واحد ریفرمینگ کاتالیستی یکی از بخش‌های حیاتی پالایشگاه‌ها برای ارتقای کیفیت بنزین و تولید آروماتیک‌ها است. عملکرد پایدار این واحد به شدت وابسته به سلامت و کارایی کاتالیست‌ها است. کاهش فعالیت کاتالیست‌ها یا مسمومیت سطحی آنها، می‌تواند منجر به افت کیفیت محصول و افزایش هزینه‌های عملیاتی شود. از این‌رو، استفاده از حسگرهای متصل و فناوری اینترنت اشیاء (IoT) به‌عنوان ابزاری نوین برای پایش و مدیریت چرخه عمر کاتالیست‌ها اهمیت ویژه‌ای پیدا کرده است.
اجزای سامانه مدیریت کاتالیست‌ها
۱٫ سنسورهای دما و فشار: اندازه‌گیری لحظه‌ای شرایط واکنش برای شناسایی انحراف‌های حرارتی که می‌تواند منجر به دمای نقطه داغ (Hot Spot) شود.
۲٫ سنسورهای ترکیب گاز (Gas Analyzers): اندازه‌گیری غلظت هیدروژن، هیدروکربن‌های سبک و CO برای تشخیص افت فعالیت کاتالیست.
۳٫ سنسورهای جریان (Flow Meters): کنترل دقیق نسبت خوراک به هیدروژن.
۴٫ گیت‌وی‌های IoT: انتقال داده‌های فرآیندی به بستر ابری یا مرکز کنترل از طریق پروتکل‌هایی مانند MQTT یا OPC UA.
5. داشبورد تحلیلی: ارائه شاخص‌هایی مانند فعالیت لحظه‌ای کاتالیست، میزان دِاکتیواسیون و پیش‌بینی زمان تعویض.
پروتکل‌های ارتباطی
Modbus TCP/RTU: اتصال مستقیم سنسورها به PLC.
OPC UA: یکپارچه‌سازی داده‌های فرآیندی و ارائه به سیستم DCS یا SCADA.
MQTT: انتقال داده‌های بلادرنگ و سبک به پلتفرم‌های ابری.
LoRaWAN: مناسب برای پایش سنسورهای دورافتاده یا تجهیزاتی با محدودیت توان.
روش‌های تحلیل داده برای کاتالیست‌ها
مدل‌سازی افت فعالیت (Deactivation Modeling): ترکیب داده‌های دما و ترکیب خوراک برای تخمین سرعت داکتیواسیون.
آنالیز پروفایل دمایی: شناسایی نقاط داغ در بستر کاتالیست با استفاده از آرایه‌های حسگر حرارتی.
تحلیل گازهای خروجی: افزایش CO یا کاهش بازده هیدروژن نشانه کاهش عملکرد کاتالیست است.
الگوریتم‌های یادگیری ماشین: پیش‌بینی طول عمر با توجه به شرایط عملیاتی و تاریخچه استفاده.
رویکردهای عملی در مدیریت کاتالیست
۱٫ پایش لحظه‌ای سلامت کاتالیست‌ها: جلوگیری از افت ناگهانی کیفیت محصول.
۲٫ برنامه‌ریزی شستشو یا احیای کاتالیست: زمان‌بندی دقیق عملیات regeneration بر اساس داده‌های واقعی.
۳٫ بهینه‌سازی شرایط عملیاتی: تنظیم دما و فشار واکنش برای افزایش طول عمر کاتالیست.
۴٫ یکپارچه‌سازی با سیستم‌های مدیریت انرژی: جلوگیری از مصرف غیرضروری بخار یا هیدروژن.
در یک پالایشگاه آسیایی، سامانه‌ای مجهز به حسگرهای گاز آنلاین و دماسنج‌های چندنقطه‌ای روی راکتور ریفرمینگ نصب شد. داده‌ها از طریق MQTT به یک پلتفرم ابری منتقل شدند و الگوریتم‌های یادگیری ماشین برای تشخیص الگوهای کاهش فعالیت کاتالیست به‌کار رفتند. نتیجه نشان داد که با شناسایی زودهنگام نقاط داغ و اجرای احیای به‌موقع، طول عمر کاتالیست‌ها تا ۲۰٪ افزایش یافت و هزینه‌های خرید کاتالیست جدید به‌طور قابل‌توجهی کاهش پیدا کرد.
مزایا
افزایش طول عمر کاتالیست‌ها با پایش هوشمند و احیای به‌موقع.
کاهش هزینه‌های عملیاتی از طریق جلوگیری از افت کیفیت محصول.
بهبود ایمنی فرآیند با تشخیص زودهنگام نقاط داغ.
تصمیم‌گیری مبتنی بر داده با داشبوردهای بلادرنگ.
مدیریت کاتالیست‌های واحد ریفرمینگ با استفاده از حسگرهای متصل و IoT، به‌عنوان یک رویکرد نوین در پالایشگاه‌ها، امکان پایش بلادرنگ، تحلیل پیش‌بینانه و برنامه‌ریزی دقیق برای احیا یا تعویض کاتالیست را فراهم می‌کند. این رویکرد علاوه بر کاهش هزینه‌ها، بهره‌وری و پایداری فرآیند را به شکل قابل‌توجهی ارتقا می‌دهد و گامی مهم در مسیر پالایشگاه هوشمند محسوب می‌شود.
اگر به دنبال پیاده‌سازی این سیستم در پروژه‌های صنعتی خود هستید، همین حالا با شماره های ۰۹۱۲۸۵۷۸۰۴۶ و ۰۹۱۲۰۱۹۱۳۶۸ تماس بگیرید و یا به ایمیل info@iotbiz.ir درخواست خود را ارسال کنید تا مشاوره رایگان دریافت کنید و راهکار مناسب را دریافت کنید.