BR112020014181A2 - monitoramento sem fio e perfilamento das condições do reator utilizando a pluralidade de etiquetas de rfid ativadas por sensor e transceptores múltiplos - Google Patents

monitoramento sem fio e perfilamento das condições do reator utilizando a pluralidade de etiquetas de rfid ativadas por sensor e transceptores múltiplos Download PDF

Info

Publication number
BR112020014181A2
BR112020014181A2 BR112020014181-0A BR112020014181A BR112020014181A2 BR 112020014181 A2 BR112020014181 A2 BR 112020014181A2 BR 112020014181 A BR112020014181 A BR 112020014181A BR 112020014181 A2 BR112020014181 A2 BR 112020014181A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
rfid
sensor
activated
reaction zone
signal
Prior art date
Application number
BR112020014181-0A
Other languages
English (en)
Inventor
Kaspar Joseph VOGT
Original Assignee
Shell Internationale Research Maatschappij B.V.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shell Internationale Research Maatschappij B.V. filed Critical Shell Internationale Research Maatschappij B.V.
Publication of BR112020014181A2 publication Critical patent/BR112020014181A2/pt

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0242Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly vertical
    • B01J8/025Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly vertical in a cylindrical shaped bed
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10316Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves using at least one antenna particularly designed for interrogating the wireless record carriers
    • G06K7/10356Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves using at least one antenna particularly designed for interrogating the wireless record carriers using a plurality of antennas, e.g. configurations including means to resolve interference between the plurality of antennas
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1809Controlling processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1818Feeding of the fluidising gas
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00Measuring or testing not otherwise provided for
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0723Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00026Controlling or regulating the heat exchange system
    • B01J2208/00035Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
    • B01J2208/00044Temperature measurement
    • B01J2208/00061Temperature measurement of the reactants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00539Pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00548Flow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00584Controlling the density
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00592Controlling the pH
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00628Controlling the composition of the reactive mixture
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00734Controlling static charge

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

Trata-se de um sistema e método para monitorar 5 condições do processo, de maneira sem fio, dentro de um vaso de reator. Uma pluralidade de etiquetas de identificação por radiofrequência (RFID) ativadas por sensor são dispostas em locais não especificados ou aleatórios em todo o leito de catalisador de um vaso e são usadas para medir várias condições dentro do vaso. As etiquetas de RFID ativadas por sensor são codificadas com códigos de identificação individuais e são conectadas, de maneira sem fio, a vários 10 transceptores. O uso de vários transceptores permite a aplicação de métodos de triangulação para identificar a localização de cada uma das etiquetas de RFID ativadas por sensor no espaço tridimensional e o interrogatório de cada etiqueta de RFID ativada por sensor para receber sinais de transponder responsivos que transportam informações representativas das condições detectadas dentro do reator.

