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Temperaturmessung So messen Sie zuverlässig Temperaturen in chemischen Reaktoren

Autor / Redakteur: Timo Gaumert / Dr. Jörg Kempf

Temperatur ist der meist gemessene Parameter in der Prozessautomatisierung. Dadurch entsteht eine enorme Vielfalt von Anforderungen. Am Beispiel der Temperaturmesstechnik für Reaktoren wird die Wichtigkeit einer zuverlässigen Temperaturerfassung deutlich.

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Rohrbündelreaktor mit parallel angeordneten 1,5 bis 6 cm dünnen Rohren. Innerhalb dieser Rohre muss jeweils ein Thermometer mit kleinstmöglichem Querschnitt platziert werden, welches möglichst viele Messpunkte auf der gesamten Länge erfasst.
Rohrbündelreaktor mit parallel angeordneten 1,5 bis 6 cm dünnen Rohren. Innerhalb dieser Rohre muss jeweils ein Thermometer mit kleinstmöglichem Querschnitt platziert werden, welches möglichst viele Messpunkte auf der gesamten Länge erfasst.
(Bilder: Endress+Hauser; © allapen - Fotolia.com)

Eine der großen Herausforderungen in der Temperaturmesstechnik sind Multipoint-Thermoelemente in chemischen Reaktoren. Dort haben zuverlässige Temperaturmessungen einen hohen Stellenwert für den sicheren und effizienten Betrieb der Gesamtanlage.

Bei einem großen Chemieunternehmen kam 2008 das Thema der Temperaturmessung für die katalytische Hydrierung auf. Damals stand ein geplanter Stillstand des Hydrierreaktors an. Für die vom Erstausrüster verbauten Mehrfach-Thermoelemente sah das Unternehmen einigen Optimierungsbedarf. Beispielsweise gab es Schwierigkeiten in der Handhabung dieser speziellen Sensoren, sodass die einzelnen Elemente während des Ein- bzw. Ausbaus aufgrund der extremen Starrheit für Beschädigungen anfällig waren.

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Die Folge davon war in der Vergangenheit das Fehlen von einigen Temperaturmesspunkten nach dem Anfahren der Anlage. In Zusammenarbeit mit Endress+Hauser sollte an dieser Stelle Abhilfe geschaffen werden.

Temperaturprofile von katalytischen Reaktionsverfahren

Die Tragweite der fehlenden Messpunkte wird deutlich, wenn man sich näher mit den Prozessabläufen in Festbettreaktoren beschäftigt. Festbettreaktoren sind grundsätzlich in zahlreichen chemischen, petrochemischen und Raffinerie-Anlagen anzutreffen. Katalytische Reaktionsverfahren sind erforderlich, wenn die Reaktion nur in Anwesenheit eines Katalysators mit ausreichend großer Reaktionsgeschwindigkeit abläuft.

Hierzu zählen sehr unterschiedliche Bautypen, allgemein werden sie jedoch als Festbettreaktoren bezeichnet. Die Temperatur innerhalb der Katalysatorschüttung, des Bettes, hat eine entscheidende Aussagekraft über den Reaktionsverlauf und die Qualität der Stoffumsetzung. Die Erfassung in den unterschiedlichen Katalysatorschichten ist somit für den Betreiber unverzichtbar.

Beispiel Rohrbündelreaktor: Wie hier die Temperaturmessung mithilfe von Multipoint-Thermoelementen funktioniert, erfahren Sie auf der nächsten Seite.

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