RIEPILOGO 

Sostenibilità: i rifrattometri di processo Polaris di Vaisala favoriscono la sostenibilità nel settore petrolifero e del gas consentendo di misurare le concentrazioni in tempo reale, senza calibrazione e manutenzione, ottimizzando l'impiego delle risorse e riducendo le emissioni.

Condizioni difficili: il modello Polaris PR53GPEX di Vaisala, con parti bagnate in Hastelloy-C e la certificazione Ex, è progettato per gli ambienti di raffinazione impegnativi, non richiede altre certificazioni e permette di ridurre i tempi di inattività.

Efficienza e riduzione dei costi: migliorando il controllo dei processi in applicazioni come l'alchilazione e la cattura del carbonio, i rifrattometri di processo Vaisala contribuiscono a ridurre l'utilizzo di prodotti chimici, tagliare i costi di esercizio e limitare l'impatto ambientale.

Mentre il mondo si orienta verso fonti di energia più ecologiche, la riduzione delle emissioni e dell’impatto ambientale nell’industria petrolifera e del gas è oggi più importante che mai. Per questo motivo, è essenziale promuovere la sostenibilità nel settore petrolifero e del gas e i rifrattometri di processo Vaisala fanno la differenza.

Misurazioni senza calibrazione e manutenzione

I rifrattometri di processo PR53 di Vaisala consentono di misurare le concentrazioni di liquidi mediante l'indice di rifrazione che viene misurato attraverso il rilevamento dell'angolo della luce riflessa al limite della finestra di misurazione e del liquido di processo. Per saperne di più sulla misurazione dell'indice di rifrazione, vedere: Indice di rifrazione, tecnologia

I rifrattometri di processo in linea di Vaisala sono progettati per fornire un monitoraggio continuo e in tempo reale. I rifrattometri di processo vengono spesso impiegati in ambiti industriali che richiedono un controllo preciso della concentrazione dei liquidi, incluso il settore petrolifero e del gas.

Il rifrattometro di processo PR53GPEX di Vaisala viene fornito con una funzione opzionale appositamente ideata per l'uso in raffineria, RP. Grazie alla scelta del materiale appropriato per le parti a contatto con il fluido, ovvero la lega C276, nota anche come Hastelloy-C, e alla struttura monoblocco migliorata, il dispositivo è progettato per ambienti particolarmente impegnativi, come quelli caratterizzati dalla presenza di acido nitrico e acido caustico. Grazie alla certificazione Ex per Zona 2 o Zona 0, a seconda della configurazione selezionata, e alla presenza di parti bagnate prive di saldature, il prodotto risulta particolarmente pratico poiché non richiede certificazioni o test aggiuntivi spesso associati alle saldature o all'impiego in aree pericolose. Le scelte costruttive e la robustezza intrinseca della tecnologia assicurano un funzionamento normale senza deriva né manutenzione. Nelle installazioni su larga scala con migliaia di sensori, questa caratteristica garantisce notevoli risparmi di tempo e denaro.

Processi di lavorazione del petrolio e del gas più sostenibili

L'utilizzo di un rifrattometro di processo Vaisala nel settore petrolifero e del gas contribuisce a migliorare l'efficienza dei processi e a ridurre gli sprechi. Poiché i rifrattometri di processo misurano la concentrazione dei liquidi in tempo reale, gli operatori possono monitorare e regolare i processi con maggiore precisione. Nella raffinazione del petrolio e nella produzione petrolchimica, la precisione dei dati delle concentrazioni permette di ottimizzare l'utilizzo delle materie prime, ridurre il consumo energetico e la necessità di additivi chimici.

Ad esempio, nel processo di alchilazione con cui si produce l'alchilato per aumentare l'ottano della benzina, la concentrazione di acido solforico può essere misurata e ottimizzata con precisione, risparmiando potenzialmente decine di tonnellate di acido in un impianto. In questo modo, si riducono i costi, si limita l'impatto ambientale del processo e si convertono i rifiuti in un prodotto di valore.

Un rifrattometro di processo PR53GP può anche contribuire alla cattura e allo stoccaggio del carbonio ottimizzando la concentrazione di ammina nelle unità di abbattimento. In questo modo, si agevola la rimozione della CO₂, riducendo i costi dell'ammina e l'impatto ambientale.

