Plant operation in de chemische procesindustrie (CPI)

Storage tanks on a chemical production plant

Op deze pagina vindt u informatie over de volgende onderwerpen:

  • Analyse in het Solvay proces (natriumbicarbonaat productie)
    > Lees meer
  • Bepaling van zwavelzuur in het cumeen-fenol proces
    > Lees meer
  • Karakterisering van industrieel afvalwater
    > Lees meer

Stoom tracing en corrosie

Bij chemische reacties is het altijd een kwestie van het maken en verbreken van chemische bindingen. Door de temperatuur te verhogen kunnen deze processen van binden en verbreken aanzienlijk worden versneld. Dit effect wordt gebruikt in de chemische industrie, waarin reactanten worden verhit tot bedrijfstemperaturen voordat ze worden verwerkt. Warmte is ook nodig om de viscositeit te verlagen, zodat bijvoorbeeld teren en paraffines goed door leidingen en apparatuur kunnen blijven stromen.

De vereiste warmte voor procesleidingen, vaten en tanks kan worden verkregen door elektrische-, vloeistof- of stoom tracing. Aangezien stoom van de drie tracingmethoden de hoogste temperatuur oplevert, is het al meer dan een eeuw een reële optie voor verwarming. Het voeren van stoom langs de binnenkant van een dubbelwandige ketel is een efficiënte manier om de reactorinhoud te verwarmen.

Rusty pipe valve
Naast het leveren van de benodigde warmte, wordt de stoom ook gebruikt voor reiniging, bevochtiging en scheiding (strippen). Stoom heeft buiten al deze voordelen echter één nadeel: het bevordert corrosie. Dat gebeurt ook nog eens op moeilijk of niet-toegankelijke plekken (bijvoorbeeld onder isolatiemateriaal: ‘corrosion under insulation’, CUI), wat een enorme impact kan hebben op het functioneren van de installaties, de veiligheid en de operationele kosten.

Om corrosie tegen te gaan wordt het water chemisch behandeld. Hierbij is het nodig om de pH te controleren en aan te passen en om de concentraties van corrosieve ionen, corrosieremmers en corrosieve bijproducten te monitoren.

Metrohm biedt een scala aan instrumenten en methoden voor het meten van corrosieparameters. Lees hieronder meer over de parameters die relevant zijn voor corrosie.

Corrosie begrijpen en onderzoeken

Om corrosie effectief tegen te kunnen gaan is het belangrijk om de onderliggende corrosieprocessen en types (uniforme-, put-, spleet-, galvanische- of microbiologisch geïnduceerde corrosie) te begrijpen.

> Metrohm heeft een serie Application Notes over corrosie. Lees meer …

Elektrochemische analyse, bijvoorbeeld lineaire polarisatie (LP) en elektrochemische impedantie spectroscopie (EIS), wordt veel gebruikt om de corrosiemechanismen te onderzoeken. Hiermee kunt u de processen en effecten snel en nauwkeurig karakteriseren.

> Lees meer over Electrochemical Impedance Spectroscopie

> Lees meer over Metrohm Autolab instrumenten voor electrochemie

Monitoring van corrosie-indicatoren en -remmers

In chemische productie-installaties moet corrosie zoveel mogelijk worden voorkomen, omdat corrosie leidt tot hogere kosten en meer proces downtime.

Corrosiebestrijding vindt plaats op twee manieren: het verwijderen van corrosieve componenten en het toevoegen van corrosieremmers. Voor beide werkwijzen moeten de relevante parameters en componenten worden gecontroleerd:
  • Corrosie-indicatoren: geleidbaarheid, pH of corrosieve anionen en kationen
  • Corrosieremmers: zinkionen, fosfaat of fosfonaten voor staal en zijn legeringen en triazolen voor koper en zijn legeringen

Corrosie-indicatoren

Wij leveren de instrumenten en de kennis voor meting van de pH en de geleidbaarheid, alsmede voor de bepaling van anionen en kationen.

pH en geleidbaarheid meting Anion en kation analyse met ionchromatografie

Corrosieremmers

Betrouwbare monitoring van corrosieremmers (zinkionen, fosfaten, fosfonaten, tolytriazool, benzotriazool en 2-mercaptobenzothiazool) is mogelijk aan de hand van ionchromatografie met spectrofotometrische detectie.

Ga naar de applicatie Lees meer over Metrohm ionchromatografie

Online meting van Fe en Cu

FAC (Flow Accelerated Corrosion), ook wel stroming versnelde corrosie genoemd, leidt tot een dunnere wanddikte van de leidingen en verhoogde Fe-concentraties in het leidingstelsel. FAC in de warmtewisselaars leidt tot verhoogde Cu-concentraties. De 2045VA Process Analyzer detecteert deze metaalionen, voordat de corrosie zijn destructieve effecten ontwikkelt.

Lees meer over de ADI 2045 VA Ga naar de applicatie

Downloads

Solvay-proces: procesmonitoring bij de productie van natriumcarbonaat

Portrait of Ernest Solvay
Soda (natriumcarbonaat) wordt niet alleen gebruikt bij de productie van een groot aantal goederen (bijvoorbeeld glas, zepen, wasmiddelen en papier), maar ook bij processen (bijvoorbeeld bij rookgasbehandeling in energiecentrales, als base in de chemische industrie en bij waterbehandeling).

