Trace Moisture in Chlorine Production

다운로드 (139 KB)

Rapid Detection of Moisture in Chlorine Processing

Plant Name:    North American Electrolysis Plant

Industry:          Chemical

Product(s):      Chlorine

Application

Figure 1 - Trace moisture levels in ChlorineChlorine is used as an intermediate chemical in the production of high-demand products such as bleach, acids, and PVC. To achieve the quality required for each product, chlorine manufacturers know the importance of measuring moisture levels in the chlorine gas at key points as it moves through the process toward liquefaction. 

Electrolysis plants create hydrogen and chlorine from a brine solution. Chlorine gas generated from the anolyte of the electrolysis tank generally contains between 0.5 to 2.0 vol% H2O (figure 1). The sample is then cooled and filtered to remove brine, subsequently emerging as wet chlorine gas. The wet gas flows to a drying tower where it is treated with sulfuric acid to reduce the moisture content down to ppm levels. Acid mist remaining in the dry chlorine gas flows to a dry chlorine tower where it is removed. The dry chlorine gas is then sent to a reciprocating compressor for liquefaction. 
 

Challenges

Learning immediately if there is ineffective drying or ingress of moisture into the process is critical to safe and smooth operation. For example, the presence of even trace levels of moisture after the dry chlorine tower causes corrosion of the chlorine compressor and contaminates the product with chlorine hydrate and hydrous iron chloride. When a specified level of corrosion is detected, the process must be shut down to correct these issues.

Since manufacturers must respond rapidly to the presence of moisture, they rely on sensors for alerts. A conventional moisture sensor with a range of 1-5 ppm could have a T90 response time of an hour (note: T90 is the amount of time it takes for the sensor to measure 90% of the maximum analyte level). After measuring moisture in the process, the conventional sensor must recover quickly to allow it to recognize another event. Due to sensor saturation, recovery time from large concentration spikes of moisture can take more than 24 hours. A slow-recovery sensor could miss the presence of additional moisture and lead to further contamination and corrosion. 

If a sensor is not operating, the manufacturer cannot detect moisture in the chlorine and must stop the process. Unfortunately, sensors can deteriorate and deliver inaccurate measurements due to contact with the process. This deterioration leads to maintenance costs that are associated with recalibrating or replacing the sensor. 

 

Solution

To maximize chlorine production, manufacturers need to prevent corrosion of equipment and increase the time between shutdowns. To support safe and continued chlorine production, Yokogawa’s TDLS8000 Laser Analyzer responds accurately to low quantities (in ppm) of moisture, recovers quickly after a moisture detection event, and simplifies maintenance. Since it uses solid-state electronics, the sensor will not drift and will not require re-calibration.

The TDLS8000 can respond to single-digit ppm step changes and recover from the presence of moisture in as fast as one second. Since the sensor does not contact the process, it does not degrade and will provide accurate readings over a longer period of time than conventional sensors; therefore, manufacturers are alerted more reliably to immediate, potential issues.

Since device design is modular and provides isolation from the process, maintenance is greatly simplified. In an extreme event such as a lightning strike or contaminated gas purge, any part of the TDLS8000 can be serviced or repaired in the field. For added ease, all modular components are automatically detected by the analyzer and no additional configuration is required.

In addition to measurement, the TDLS8000 Laser Analyzer assists in troubleshooting by storing 50 days of spectral data and diagnostics. This enables manufacturers to review spectral images and attain positive verification that an event was caused by moisture and not an analyzer fault. This information can be conveniently accessed via a USB flash drive, remotely via a network, or through the HMI.

 

Key Advantages

•    High sensitivity in the sensor enables users to address process issues more quickly. Minimum range is 0-30 ppm H2O. TDLS8000
•    The sensor’s rapid recovery times enable faster corrective action to address moisture issues.
•    Since the sensor does not drift, maintenance and shutdown costs are substantially reduced.
•    TDLS is a non-contacting measurement that never requires calibration or consumables.
 

업종

  • 기초화학

    Yokogawa는 세계적으로 벌크 화학 시장에 서비스를 제공해 왔으며 이 시장에서 인정받는 선두 주자입니다. Yokogawa는 제품, 솔루션 및 업계 전문 기술을 통해 시장 및 생산 요구 사항을 이해하고 플랜트의 라이프 사이클을 통해 안정적이고 효율적인 솔루션을 제공하기 위해 협력합니다.

    See More
  • 벌크화학

    석유 화학 제품, 무기물 또는 중간체를 생산하든 관계없이 화학 회사는 안전하고 호환되는 작업을 유지하면서 적시에 효율적인 방법으로 제품을 제공하는 비용과 마진 압박에 시달리고 있습니다. 또한 화학 회사들은 공급 원료 및 에너지 가격의 변동에 적응하고 가장 수익성 높은 제품 혼합을 시장에 제공해야 합니다.

    Yokogawa는 벌크 화학 시장의 자동화 요구 사항을 세계적으로 지원해 왔으며 이 시장에서 인정받는 선두 주자입니다. Yokogawa는 제품, 솔루션 및 업계 전문 기술을 통해 시장 및 생산 요구 사항을 이해하고 플랜트의 수명주기를 통해 안정적이고 비용 효율적인 솔루션을 제공하기 위해 협력합니다.

    See More
  • 석유화학

    석유화학 업종 고객사의 요구는 매우 다양합니다. 경쟁이 치열한 오늘날의 시장에서 앞서 나간다면, 생산자는 품질과 생산성을 향상시키기 위해 노력하고 있습니다. Yokogawa는 이 분야에서의 오랜 기간의 광범위한 경험을 바탕으로 이러한 요구에 맞는 맞춤 솔루션을 제공합니다.

    See More
  • 화학

    화학 플랜트는 연속 및 Batch 생산 공정에 의존하며, 각각은 제어 시스템에 대한 다양한 요구 사항을 제시합니다. 연속 공정은 실패하지 않고 생산 라인을 중단시키는 견고하고 안정적인 제어 시스템을 필요로하는 반면, Batch 공정의 중요성은 수식, 절차 및 공정을 조정하는 데 있어 큰 유연성을 허용하는 제어 시스템을 갖추는 데 있습니다. 두 종류의 시스템 모두 제품의 사용 가능한 품질 내역에서 관리되어야 하며 비일상적인 작업을 수행할 수 있어야 합니다. Yokogawa는 광범위한 제품 포트폴리오, 숙련된 시스템 엔지니어 및 글로벌 영업 및 서비스 네트워크를 통해 모든 공장 공정에 대한 솔루션을 제공합니다.

    See More

Related Products & Solutions

  • In-Situ Gas Analyzer TDLS8000

    Yokogawa의 새로운 TDLS™8000은 업계 최고의 기능을  전부 담았습니다. 이 플랫폼은 샘플 추출 및 컨디셔닝 장치의 필요없이 현장 측정을 위한 것입니다.

    See More
  • Oxygen Analyzers

    산소 분석계는 연소 제어, 공정 품질, 안전 및 환경 응용 분야에서 중요한 측정을 제공합니다.

    See More

Top