pH-Messung Automatisches pH-Reinigungssystem verbessert Nutzung und Wartung

Autor / Redakteur: Markus Kur / M.A. Manja Wühr

Bei der Reinigung von Paraffinen wurden pH- und Redoxmessungen in Kombination mit einem Reinigungs- und Kalibriersystem so optimiert, dass sich die Standzeit auf sechs Monate erhöhte und der Wartungsaufwand stark minimiert werden konnte.

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Paraffine sind wahre Multitalente. Ihr Einsatz reicht vom einfachen Massenprodukt bis hin zu Spezialitäten wie Wärmespeichermedien. Ein weiterer Vorteil: Sie sind toxikologisch unbedenklich. Denn sie werden während der Produktion von Schadstoffen wie Schwefelwasserstoff oder Aromaten mithilfe von Hochdruckhydrierverfahren befreit.

Der bei der Hydrierung frei werdende giftige Schwefelwasserstoff wird in einem Absorber über eine Oxidationsstufe zu elementarem Schwefel umgewandelt. Die Gesamtgleichung hierfür lautet:

H2S + ½ O2 –> S + H2O

Damit die Oxidation von Sulfid (S2–) funktioniert, ist die Redox-Spannung vor und nach dem Oxidizer ein wichtiges Kriterium, damit der Schwefelwasserstoff (H2S) in der Kolonne entfernt werden kann. Die Redox-Spannung muss vor dem Oxidizer etwa –300 mV und nach dem Oxidizer etwa –100 mV betragen, um eine Aussage über die optimale Funktion der Oxidation zu Schwefel zu erhalten. Wird die Redox-Spannung zu positiv, so können sich Salze bilden, die sich negativ auf die Absorption von H2S auswirken. Gleichzeitig aber ist auch der pH-Wert des Waschwassers ein Kriterium für dessen Absorptionsqualität. Wird dieses zu sauer, muss mit Natronlauge neutralisiert werden.

Verlässliche Analytik gefragt

Für seine Paraffinproduktion war das Unternehmen Sasol Wax auf der Suche nach einer verlässlichen Analytik des pH-Wertes und der Redox-Spannung vor und nach dem Oxidizer. In den ersten Überlegungen ging man von täglichen Stichprobenmessungen aus, was aber einen großen Arbeitsaufwand und hohe indirekte Kosten verursachte. Insbesondere wurden folgende Anforderungen gestellt:

• Der pH- und Redoxwert sollte täglich zu verschiedenen Zeiten an den beiden Messpunkten aufgenommen und im PLS visualisiert werden.

• Der letzte Messwert sollte so lange fixiert werden, bis der neue Messwert aufgenommen wird.

• Die Standzeit der Elektrode sollte möglichst lang sein.

• Eine Kalibrierung und Überwachung beider Parameter sollte möglich sein.

• Der Wartungsaufwand sollte minimiert werden.

Messsystem nach Maß

Mit der Xeroylt Plus Elektrode InPro 4250 SG konnten sowohl der pH-Wert und die Redox-Spannung als auch die Temperatur gemessen werden. Gerade in H2S-haltigen Medien hat die Elektrode bisher sehr gute Standzeiten erreicht. Zudem wurde der Vollautomat EasyClean 400 X mit seiner frei programmierbaren Funktionalität installiert.

Die Reinigungssysteme wurden so programmiert, dass die Elektroden nur alle zwei Stunden für einen definierten Zeitraum in den Prozess eingefahren werden, um sie in der Zwischenzeit in der Wechselarmatur lagern zu können, was eine Verlängerung der Standzeit der Sensoren garantiert. Einmal die Woche werden die Elektroden automatisch mit einer 2-Punkt-Kalibrierung für die pH-Messung und mit einer 1-Punkt-Kalibrierung für die Redoxmessung justiert.

Die spezifischen Bezugselektrodenwiderstände der Elektrode wurden im Transmitter hinterlegt, um bei einer Verschmutzung des Diaphragmas eine Warnmeldung auszulösen. Werden beim Redoxwert die eingestellten Toleranzen überschritten, erscheint eine Warnmeldung. Sowohl der Planer als auch die Betriebsingenieurin äußerten sich sehr positiv über die hohe Funktionalität und Verfügbarkeit der Messungen, denn bei Standzeiten der Sensoren von sechs Monaten entsprach die vorgeschlagene Lösung den Erwartungen.

Der Autor ist Sales-Engineer im Geschäftsbereich Prozessanalytik bei der Mettler-Toledo GmbH, Gießen.

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