Introduction
O2 measurement in hydrocarbon vapor is used for safety monitoring in vacuum distillation columns in petroleum refining. With conventional paramagnetic oxygen analyzers, O2 concentrations are obtained through an extractive sampling system, which conditions the sample prior to being analyzed. Sample systems cause measurement response time delays, which are very critical in safety systems. Moreover there are many problems related to maintenance and operational costs of sample systems. The process gas to be measured contains high concentration of H2S that leads to quick corrosion of the sample system and analyzer. Another issue when using sampling systems is the sample is not representative of the process after the sample has been conditions and dew point of the sample has been modified, which affects the volume concentration of the sample.
The TDLS8000 Laser Analyzer is the solution to all these problems.
Expected Benefits
- High-speed response to meet all requirements of safety control
- Continuous monitoring of O2 concentration in-situ
- Eliminates the need for sampling and reduces the maintenance and running costs of the sampling system
Process Overview
The vacuum distillation column is used to distill the residual oil from the atmospheric distillation column. The distillation must be performed at absolute pressures as low as 2 to 15 kPa so as to limit the operating temperature to less than 370 to 380°C and to avoid hydrocarbons cracking processes. The presence of oxygen in the process can be caused by suction and can lead to explosion. Thereby there are rules to control the O2 level in vacuum columns. At level 2 to 5 % O2 the alarm and purging of vapor line by inert gas has to be switched on. That is why high-speed response and high reliability are required for O2 measurements.
Advantage
- vs Conventional Paramagnetic O2 Analyzer
Conventional Paramagnetic O2 analyzer cannot be used in-line measurement.
The TDLS8000 is capable of directly measuring the O2 concentrations in the vapor line, instead of conventional paramagnetic oxygen analyzers that perform measurements through a sampling system. When using traditional analyzer systems, since the application is for a process working under depression (vacuum), a pump is required. The deeper vacuum the more difficult it is to provide the proper pump. Sometimes it results in seal failure and air leakage and failure measurement results. - vs Other TDL Analyzers
The shape of O2 absorption spectrum become very sharp under this vacuum condition, which is difficult for other TDL analyzers to measure O2 concentration accurately.
But only TDLS8000 can measure O2 concentration accurately under such vacuum condition by True Peak integration (area) method. For the pressure variation test data, see next page.
Solution Details
Measurement System
- TDLS8000-☐☐-X1-☐☐-A1-☐-N/Z
/Z: Very low pressure
- IF8000-☐☐-☐☐-☐☐-12-N
Note: It is needed the suitable pressure class of the used flanges.
Measuring points of vacuum distillation column
Pressure Variation Test Data
This graph shows O2 measurement on 21%, 4%, 0.8% level under condition which gas pressure change from 1 BarA to 0.2 BarA by TDLS, and shows the measurement done stably and correctly without influence of pressure change.
O2 absorption spectra shape is big changed by pressure change, but the spectrum peak area change to pressure proportionally, so TDLS can compensate pressure influence correctly.
Measurement Value of O2 Concentration under Pressure Change 1 BarA to 0.2 BarA
Industries
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Chimie
Les usines chimiques s'appuient sur des processus de production continus et discontinus, chacun posant des exigences différentes en matière de système de contrôle. Un processus continu nécessite un système de contrôle robuste et stable qui ne tombera pas en panne et n'entraînera pas l'arrêt d'une ligne de production, alors que dans le cas d'un processus discontinu, l'accent est mis sur un système de contrôle qui permet une grande flexibilité dans les ajustements des formules, des procédures, etc. Les deux types de systèmes doivent être gérés en fonction de l'historique de la qualité du produit et être en mesure d'exécuter des opérations non routinières. Avec son large portefeuille de produits, ses ingénieurs systèmes expérimentés et son réseau mondial de vente et de service, Yokogawa a une solution pour chaque processus d'usine.
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Pétrochimie
Les besoins des entreprises pétrochimiques sont extrêmement variés. Pour se démarquer sur le marché hautement concurrentiel d'aujourd'hui, les producteurs s'efforcent d'améliorer la qualité et la productivité. Yokogawa fournit des solutions sur mesure pour répondre à ces besoins en s'appuyant sur sa longue et vaste expérience dans ce domaine.
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Pétrole et Gaz (raffinage et distribution)
Ces dernières années, l'industrie pétrolière et gazière en aval a été confrontée à un nombre croissant de défis. Ceux-ci comprennent les caractéristiques changeantes des matières premières à traiter, le vieillissement des installations et des équipements de traitement, l'augmentation du coût de l'énergie, le manque d'opérateurs d'usine qualifiés capables de faire fonctionner une raffinerie de manière sûre et efficace, et les exigences en constante évolution du marché et du client.
Au fil des ans, Yokogawa s'est associé à de nombreuses sociétés en aval pour fournir des solutions industrielles axées sur la résolution de ces défis et problèmes. Les solutions de Yokogawa ont aidé les propriétaires d'usines à atteindre une rentabilité maximale et une sécurité durable dans leurs usines.
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Raffinage
Dans un marché en constante évolution, les raffineries sont considérées non seulement comme des unités de traitement du brut, mais aussi comme des centres de profit. Dans le même temps, il existe une conscience aiguë du besoin de sécurité dans ces installations. Une solution de production totale qui englobe la planification, l'ordonnancement, la gestion et le contrôle est nécessaire pour atteindre les objectifs à long terme en matière de rentabilité, d'efficacité et de protection de l'environnement. Avec des années d'expertise dans le domaine de l'automatisation, Yokogawa peut vous apporter des solutions globales abordables pour une meilleure opérabilité et un monde plus propre.
Les produits et solutions liés
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In-Situ Gas Analyzer TDLS8000
Yokogawa’s new TDLS™8000 houses all of the industry’s leading features in one robust device. The platform design is for in situ measurements which negate the need for sample extraction and conditioning.
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Oxygen Analyzers
Oxygen analyzers provide valuable measurements in combustion control, process quality, safety and environmental applications.