La produzione di biocarburanti impone condizioni di processo particolarmente severe, che si riflettono direttamente sulle esigenze di misura all’interno delle bioraffinerie. Gli strumenti impiegati devono operare in ambienti con idrocarburi contenenti idrogeno, ad alte pressioni e in liquidi a bassa densità. Per rispondere a queste sfide, WIKA ha fornito a un cliente indicatori di livello magnetici personalizzati, progettati per garantire prestazioni affidabili anche in condizioni operative estreme.

Nel contesto della decarbonizzazione dei trasporti, l’HVO (olio vegetale idrotrattato) e l’HEFA (esteri e acidi grassi idroprocessati) rappresentano soluzioni sostenibili, ottenute da materie prime come oli vegetali, oli esausti e grassi animali. Questi biocarburanti vengono utilizzati sia nel settore automotive che in quello aeronautico.

Misura di livello in reattori e serbatoi critici
La produzione di HVO e HEFA prevede fasi fondamentali come l’idrotrattamento e l’idroisomerizzazione, che coinvolgono numerosi reattori, serbatoi e recipienti di processo. Questi svolgono funzioni critiche come reazioni catalitiche, separazioni, lavaggi, rigenerazioni e stoccaggi. In tutti i casi, è indispensabile una misura di livello precisa e affidabile.

Un monitoraggio affidabile dei livelli è difficile da garantire con gli strumenti standard, soprattutto nelle condizioni di produzione descritte all’inizio. Gli strumenti devono funzionare in modo affidabile in idrocarburi contenenti idrogeno a pressioni elevate fino a 58 barg e, allo stesso tempo, misurare con precisione in liquidi con densità eccezionalmente basse, fino a 462 kg/m³.

Galleggianti in titanio: leggeri, resistenti, precisi
L’etichetta del prodotto identifica l’applicazione: in questo caso, il modello BNA è configurato per la misura di livello del biopropano liquido. A seconda del fluido di processo, può includere sensori magnetostrittivi, contatti di commutazione e galleggianti in titanio rivestiti in DLC (in basso a destra).
Per affrontare queste condizioni, il team WIKA ha sviluppato una soluzione basata sull’indicatore di livello magnetico BNA, equipaggiato con galleggianti in titanio. Questo materiale, oltre a garantire un’elevata resistenza alla pressione, è sufficientemente leggero da assicurare una galleggiabilità ottimale anche in liquidi a bassa densità.

Protezione avanzata grazie al rivestimento DLC
Per la misura di livello in una bioraffineria, tuttavia, è stato necessario proteggere in modo particolare i galleggianti in titanio. Questo perché esiste il rischio di infragilimento da idrogeno in determinate condizioni di processo. Per questo motivo, i galleggianti sono stati rivestiti con uno speciale rivestimento DLC (diamond-like carbon). Questo rivestimento agisce come barriera contro la penetrazione dell’idrogeno e offre una protezione aggiuntiva contro l’usura meccanica.

Le specifiche tecniche del cliente richiedevano anche un’esecuzione dello strumento non convenzionale, con una camera di bypass maggiorata (3″, schedula 40) rispetto allo standard (2″, schedula 10). Questo ha comportato la realizzazione di galleggianti personalizzati con diametro esterno di 72 mm, sviluppati attraverso soluzioni ingegneristiche avanzate e processi produttivi di alta precisione.
Materiali speciali per ambienti corrosivi
A causa della possibile presenza di acidi grassi liberi, CO2, acqua e cloro nei fluidi di processo, è stato necessario impiegare materiali altamente resistenti alla corrosione. Per le zone più critiche è stata scelta la lega Inconel 625, nota per la sua eccellente resistenza chimica.

Misura di livello nella bioraffineria - anche in assenza di alimentazione
Grazie alla combinazione di materiali avanzati, progettazione su misura e tecnologie affidabili, WIKA ha fornito una soluzione di misura in grado di garantire prestazioni elevate e continuità operativa anche in caso di interruzione dell’alimentazione. L’indicatore BNA assicura infatti un’indicazione continua del livello anche in assenza di alimentazione, il controllo affidabile del processo è garantito anche in caso di blackout.