Production sûre d'ammoniac vert
Protéger les personnes, l'environnement et les biens grâce à des mesures process fiables
La transition vers l'ammoniac vert et la réduction de son empreinte carbone nécessite la mise en oeuvre de procédures de sécurité et de solutions techniques nouvelles pour minimiser les émissions de gaz à effet de serre et les fuites de gaz. Un des défis majeurs est la sur-pressurisation. Les réacteurs et les réservoirs fonctionnent sous des pressions élevées, et des changements soudains peuvent provoquer des explosions ou des ruptures. La nature inflammable de l'ammoniac implique un risque d'incendie ou d'explosion. Les fuites exposent les travailleurs et l'environnement à des conditions dangereuses en raison de la toxicité de l'ammoniac.
Chiffres clés
3x
Augmentation de la demande d'ammoniac d'ici 2050 par rapport à 2020 (2022 Innovation Outlook Renewable Ammonia)
Production sûre d'ammoniac vert
Schéma du procédé de production d'ammoniac avec les points de mesure correspondants.
Unité de séparation des gaz de l'air (ASU)
Les unités de séparation séparent l'air dans ses composants primaires, l'azote et l'oxygène, et sont essentielles pour fournir des gaz industriels pour la fabrication chimique. Le process implique généralement la distillation cryogénique, qui exploite les différences dans les points d'ébullition de ces gaz à basse température. L'ASU fournit une source d'azote pour le process de synthèse de l'ammoniac. L'azote obtenu est ensuite combiné avec l'hydrogène vert produit par électrolyse dans un réacteur.
Notre expertise dans le domaine
Pour accroître la sécurité dans la production d'ammoniac vert avec des ressources renouvelables, la mesure des principaux paramètres est essentielle. Les paramètres tels que la pression, la température et le niveau sont essentiels pour minimiser les risques et pour mettre en œuvre les procédures de sécurité. Avec l'instrumentation Endress+Hauser, ces paramètres peuvent être contrôlés efficacement pour garantir la sécurité et la performance dans l'ASU.
- La surveillance de la pression avec notre Cerabar PMP71B en amont du compresseur assure des conditions d'admission optimales et protège le compresseur des dommages dus à une pression faible ou fluctuante.
- À chaque étape de refroidissement, des mesures précises de la température assurent une liquéfaction efficace et sont essentielles pour la synchronisation, la régénération et la qualité du produit. Notre capteur de température iTHERM TM131 est le choix idéal pour ces applications.
- Pendant la séparation, l'air frais est refroidi à des températures extrêmement basses (inférieures à -184 °C). Le capteur de température multipoint iTHERM TMS02 assure une surveillance fiable de la température pour une séparation efficace de l'azote, de l'oxygène et de l'argon.
- Assurer un liquide suffisant pour la vaporisation est crucial pour la stabilité des opérations. Notre radar filoguidé Levelflex FMP54 surveille de façon fiable le niveau de liquide dans le rebouilleur, évitant ainsi l'endommagement du rebouilleur.
©Adobe Stock/ Grispb
Hydrogène vert : l'alimentation sans CO2 pour la production d'ammoniac
Généralement, la majorité de l'hydrogène utilisé dans la synthèse de l'ammoniac provient du reformage du méthane à la vapeur (SMR) du gaz naturel. Ce processus dégage des émissions importantes de dioxyde de carbone (hydrogène « gris »). L'hydrogène vert, produit par électrolyse de l'eau à l'aide de sources d'énergie renouvelables, offre une solution de rechange propre pour remplacer l'hydrogène dérivé des combustibles fossiles.
Notre expertise dans le domaine
Le stockage de l'hydrogène présente des défis uniques. Il nécessite beaucoup d'espace en raison de sa faible densité énergétique, et des pressions élevées ou des températures extrêmement froides pour le stockage, ce qui le rend coûteux. En outre, l'hydrogène est inflammable et sujet à des fuites, exigeant des mesures de sécurité strictes. Le stockage de grandes quantités d'hydrogène vert signifie également qu'une certaine quantité d'énergie est inévitablement perdue au fil du temps.
