Produzione sicura di ammoniaca verde
Proteggete persone, ambiente e asset grazie a misure affidabili
La transizione all’ammoniaca verde e la riduzione delle emissioni di carbonio richiedono l’implementazione di procedure di sicurezza e soluzioni tecniche che minimizzino le emissioni di gas serra e le perdite di gas. Un importante ostacolo da superare è l’eccessiva pressurizzazione. Reattori e serbatoi funzionano a pressioni elevate e variazioni improvvise possono causare esplosioni o rotture. Inoltre, la natura infiammabile dell'ammoniaca comporta il rischio di incendio o esplosione e, in caso di perdite, la sua tossicità espone i lavoratori e l'ambiente a condizioni pericolose.
Fatti principali
3x
è l'aumento della domanda di ammoniaca nel 2050 rispetto al 2020 Per approfondire l'argomento
Produzione sicura di ammoniaca verde
Mappa del processo di produzione di ammoniaca con i principali punti di misura.
Unità di separazione dell'aria (ASU)
Le ASU separano l'aria nei suoi componenti primari - azoto e ossigeno - e sono fondamentali nella fornitura di gas industriali per la produzione chimica. Generalmente, il processo prevede la distillazione criogenica che sfrutta i diversi punti di ebollizione di questi gas a basse temperature. Le unità di separazione dell'aria assicurano una fonte di azoto per il processo di sintesi dell'ammoniaca. Successivamente, l'azoto ottenuto viene combinato con l'idrogeno verde prodotto per elettrolisi in un reattore.
La nostra expertise nel settore
Per aumentare la sicurezza nella produzione di ammoniaca verde con risorse rinnovabili, è indispensabile misurare una serie di parametri importanti. I valori di pressione, temperatura e livello sono fondamentali per minimizzare i rischi e implementare procedure di sicurezza. Con la strumentazione Endress+Hauser, questi parametri possono essere monitorati efficacemente, a garanzia della sicurezza e delle prestazioni delle unità di separazione dell'aria.
- Il monitoraggio della pressione a monte del compressore con il nostro Cerabar PMP71B assicura condizioni di aspirazione ottimali e protegge il compressore dai danni derivanti da valori di pressione bassi o fluttuanti.
- In ogni fase di raffreddamento, la misura precisa della temperatura garantisce una liquefazione efficiente ed è fondamentale per i tempi di ciclo, la rigenerazione e la qualità del prodotto. Il nostro sensore di temperatura iTHERM TM131 è la scelta giusta per queste applicazioni.
- Durante la separazione, l'aria raffreddata viene portata a temperature estremamente basse (inferiori a -184 °C). Il termometro multipunto iTHERM TMS02 provvede al monitoraggio affidabile della temperatura per un'efficace separazione di azoto, ossigeno e argon.
- Ottenere una quantità di liquido sufficiente per la vaporizzazione è fondamentale per la stabilità del processo. Il nostro radar a microimpulsi guidati Levelflex FMP54 monitora in modo affidabile il livello del liquido all'interno del ribollitore, prevenendo anche i possibili danni al ribollitore stesso.
©Adobe Stock/ Grispb
Idrogeno verde: alimentazione priva di CO2 per la produzione di ammoniaca
Tradizionalmente, la maggior parte dell’idrogeno utilizzato nella sintesi dell’ammoniaca proviene dal reforming con vapore del metano (SMR) contenuto nel gas naturale. Questo processo comporta significative emissioni di anidride carbonica (idrogeno "grigio"). L’idrogeno verde, invece, prodotto per elettrolisi dell’acqua con fonti energetiche rinnovabili, offre un’alternativa pulita all’idrogeno derivato da combustibili fossili.
La nostra expertise nel settore
L’idrogeno presenta una serie di sfide importanti anche a livello di stoccaggio. A causa della sua bassa densità energetica, occupa molto spazio e richiede pressioni elevate o temperature di stoccaggio estremamente basse, con i conseguenti costi. Inoltre, essendo infiammabile e soggetto a perdite, l’idrogeno impone rigorose misure di sicurezza. Immagazzinando grandi quantità di idrogeno verde, è inoltre inevitabile perdere nel tempo parte dell’energia.
- Per prevenire sovrappressioni e prolungare la vita utile dei compressori è essenziale garantire misure precise della pressione. Il nostro trasmettitore di pressione Cerabar PMP71B misura la compressione dell'idrogeno in modo preciso e affidabile.
