verticale

Misura qualitativa inline di LNG con analizzatore RAMAN

La migliore soluzione per misure qualitative dell’ LNG.
Direttamente nel processo in fase liquida -160 °C.
Il ciclo dell’LNG.
OptografTM : Schema parte ottica.
Composizione dell’LNG in funzionedel luogo di produzione.
Confronto con vaporizzatori di ultima generazione.
Esempio di installazione–Shell Hazira LNG terminal.

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Atti di convegni o presentazioni contenenti case history
SAVE ottobre 2017 Tecnologie innovative per sistemi di analisi negli impianti OIL & GAS

Pubblicato
da Benedetta Rampini
SAVE 2017Segui aziendaSegui




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Estratto del testo
Veronafiere 18-19 ottobre 2017 Gli atti dei convegni e pi di 8.000 contenuti su www.verticale.net Cogenerazione Termotecnica Industriale Pompe di Calore 27 ottobre Cogenerazione Termotecnica Industriale Pompe di Calore Alimentare Alimentare Petrolchimico Alimentare 28 ottobre Alimentare Petrolchimico Alimentare Alimentare Petrolchimico Visione e Tracciabilit 28 ottobre Luce Energia Domotica LED Luce Energia Domotica LED 18/10/2017 affidabile Preciso veloce OptografTM ' Analizzatore RAMAN InLine su LNG La migliore soluzione per misure qualitative dell' LNG.
Direttamente nel processo in fase liquida a -160 C Slide 1 spectrasensors SAVE Verona 2017, Convegno AIS/ISA - Tecnologie innovative per sistemi di analisi negli impianti OIL & GAS Il ciclo dell'LNG ' LNG gas naturale in forma liquida. Per questo scopo viene raffreddato criogenicamente a -160 C
' In questo stato il volume occupato circa 600 volte quello che il nat gas occupa a Patm , fase gas
' Prima di essere liquefatto, il NG trattato per rimuovere componenti acidi, idrocarburi pesanti e umidit ' L'analisi qualitativa viene eseguita prima del carico sul mezzo di trasporto o allo scarico, prima dello stoccaggio. ' A valle della rigassificazione, la qualit del NG potrebbe essere regolata ( aumento/diminuizione PCS) Loading/ Export Off-loading/ Import Slide 2 spectrasensors Chi , cosa questo Raman' Sir Chandrasekhara Venkata Raman (7 Novembre 1888 ' 21 Novembre 1970) Slide 3 spectrasensors ' La spettroscopia Raman una spettroscopia di scattering dove si fa incidere sul campione
la radiazione elettromagnetica monocromatica
iniziale di intensit e frequenza nota e viene
misurata la radiazione diffusa tramite rivelatore
posto a 90 o 180 rispetto al cammino ottico
lungo il campione. La radiazione pu essere
diffusa in tre modi: Stokes, anti-stokes e
Rayleigh (scattering elastico). La radiazione
Stokes possiede energia minore rispetto alla
radiazione originaria incidente, visto che una
parte di tale energia utilizzata per promuovere
una transizione a un livello superiore. La
radiazione anti-Stokes riceve invece un
contributo energetico dallo stato eccitato quando
passa a un livello inferiore, per cui
caratterizzata da maggiore energia. La
radiazione Rayleigh risulta invece da scattering
elastico e possiede la stessa energia della
radiazione incidente. spectrasensors Slide 4 Cosa l'effetto Raman' sensore CCD 1650x200 pixels Laser verde (532 nm) campione Finestra in Zaffiro Ottica di
collimazione Ramo di 'scattering' Reticolo di trasmissione Fas t Lo o p su Sh elter RTD Pressione Sonda Ramo di raccolta Reflettore Slit Notch Computer integrato/ Touchscreen Can1 Can2 Can3 Can4 Can1
Can2 Can3
Can4 OptografTM : Schema parte ottica Slide 5 spectrasensors OptografTM = Analizzatore da processo Raman Unit base (45,72 cm x 83,44 cm x 25,4) Sonde e fibra ottica = Interfaccia con il campione = Focus sul processo ' Regola di max: fino a 100 metri ( P influenza) ' Posa in percorso cavi std (conduit non necessario) ' Elimina la necessit di una linea riscaldata per il trasporto del campione all'analizzatore e/o allo shelter 4 Sonde (4 Lasers): Funzionano in parallelo Non necessario multiplexare Parti Bagnate: 316 SS Teflon Zaffiro Pressione: 1000 psi Temperatura: 150oC (@ sonda) 80oC (@ fibra ottica) Connessione: 1' Swagelok X-Tee Slide 6 spectrasensors OptografTM per LNG ' configurazione ' Optograf LNG l'unit di base in grado di gestire fino a quattro kit di misura ' Ogni Kit consiste di: ' Laser
' Sonda criogenica Pilot'-E