Met wereldwijd een jaarlijkse productie van meer dan 40 miljoen ton is natriumcarbonaat een van de tien meest geproduceerde chemicaliën. Het grootste deel van het natriumcarbonaat wordt geproduceerd via het Solvay-proces. De rest wordt gehaald uit gedolven rotsmateriaal. In het Solvay-proces wordt natriumcarbonaat via een reeks chemische reacties geproduceerd uit pekel (natriumchloride) en kalksteen (calciumcarbonaat), waarbij ammoniak als ‘katalysator’ fungeert.

Ammoniakconcentratie in een pekeloplossing

In de eerste stap wordt calciumcarbonaat onder invloed van warmte omgezet in calciumoxide en koolstofdioxide. Koolstofdioxide wordt vervolgens in de carbonatatietoren samen met ammoniak door een geconcentreerde oplossing van natriumchloride geleid, waardoor natriumwaterstofcarbonaat wordt gevormd. Het gevormde natriumwaterstofcarbonaat wordt verhit, waardoor water en koolstofdioxide afgesplitst worden en natriumcarbonaat en ammoniumchloride ontstaan. Verwarming van het natriumcarbonaat in roterende drogers levert de zogenaamde lichte soda. Ammoniumchloride reageert met calciumoxide, wat ammoniak oplevert, die weer kan worden hergebruikt in de tweede stap.

Om verzekerd te zijn van een goede productopbrengst in de carbonatatietoren, moet de ammoniakconcentratie in de pekel worden gecontroleerd nadat de pekel verzadigd is met ammoniak. De online analyzers van Metrohm Process Analytics zijn geschikt voor continue monitoring en kunnen worden ingesteld om een alarm te activeren als de meetwaarden buiten de specificaties vallen.

> Lees meer over de Metrohm Process Analytics instrumenten

Downloads

Nog meer parameters:

Het assortiment online proces analyzers van Metrohm Process Analytics omvat zowel eenvoudig te gebruiken single-parameter analyzers als multifunctionele versies die volledig kunnen worden afgestemd op de specifieke eisen van uw proces. Bovendien kunnen ze worden geconfigureerd voor verschillende analyten en parameters die een rol spelen in de productie van natriumcarbonaat, zoals:
  • Alkaliniteit
  • Carbonaat
  • Calciumoxide
  • Kooldioxide
  • Hardheid
> Lees meer over online process analyzers

Zwavelzuur in het cumeen-fenol proces

De meeste fenol en aceton wordt gemaakt aan de hand van het cumeenproces, ook wel bekend als het cumeen-fenol- of Hock-proces. Dit begint met een Friedel-Crafts alkylering van benzeen met propeen tot cumeen (isopropylbenzeen). Cumeen wordt vervolgens geoxideerd tot cumeenhydroperoxide (CHP). Na concentratie van CHP in een reeks destillatiekolommen tot ongeveer 65 tot 90%, wordt CHP gesplitst in fenol en aceton. Kleine hoeveelheden zwavelzuur (0,1 tot 2%) katalyseren de splitsing bij 60 tot 65 °C en voorkomen runaway reacties in de hete, geconcentreerde CHP.

Voor de downstream destillatie en zuivering van fenol en aceton wordt de productstroom gewassen om sporen zwavelzuur te verwijderen die corrosie kunnen veroorzaken en ongewenste bijproducten opleveren.

In de ruwe omgeving van het cumeenproces monitoren robuuste online procesanalyzers, zoals de ADI 2016 en de ADI 2045TI, de concentratie van zwavelzuur, dat aan de ene kant katalysator is voor de splitsing van CHP en aan de andere kant een corrosieve onzuiverheid in de productstroom is. Naast het online monitoren van het zwavelzuur, kunnen de analyzers ook CHP-concentraties titreren.

> Lees meer over de single-method ADI 2016 analyzer

> Lees meer over de ADI 2045TI Process Analyzer

Downloads

Meer toepassingen en informatie

Calcium en magnesium in pekel

Voor de elektrolyseprocessen van de chlooralkali industrie is de zuiverheid van de pekel van cruciaal belang. Onze procesanalyzers kunnen in verschillende stadia van het proces worden gebruikt, van hoge concentraties calcium en magnesium in de toevoer tot zeer lage concentraties in het ultragezuiverde pekel.

Download de brochure Lees de applicatie Meer over het chlooralkali proces

Peroxide in het HPPO-proces

Propyleenoxide (PO) is een belangrijk tussenproduct in de chemische industrie. Het HPPO (waterstofperoxide tot propyleenoxide) proces levert PO uit propeen en waterstofperoxide. Waterstofperoxide is hierbij de kritische parameter, omdat die de omzettingssnelheid naar PO aangeeft. Onze analyzers kunnen de H2O2-concentratie online monitoren.

Lees de applicatie Download de flyer Lees meer over Process Analyzers

Karakterisering van industrieel afvalwater

Diverse genormeerde methoden voor onderzoek van afvalwater

Industriële productie brengt enorme afvalwaterstromen met zich mee. Beheerders van afvalwaterzuiveringsinstallaties zijn verplicht om hun installatie te monitoren op de prestaties ervan. Hiervoor moeten ze regelmatig verschillende parameters in het laboratorium en in het proces bepalen. Wij hebben een lijst samengesteld met normen die verschillende internationale testspecificaties en vereisten beschrijven.

> Ga naar het overzicht van de normen