- Garantir une mesure de pression précise est indispensable pour prévenir les surpressions et prolonger la durée de vie des compresseurs. Notre transmetteur de pression Cerabar PMP71B mesure la compression de l'hydrogène avec précision et fiabilité.
- La température affecte l'efficacité de la compression. Notre capteur de température iTHERM Moduline TM131 peut être utilisé pour surveiller l'efficacité du compresseur.
- Avec Endress+Hauser, vous avez un fournisseur unique pour vos skids de comptage dans toute la chaîne de valeur de l'hydrogène. Pour garantir des transactions fiables et le respect des normes, notre expertise dans le domaine vous accompagne tout au long du projet.
©Endress+Hauser
Production d'ammoniac (Haber-Bosch)
Le procédé Haber-Bosch est une méthode industrielle bien établie pour la production d'ammoniac (NH₃). Les matières premières primaires pour le procédé sont l'azote et l'hydrogène. Le N2 de l'unité de séparation de l'air est combiné avec le H2 et réagit via le procédé de Haber-Bosch dans un réacteur de conversion d'ammoniac.
Notre expertise dans le domaine
L'instrumentation de mesure joue un rôle crucial pour assurer le fonctionnement sûr et efficace des procédés de production d'ammoniac. Voici quelques aspects clés de la façon dont l'instrumentation de mesure contribue à une production d'ammoniac sûre :
- L'oxygène peut être un problème réel concernant l'empoisonnement du catalyseur. Même les traces d'oxygène peuvent causer des dommages irréversibles. Avec un analyseur d'oxygène tel que OXY5500, les impuretés dans le gaz d'alimentation peuvent être surveillées étroitement.
- Les thermocouples multiples tels que iTHERM MultiSens Flex TMS01 sont stratégiquement placés dans le lit catalytique pour détecter les pics ou gradients de température anormaux.
- Un analyseur de process Raman Rxn5 permet la mesure quantitative de la composition chimique, vous aidant à surveiller et à contrôler la concentration d'ammoniac dans la boucle de réacteur et la performance du catalyseur et à optimiser le process.
- Trop d'hydrogène crée un risque d'explosion dans la boucle de process. C'est pourquoi il est essentiel d'obtenir le bon rapport stœchiométrique hydrogène/azote dans le réacteur. Notre débitmètre Coriolis Promass F 300 est adapté à cette application.
- Le réacteur est une priorité dans la protection contre les surpressions du fait de la réaction exothermique et de la possibilité de conditions d'emballement. Le transmetteur de pression intelligent Cerabar PMP71B peut aider à prévenir la surpression au cœur du procédé de Haber-Bosch.
Avantages
Une instrumentation de mesure fiable et sûre dans la production d'ammoniac vert améliore non seulement la sécurité mais contribue également de manière significative à l'efficacité globale du process, à l'utilisation des ressources, à la réduction des émissions et à la conformité avec les objectifs et règlementations liés au développement durable. Ces avantages contribuent ensemble à l'élaboration d'un process de production d'ammoniac plus sûr, plus durable et respectueux de l'environnement.
Chiffres clés
10
millions d'appareils installés dans des applications de sécurité depuis 1953
Chiffres clés
3%
d'augmentation du rendement de la production d'ammoniac vert grâce à la technologie Raman
Comment rendre la production d'ammoniac vert plus sûre
L'instrumentation de process joue un rôle crucial dans l'augmentation de la sécurité de la production d'ammoniac vert en fournissant des données fiables sur les paramètres de process critiques. Une mesure fiable peut accroître la sécurité par :
- Identifier les zones chaudes dans le réacteur et empêcher ainsi la surchauffe localisée en surveillant et en contrôlant la température de façon multipoint
- Prévention de la sur-pressurisation grâce à la surveillance
- Détection des impuretés dans le flux d'ammoniac pouvant présenter des risques pour la sécurité avec la technologie TDLAS
- Surveillance des variations de pression importantes dans l'ASU
- Détection des fuites dans le stockage d'hydrogène vert
