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
Industrieën
-
Chemie
Chemische fabrieken zijn afhankelijk van continu- en batch-productieprocessen die elk verschillende eisen stellen aan een besturingssysteem. Een continu proces vereist een robuust en stabiel besturingssysteem dat niet faalt en de productielijn doet stilvallen. Bij een batchproces ligt de nadruk ligt op een besturingssysteem dat een grote flexibiliteit biedt bij het aanpassen van o.a. formules en procedures. Beide soorten systemen moeten worden beheerd naar aanleiding van de productiegeschiedenis rond de kwaliteit van het product, en in staat zijn om niet-routinematige werkzaamheden uit te voeren. Met een uitgebreide productportfolio, ervaren systeemingenieurs en wereldwijde verkoop- en servicenetwerk heeft Yokogawa een oplossing voor elk fabrieksproces.
-
Downstream olie & gas
De downstream olie- en gasindustrie wordt de laatste jaren met een toenemend aantal uitdagingen geconfronteerd. Deze omvatten de veranderende kenmerken van de te verwerken grondstoffen, veroudering van procesinstallaties en apparatuur, stijgende energiekosten, gebrek aan geschoolde fabrieksoperators die een raffinaderij veilig en efficiënt kunnen leiden en de steeds veranderende eisen van zowel de markt als de klant.
In de loop der jaren is Yokogawa een samenwerkingsverband aangegaan met vele downstream bedrijven om industriële oplossingen te bieden die gericht zijn op het oplossen van deze uitdagingen en problemen. Yokogawa's oplossingen hebben plantmanagers geholpen om maximale winstgevendheid en duurzame veiligheid binnen hun fabrieken te realiseren.
-
Petrochemie
De behoeften van petrochemische bedrijven zijn zeer divers. Om voorop te blijven lopen in de huidige, sterk concurrerende markt, streven producenten naar verbetering van kwaliteit en productiviteit. Yokogawa biedt op maat gemaakte oplossingen voor deze behoeften op basis van haar lange en brede ervaring op dit gebied.
-
Refining
In de steeds veranderende markt worden raffinaderijen niet alleen gezien als installaties voor de verwerking van ruwe olie, maar moeten ze ook rendement opleveren. Tegelijkertijd is men zich bewust van de noodzaak van veiligheid in dergelijke installaties. Een totale productieoplossing die planning, beheer en controle omvat, is vereist om de lange termijn doelstellingen inzake rentabiliteit, efficiëntie en milieubescherming te bereiken. Met jarenlange expertise op het gebied van automatisering kan Yokogawa u betaalbare totaaloplossingen bieden voor efficiëntere productie en een schonere wereld.
Gerelateerde producten & oplossingen
-
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.
-
Oxygen Analyzers
Oxygen analyzers provide valuable measurements in combustion control, process quality, safety and environmental applications.