- La temperatura influisce sull'efficienza della compressione. Per monitorare l'efficienza del compressore è possibile utilizzare il nostro sensore di temperatura iTHERM Moduline TM131.
- Endress+Hauser può essere il FORNITORE DI RIFERIMENTO per i vostri skid di misura lungo l'intera catena di valore dell'idrogeno. Per garantire transazioni affidabili e conformità agli standard, la nostra competenza nel settore può esservi utile in tutte le fasi del progetto.
©Endress+Hauser
Produzione di ammoniaca (Haber-Bosch)
Il processo Haber-Bosch è un metodo industriale consolidato per la produzione di ammoniaca (NH₃). Le principali materie prime su cui si basa il processo sono azoto e idrogeno. L'azoto (N2) proveniente dall'unità di separazione dell'aria viene combinato con l'idrogeno (H2) e sottoposto al processo Haber-Bosch in un reattore di sintesi dell'ammoniaca.
La nostra expertise nel settore
La strumentazione di misura svolge un ruolo cruciale nel garantire il funzionamento sicuro ed efficiente dei processi di produzione dell'ammoniaca e quelle che seguono sono alcune aree in cui si rivela particolarmente utile nella produzione sicura di ammoniaca:
- L'ossigeno può rappresentare un vero problema in materia di avvelenamento del catalizzatore. Anche piccole tracce di ossigeno possono causare danni irreversibili. Con un analizzatore di ossigeno come OXY5500, è possibile monitorare accuratamente le impurità presenti nel gas di alimentazione.
- Una serie di termocoppie come iTHERM MultiSens Flex TMS01, posizionata strategicamente lungo il letto catalitico, consente di rilevare eventuali picchi o gradienti di temperatura anomali.
- Un analizzatore di processo Raman Rxn5 permette di ottenere misure quantitative della composizione chimica e, aiutando a controllare la concentrazione di ammoniaca nel circuito del reattore e le prestazioni del catalizzatore, consente di ottimizzare il processo.
- Quando la quantità di idrogeno è eccessiva, sussiste il rischio di esplosione all'interno del circuito di processo. Ecco perché è importante ottenere il giusto rapporto stechiometrico tra l'idrogeno e l'azoto immessi nel reattore. Il nostro misuratore di portata Coriolis Promass F 300 è ideale per questa applicazione.
- A causa della reazione esotermica e del rischio di condizioni fuori controllo, il reattore è un elemento di primaria importanza in termini di protezione dalle sovrapressioni. Il trasmettitore di pressione intelligente Cerabar PMP71B può aiutare a prevenire un'eccessiva pressurizzazione nel cuore del processo Haber-Bosch.
Vantaggi
Una strumentazione di misura affidabile e sicura negli impianti di produzione di ammoniaca verde non si limita a migliorare la sicurezza ma contribuisce in modo significativo all’efficienza complessiva del processo, all’utilizzo delle risorse, alla riduzione delle emissioni e al rispetto degli obiettivi e delle normative di sostenibilità. Nel complesso, questi vantaggi supportano lo sviluppo di un processo di produzione dell’ammoniaca più sicuro, sostenibile e rispettoso dell’ambiente.
Fatti principali
10
milioni di dispositivi installati in applicazioni inerenti alla sicurezza dal 1953
Fatti principali
3%
aumento della resa nella produzione di ammoniaca verde con la tecnologia Raman
Metodi per rendere più sicura la produzione di ammoniaca verde
Fornendo dati affidabili sui parametri di processo critici, la strumentazione di processo svolge un ruolo cruciale nell'aumentare la sicurezza della produzione di ammoniaca verde. Misure affidabili possono migliorare la sicurezza:
- Identificare i punti caldi nel reattore e prevenire il surriscaldamento localizzato attraverso il monitoraggio della temperatura multipunto
- Prevenire l'eccessiva pressurizzazione, sempre attraverso il monitoraggio
- Utilizzare la tecnologia TDLAS per rilevare le impurità nel flusso di ammoniaca che possono comportare rischi per la sicurezza
- Monitorare le fluttuazioni dell'alta pressione nell'unità di separazione dell'aria (ASU)
- Rilevare le perdite nei sistemi di stoccaggio dell'idrogeno verde
