In questo blog, vorrei condividere una delle applicazioni della nostra strumentazione di misurazione del flusso eseguite in condizioni di temperatura e pressioni elevate. Il cliente in questione – un’organizzazione specializzata nella ricerca energetica – studia la reazione chimica catalizzata di una miscela a base di idrocarburi.

I catalizzatori sono utilizzati per accelerare una reazione chimica senza esaurirla. Quindi, è sufficiente una piccola quantità di catalizzatore per ottenere moltissimi prodotti di reazione.

I catalizzatori solidi sono spesso costituiti da particelle piccole e molto porose, con una vasta area interna concentrata in volumi piuttosto ridotti. La superficie interna contiene dei siti attivi su cui avviene la reazione. Le sostanze chimiche gassose o liquide si diffondono all’interno dei pori di queste particelle, reagendo, nei siti cataliticamente attivi, ai prodotti di reazione che si diffondo all’esterno della particella. Spesso, queste reazioni avvengono in condizioni di processo estreme.

Quali erano i requisiti per l’applicazione? Era necessario trovare una soluzione semplice e affidabile per iniettare un liquido ad alta pressione. L’iniezione deve avvenire a una pressione compresa tra 30 e 60 bar e generare un flusso stabile senza impulsi. Inoltre, il flusso del liquido deve essere controllato accuratamente e, durante il processo, deve essere nota la quantità di liquido iniettato.

Per quale soluzione ha optato il cliente? La soluzione comprende un misuratore di portata massica che controlla una pompa a pistoni sul lato di entrata del reattore e un dispositivo indipendente di controllo sul lato di uscita. Il misuratore di portata massica Coriolis (mini CORI-FLOW ML120) ha dimostrato di essere un dispositivo estremamente stabile e preciso. La pompa fornisce un flusso stabile senza impulsi che con l’unione di un misuratore di portata massica genera un dispositivo di controllo/regolazione del flusso…

La pompa è in grado di gestire liquidi con viscosità a monte non superiore a 40 mPa.s. La temperatura massima di esercizio è di 70°C. La temperatura della caldaia che contiene il tubo del reattore con le piccole particelle di catalizzatori è nettamente superiore. La pressione all’uscita del tubo del reattore deve quindi rimanere elevata. Oltre l’uscita sono presenti una trappola a freddo per la condensazione dell’acqua e dell’olio, un dispositivo di controllo della contropressione dotato di valvola di controllo, in grado di gestire differenziali di pressione fino a 400 bar, e un sistema di sfiato ai valori di pressione atmosferica.

Il dispositivo di controllo della pressione è in grado di gestire gas e liquidi generando flussi controllati particolarmente stabili. Questo dispositivo di controllo ha prestazioni nettamente migliori rispetto ai riduttori di pressione meccanica, specie a portate molto ridotte. Il sistema di scarico permette di eliminare il gas prodotto durante la reazione.

La pompa è dotata di tre modalità di controllo: pressione, volumetrica (viene controllata soltanto la velocità del pistone) e massica. L’ultima è una funzione speciale disponibile qualora necessaria da un punto di vista chimico. La possibilità di controllare direttamente il flusso permette di conoscere l’esatto numero di moli iniettate nel processo.

Le funzioni di controllo e monitoraggio sono eseguite tramite interfaccia digitale. I valori di portata massica, setpoint, densità, temperatura e contatore sono visualizzabili tramite questa singola interfaccia digitale.

Per saperne di più clicca sul link: http://www.bronkhorst.com/files/applications/a052_-_catalysis_at_high_pressure.pdf

Per sapere come funziona un misuratore di portata ad effetto Coriolis associato ad una pompa dosatrice guarda il video: https://www.youtube.com/watch?v=GZwQLAJvXcg