공정 안전성 및 생산 수율 향상

탱크 블랭킷 공정 안전

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많은 공정 엔지니어와 제조업체에게 생산 주기에는 세심한 주의가 필요한 두 가지 중요한 영역이 있습니다. 공정 안전 및 제품 품질. 두 경우 모두 탱크와 공정 용기의 산소 수준을 정확하게 측정하고 제어하는 ​​것이 가장 중요합니다. 이 성공 사례는 분석기 기반 산소 측정 불활성화 시스템을 통해 제조 공장에서 어떻게 공정 안전을 향상시키고 제품 품질을 개선하며 생산 수율을 높일 수 있었는지 탐구합니다.

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미시간 주 디트로이트에 위치한 대규모 국제 화학 제조업체 공장은 자동차 산업에 사용되는 특수 촉매를 생산합니다. 생산에는 여러 구성 요소를 대형 벌크 탱크에 넣고 용매를 사용하여 혼합하는 고유한 독점 공정이 필요합니다. 솔벤트 자체를 포함하여 혼합물의 일부 구성 요소는 가연성이므로 위험한 연소 위협이 있습니다. 공정 안전을 유지하기 위한 노력의 일환으로 특히 압력 불활성 시스템과 같은 다양한 완화 기술이 구현되었습니다. 이 기술은 압력 밸브를 사용하여 압력 변화에 따라 용기의 헤드 스페이스로 유입되는 불활성 가스의 양을 제어합니다.

목표는 혼합 용기 로딩 프로세스의 속도를 높여 촉매 생산을 늘리는 것이었습니다.

압력 불활성화 시스템은 몇 년 동안 충분히 작동했지만 플랜트에 필요한 두 가지 귀중한 구성 요소가 부족하여 더 이상 실행 가능한 솔루션이 아닙니다. 첫째, 가연성 임계값 미만으로 수준을 유지하여 용기를 불활성화하기 위해 헤드스페이스에서 적절한 양의 산소가 제거되었음을 정확하게 측정하고 문서화해야 했습니다. 둘째, 혼합물을 구성하는 다양한 화학 성분의 유속을 증가시키기 위해 시스템을 수정할 수 있는 능력이었습니다. 목표는 혼합 용기 로딩 프로세스의 속도를 높여 촉매 생산을 늘리는 것이었습니다. 제조사 제품의 시장 성공으로 수요가 증가했고, 믹싱 탱크에서 발생하는 병목 현상으로 생산 속도가 어려움을 겪었습니다.

프로세스 탱크 열기
산소 분석 및 불활성 제어의 효과적인 사용을 통해 공정 안전성 및 생산 수율 개선을 효과적으로 추구할 수 있습니다.

관심

플랜트 안전 엔지니어링은 공급 라인에 정전기 축적 및 축적을 방지하기 위해 체적 공급 속도를 낮게 유지해야 한다고 결정했습니다. 이 비율은 시스템이 기계적 관점에서 생산할 수 있는 것보다 훨씬 낮습니다. 안전 임계값을 유지하는 데 필요한 산소 수준의 정확한 측정 없이는 공급 속도를 더 이상 증가시키기에는 위험이 너무 컸습니다. 따라서 병목 현상이 발생했습니다.

솔루션

병목 현상을 제거하고 생산 수율을 향상시킬 수 있는 기술을 고안하는 임무를 맡은 플랜트 엔지니어 그룹은 솔루션을 찾았습니다. 팀은 산소 분석기 기반 질소 불활성 제어 시스템으로 나아가기로 결정했습니다. 프로젝트의 첫 번째 단계는 탱크 헤드스페이스의 산소 수준을 규정된 수준 아래로 유지하는 것을 목표로 하는 불활성 시스템이 있기 때문에 그들이 유지하는 데 필요한 최대 허용 산소 농도를 결정하는 것이었습니다.

프로젝트의 첫 번째 단계는 탱크 헤드스페이스의 산소 수준을 규정된 수준 아래로 유지하는 것을 목표로 하는 불활성 시스템이 있기 때문에 그들이 유지하는 데 필요한 최대 허용 산소 농도를 결정하는 것이었습니다.

다양한 화학 화합물에 대한 제한 산화제 농도(LOC) 또는 최대 산화제 농도(MOC) 및 상한 또는 하한 가연성 한계(UFL/LFL) 계산에 사용되는 제조업체의 표에서 사용할 수 있는 대부분의 데이터가 경험적이므로 산소의 적절한 측정은 필수적입니다. 이는 데이터가 정확하지 않으며 약간의 오차가 예상될 수 있음을 의미합니다. NFPA(National Fire Protection Association)는 지침 69에서 이 문제를 해결하고 안전 측면의 불확실성과 오류를 제거하는 안전 요소를 설정했습니다.

NFPA 지침 69 2019
NFPA 지침 69

폭발 방지 시스템에 대한 NFPA 69 표준, 2019년판

이 표준은 가연성 가스, 증기, 미스트, 먼지 또는 혼합 혼합물의 가연성 농도를 포함하는 인클로저에 폭발 방지 시스템을 설치하기 위한 최소 요구 사항을 다루어야 합니다. 이 표준은 설계 엔지니어, 운영 인력 및 관할 당국에 대한 기본 정보를 제공해야 합니다.

NFPA 69에 대해 자세히 알아보기

최대 산소 농도 목표가 설정되면 팀은 시스템의 원료 공급 라인의 유량을 평가하기 시작했습니다. 다른 라인의 이송 속도를 높여 정확한 생산성 증가 허용치를 설정하면서 산소를 허용된 최대값 이하로 유지했습니다. 데이터가 혼합 용기에 대한 재료 처리량을 안전을 손상시키지 않고 대략 2배의 속도로 충분히 증가할 수 있다고 결정하자 흥분이 높아졌습니다. 완전한 산소 분석 시스템의 제안된 도입에서 가치를 확인합니다.

또한 산소 분석기에서 생성된 데이터를 PLC에 쉽게 공급하고 추적 목적으로 저장할 수 있습니다. 이것은 필요할 때 문제를 해결하고 안전 규정 준수를 문서화하는 데 매우 중요합니다.

결론

분석기 기반 산소 측정 불활성 시스템의 사용은 고객에게 윈-윈인 것으로 입증되었습니다. 이를 통해 무엇보다도 연소 위험을 크게 줄이기 위해 필요한 임계값 미만으로 산소 수준을 유지함으로써 안전이 항상 유지되도록 할 수 있었습니다. 또한 고객은 생산 속도를 XNUMX배 이상 높이려는 목표를 달성하여 수익에 상당한 긍정적인 영향을 미쳤습니다. 마지막으로 안전 감사 시 필요한 데이터 기록을 생성하고 문서화할 수 있는 기회를 제공했습니다.

MSA Bacharach의 가스 불활성화 전문가는 다양한 응용 분야에서 도움을 드릴 수 있습니다. 도움이 필요하면 다음에서 프로젝트 세부 정보를 제공하십시오. myBacharach.com/GAsurvey 당사의 응용 엔지니어 중 한 명이 불활성화를 사용하여 공정을 최적화하는 데 도움을 줄 것입니다.

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