitora de forma confiável o nível de líquido no refervedor, evitando também danos a esse equipamento.
Hidrogênio verde: a matéria-prima livre de CO2 para a produção de amônia
Tradicionalmente, a maior parte do hidrogênio usado na síntese de amônia é proveniente da reforma a vapor de metano (SMR) do gás natural. Esse processo libera emissões significativas de dióxido de carbono (hidrogênio “cinza”). O hidrogênio verde, produzido por meio da eletrólise da água usando fontes de energia renováveis, oferece uma alternativa limpa para substituir o hidrogênio derivado de combustíveis fósseis.
Nosso conhecimento em campo
O armazenamento de hidrogênio apresenta desafios únicos. Ele ocupa muito espaço devido à sua baixa densidade de energia e requer altas pressões ou temperaturas extremamente baixas para ser armazenado, o que o torna caro. Além disso, o hidrogênio é inflamável e propenso a vazamentos, o que exige medidas de segurança rigorosas. Armazenar grandes quantidades de hidrogênio verde também significa que parte da energia é inevitavelmente perdida ao longo do tempo.
Garantir a medição precisa da pressão é essencial para evitar sobrepressões e prolongar a vida útil dos compressores. Nosso transmissor de pressão CerabarPMP71B mede de forma precisa e confiável a compressão de hidrogênio.
A temperatura afeta a eficiência da compressão. Nosso sensor de temperatura iTHERMModuline TM131 pode ser usado para monitorar a eficiência do compressor.
A Endress+Hauser é um fornecedor completo para seus dispositivos de medição em toda a cadeia de valor do hidrogênio. Para garantir transações confiáveis e conformidade com os padrões, nossa experiência na área o acompanha durante todo o projeto.
O processo Haber-Bosch é um método industrial consolidado para a produção de amônia (NH₃). As principais matérias-primas para o processo são o nitrogênio e hidrogênio. O N2 da unidade de separação de ar é combinado com o H2 e reagido através do processo Haber-Bosch em um reator de conversão de amônia.
Nosso conhecimento em campo
A instrumentação de medição desempenha um papel fundamental para garantir a operação segura e eficiente dos processos de produção de amônia. Aqui estão alguns aspectos importantes de como a instrumentação de medição contribui para a produção segura de amônia:
O oxigênio pode ser um problema sério em relação à contaminação do catalisador. Mesmo quantidades mínimas de oxigênio podem causar danos irreversíveis. Com um analisador de oxigênio como o OXY5500, as impurezas no gás de alimentação podem ser rigorosamente monitoradas.
Múltiplos termopares, como o iTHERM MultiSens Flex TMS01, são estrategicamente posicionados em todo o leito do catalisador para detectar quaisquer picos ou gradientes anormais de temperatura.
Um analisador de processo Raman Rxn5 possibilita medições quantitativas da composição química, ajudando você a monitorar e controlar a concentração de amônia no circuito do reator, o desempenho do catalisador e a otimizar o processo.
O excesso de hidrogênio cria um risco de explosão no circuito do processo. Por esse motivo, é essencial manter a proporção estequiométrica correta de hidrogênio e nitrogênio que entra no reator. Nosso medidor de vazão Coriolis Promass F 300 é perfeito para essa aplicação.
O reator é o foco principal da proteção contra sobrepressão devido à reação exotérmica e ao potencial de que ela saia do controle. O transmissor de pressão inteligente Cerabar PMP71B pode ajudar a evitar a sobrepressurização no coração do processo de Haber-Bosch.
Mapa do processo de produção de amônia com os pontos de medição relevantes.
Benefícios
Uma instrumentação de medição confiável e segura na produção de amônia verde não apenas aumenta a segurança, mas também contribui significativamente para a eficiência geral do processo, utilização de recursos, redução de emissões e conformidade com as metas e regulamentações de sustentabilidade. Esses benefícios contribuem coletivamente para o desenvolvimento de um processo de produção de amônia mais seguro, sustentável e ecologicamente correto.
10
milhões de dispositivos instalados em aplicações relacionadas à segurança desde 1953
3%
aumento de rendimento na produção de amônia verde com a tecnologia Raman
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