Rendendo i processi più efficienti, il rifrattometro di processo PR53GPEX di Vaisala permette alle aziende petrolifere e del gas di risparmiare denaro, di ridurre l'impatto ambientale e di preservare le risorse.

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Questo articolo è il terzo di una serie in tre parti su come i rifrattometri Vaisala aiutano a ottimizzare la produzione di API. La prima parte ha esplorato l'ottimizzazione dello scambio di solventi utilizzando i dati dei trend di misura dell’indice di rifrazione (IR), mentre la seconda ha trattato il controllo della cristallizzazione con l'IR.

In molti impianti API, il lavaggio del pannello filtrante (o torta) costituisce un punto critico del processo produttivo. Dopo la cristallizzazione, l'API deve essere separato dalla fase liquida e pulito, di solito tramite il lavaggio della torta filtrante utilizzando un solvente. L'obiettivo è semplice: rimuovere la soluzione madre residua dai cristalli per ottenere un prodotto puro, senza compromettere la resa. La sfida consiste nell'ottimizzare la quantità del solvente: sufficiente per raggiungere la purezza, ma non al punto da sprecare tempo, materiali o prodotto.

Indice di rifrazione come strumento PAT

La misura dell’indice di rifrazione supporta un approccio Quality by Design aiutando a identificare i parametri critici di processo:

• Quale tipo di lavaggio utilizzare?
• Quanto solvente è necessario?
• Quali parametri influenzano maggiormente la qualità e la resa?

Durante lo sviluppo, l'indice di rifrazione può anche essere usato per confrontare i solventi per individuare quello che assicura un lavaggio efficace e riduce la solubilità degli ingredienti farmaceutici attivi (API).

Customer case: ottimizzazione dei solventi guidata dai dati

Un cliente di Vaisala ha utilizzato l'indice di rifrazione per valutare le proprie prestazioni di lavaggio e determinare se fosse davvero necessario uno strumento di controllo dei processi. In laboratorio, un rifrattometro VAISALA misurava la concentrazione del liquido dopo il lavaggio, mentre una bilancia registrava la quantità di solvente utilizzata. Tracciando il volume del solvente in funzione dell'IR si è ottenuto un chiaro profilo di processo:

• Fase di spostamento: l'IR rimane costante mentre la soluzione madre viene spinta fuori.
• Fase di miscelazione: l'IR cambia man mano che il solvente di lavaggio rimuove impurità residue.
• Fase di completamento: l'IR si stabilizza, segnalando la fine del lavaggio efficace.

Il team ha inoltre testato diversi solventi, misurando l'IR di ciascuno sia allo stato puro che in condizioni di saturazione con gli API. Questo ha rivelato se il lavaggio terminava con un solvente effettivamente pulito, oppure con un solvente già vicino alla saturazione, rischiando la perdita di prodotto.

Risultati principali

• Solvente a bassa solubilità: lavaggio inefficace e cristalli non completamente puliti.
• Solvente ad alta solubilità: dissoluzione delle particelle fini, formazione di canali preferenziali e lavaggio inefficace.
• I dati dell'IR hanno confermato che la scelta del solvente può sia proteggere la resa sia causare perdite di prodotto.

Conclusione

Questi test hanno costituito una solida prova di fattibilità, permettendo al cliente di passare in modo efficiente alla fase pilota. È stato concluso che la misura dell’indice di rifrazione (IR) rappresenta uno strumento prezioso, riproducibile e ricco di dati per ottimizzare il lavaggio della torta filtrante, non solo nello sviluppo dei processi in laboratorio e nel loro scale-up, ma anche come strumento di controllo in tempo reale durante la produzione. Monitorando il momento in cui la misura dell’indice di rifrazione (IR) si stabilizza, gli operatori possono determinare con precisione il completamento del lavaggio, riducendo l’uso superfluo di solvente, i tempi di processo e prevenendo il sovralavaggio. I rifrattometri Vaisala supportano sia l'ottimizzazione dei processi basata sui dati sia un controllo dei processi efficiente e convalidato.

Per saperne di più sulla misura dell'indice di rifrazione per ottimizzare il lavaggio della torta filtrante, guarda la nostra nota applicativa.