' Cavo fibra ottica con lunghezza max 250 mt ' Specifico modello applicativo per LNG; gestisce I dati dell'analisi e li converte per generare I segnali di uscita. Slide 7 spectrasensors OptografTM per LNG ' componenti OptografTM Pilot-E Cryogenic Probe AirHead Probe Environmental Temperature Range -20 to 50 C -169 to 150 C = 150 C Input Power 100 to 240 VAC, 50-60 Hz N/A N/A Communications RS485, Modbus TCP/IP N/A N/A Environmental Pressure N/A = 3000 psig = 1000 psig Enclosure Painted/SS Steel, NEMA4 (or IP65) SS316 (body), anodized aluminum (enclosure), sapphire (window) SS316, Teflon, and sapphire window Certifications CSA Class 1/Div 2 Groups B C D T4; IECEx/ATEX; Class 1, Zone 2, IIB + H2, T4 CSA Class 1/Div 1 Groups A B C D T4; IECEx/ATEX CSA Class 1/Div 1 Groups B C D T4; IECEx/ATEX Slide 8 spectrasensors Composizione dell'LNG in funzione del luogo di produzione spectrasensors Slide 9 Source: 'The LNG Industry in 2014', Groupe International des Importateurs de Gaz Naturel Liqufi (G.I.I.G.N.L.) Component Formula Min (Mol %) Max (Mole %) Precision (% RSD) Methane CH4 87.2 99.90 < 0.025 Ethane C2H6 0 11.30 < 0.5 Propane C3H8 0 4.50 < 0.5 i-Butane iC4H10 0 0.60 < 0.5 n-Butane nC4H10 0 0.77 < 0.5 i-Pentane iC5H12 0 0.31 < 0.5 n-Pentane nC5H12 0 0.83 < 0.5 neo-Pentane neoC5H12 0 0.98 < 0.5 Nitrogen N2 0 0.8 < 0.5 Oxygen O2 0 0.59 < 0.5 Ideal BTU iBTU 1000 1196 < 0.05 Real BTU rBTU 1002 1200 < 0.05 Wobbe Index WI 1340 1459 < 0.05 OptografTM per LNG performance analitiche Slide 10 spectrasensors Il metodo sviluppato ingloba tutte le possibili composizioni elencate dal G.I.I.G.N.L. nel 2014 ed periodicamente aggiornato Analisi del PCS di LNG da diverse navi ' Dati collettati in parallelo su Optograf e da sistema vaporizzatore/GC ' I valori del GC sono validati usando la ISO 6974-5 ' La ripetibilit del GC soddisfa la ISO 6974 e la GPA 2261 per tutti I componenti ' Gli 'spikes' sono dovuti al comportamento del vaporizzatore e allo scarico in batch ' In ogni caso: ' RSD(GHV) GC/V: 0.20%
' RSD(GHV) Raman: 0.020% *Dati riferiti al terminale LNG di Hazira, India. Grazie alla collaborazione di Shell Con OptografTM l'incertezza migliora delllo 0.18% spectrasensors Slide 11 Confronto con vaporizzatori di ultima generazione Slide 12 spectrasensors ' Dati ottenuti da due diversi vaporizzatori . ' Entrambi condividono: ' Sonda sulla linea di trsferimento LNG ' Accumulatori
' Linee di trasporto dopo vaporizzazione ' I dati si riferiscono al trasferimento nave su nave in Dubai ' I resultati sono espressi come deviazione media assoluta ' MAD (GHV) GC/V1: 0.029
' MAD (GHV) GC/V2: 0.018
' MAD (GHV) Raman: 0.004 Source: Mul, C., Visser, H-P, 'Put to the Test', LNG Industry, July (2016), pp. 75-80 OptografTM LNG possibili punti di misura Slide 13 spectrasensors Punto di installazione analizzatore Carico/scarico navi Carico camion Punti di rigasificazione In/out tank di stoccaggio Esempio di installazione ' Shell Hazira LNG terminal spectrasensors Slide 14 Sonda Pilot-E installata Hazira LNG Terminal ' Shell ha scelto Hazira poich le tipologie di LNG scaricati hanno ampio range di BTU ' L'analizzatore installato a 300 metri dal punto di prelievo
' LA sonda criogenica montata vicino alla presa del vaporizzatore/GC per poter comparare I risultati analitici Tipico layout installazione sonda Slide 15 spectrasensors Cavo fibra ottica Testa sonda Valvola di intercetto Probe Tip Area di installazione suggerita 45 dalla verticale LNG pipe Esempio di installazione ' carico camion ' 60,000 galloni/gg
' Meno di 30 secs di update sul BTU del prodotto caricato ' Media BTU 1043.1 0.5 BTU
' Utilizzata una base con sonde multiple sul tratto uscita da cold box alle linee di carico Pilot-E Probe Slide 16 spectrasensors Probe Inserted in Pipe Installazione in criogenico ' N2 liquido Slide 17 spectrasensors ' L'azoto liquido utilizzato per controllare il BTU dell'LNG
' L'analisi utilizzata per regolare il processo di mix
' Possibile anche analisi del BOG

1. Preparazione installazione sonda 2. Dispositivo per installazione/estrazione in posizione 3. installazione completata OptografTM per LNG - Perch ' ' Calibrato in fabbrica una volta utilizzando un campione allo stato criogenico. Calibrazione in campo non pi necessaria ' Misura direttamente nella pipeline a -160 C, in fase liquida. No vaporizzatore, no estrazione/trasporto/trattamento del campione. ' Update della misura in qualche secondo
' Virtualmente immune a variazioni della pressione e/o della portata dell'LNG ' L'analisi riparte subito a valle di una interruzione della portata dell'LNG. ' Analisi completa, diretta, precisa e veloce della composizione
' Misura ottica. I picchi misurati non 'driftano' Slide 18 spectrasensors Grazie per la vostra attenzione


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