Description

“MONITORAMENTO SEM FIO E PERFILAMENTO DAS CONDIÇÕES DO REATOR UTILIZANDO A PLURALIDADE DE ETIQUETAS DE RFID ATIVADAS POR SENSOR E TRANSCEPTORES MÚLTIPLOS” REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS
[001] O presente pedido reivindica o benefício do pedido pendente de paten- te provisória nº de série US. 62/616.155, depositado em 11 de janeiro de 2018, cuja divulgação inteira é aqui incorporada por referência.
CAMPO DA INVENÇÃO
[002] A presente invenção refere-se a um sistema e método para monitora- mento, de forma sem fio, e perfilamento tridimensional de condições dentro de um vaso de processo, como um reator.
ANTECEDENTES
[003] Vasos de reatores contendo catalisador são comuns em refinarias e usinas químicas. Ao operar esses reatores, é desejável medir ou monitorar as condi- ções do processo dentro do vaso, porque essas informações podem ajudar no con- trole das condições de reação dentro do vaso do reator. Métodos atuais para se me- dir as condições dentro de um vaso de reator exigem uma conexão física, como uma conexão elétrica ou pneumática, ao sensor que transmite informações medidas pelo sensor para exibição externa. Um exemplo de tais meios de medição é o uso de termopares para se medir a temperatura. Para se usar um termopar para medir a temperatura em um local dentro de um vaso de reator, é necessário um poço ter- mométrico. O poço termométrico é instalado através da parede do vaso e se esten- de para um local em que a temperatura é medida dentro do vaso.
[004] É desejável ter a capacidade de se medir e observar as condições do processo em locais dentro de um vaso do reator e transmitir, de maneira sem fio, as informações para coleta e processamento em um local remoto. Além disso, é dese- jável poder fornecer um perfil tridimensional de condições em todo o volume de uma zona de reação definida por um vaso. É proposto o uso de etiquetas de identificação por radiofrequência (RFID) ativadas por sensor para medir várias das condições dentro de um volume de reator, como pressão, temperatura, composição de fluidos, composição de vapores e líquidos, pH e taxa de vazão, e transmitir, de maneira sem fio, as informações medidas para coleta e processamento remotos.
[005] Um exemplo de uma etiqueta de RFID ativada por sensor usada para se medir condições ambientais é descrita no documento US 7.397.370. Esta patente apresenta um sistema que fornece monitoramento de um ambiente usando-se uma pluralidade de conjuntos de identificação por radiofrequência ("RFID"). O sistema pode incluir uma etiqueta de RFID, com um código de identificação único ("ID") as- sociado, configurada com um sensor para detectar informações sobre o ambiente e uma antena para transmitir, de maneira sem fio, as informações detectadas para um sistema de processamento. As informações transmitidas recebidas pelo sistema de processamento incluem as informações ambientais detectadas junto ao código de identificação associado, e são processadas para fornecer monitoramento de um am- biente e alterações no ambiente monitorado.
[006] Outra referência que descreve o uso de etiquetas de RFID ativadas por sensor para medir e rastrear condições ambientais variáveis é o documento US
8.106.778. Esta patente divulga um método e sistema capazes de rastrear condi- ções variáveis usando-se identificação por radiofrequência (RFID). Uma etiqueta de sensor de RFID é usada para medir uma condição variável, como localização, tem- peratura, pressão e umidade. Em resposta a um sinal de interrogação transmitido por um dispositivo leitor de RFID, a etiqueta de sensor de RFID transmite um sinal que inclui dados de identificação de etiqueta associados aos dados variáveis que representam a condição medida. O sinal de resposta inclui dados variáveis e dados não variáveis, para que as condições medidas possam ser associadas aos dados de identificação da etiqueta. O dispositivo leitor de RFID também pode receber uma pluralidade de sinais de resposta, cada um a partir de uma dentre uma pluralidade de etiquetas de RFID. Nesse caso, pelo menos um dentre a pluralidade de sinais de resposta pode incluir dados variáveis que representam uma condição medida na respectiva uma dentre a pluralidade de etiquetas de RFID e dados de identificação de etiqueta da respectiva um dentre a pluralidade de etiquetas de RFID.
[007] A Publicação de Patente US 2007/0215709 divulga um sensor basea- do em RFID que inclui circuito de RFID combinado com um sensor. O elemento sen- sor está configurado para alterar o estado de condutividade com base em sua expo- sição a uma condição física do ambiente circundante ao qual o sensor está exposto.
Essas condições físicas podem incluir a presença ou ausência de gás, luz, som, temperatura, pressão, umidade e/ou outras condições do ambiente. Em resposta a um sinal de RF transmitido por um interrogador de RFID, o sensor baseado em RFID transmite, para recepção pelo interrogador de RFID, um código de identificação (ID) e outras informações associadas à exposição atual ou anterior do sensor baseado em RFID a uma ou mais condições físicas. O sensor baseado em RFID também po- de ser alimentado pela energia de RF fornecida pelo interrogador de RFID.
[008] A patente US nº 9.317.795 divulga um sistema de detecção por RFID que inclui uma variedade de elementos sensores dispostos em uma superfície. Cada elemento sensor inclui um microchip de RFID, uma antena acoplada operacional- mente ao microchip e um material sensível à pressão disposto na antena. Um siste- ma de leitor de RFID fornece um sinal de interrogação para cada elemento sensor que transmite um sinal de volta ao leitor de RFID através da antena acoplada quan- do o material sensível à pressão de um elemento sensor do tapete é comprimido.
[009] Essas publicações não divulgam nem sugerem nada sobre o uso de etiquetas de RFID ativadas por sensor para se medir condições ambientais ou de processo dentro de um vaso de reator ou para transferir, de maneira sem fio, infor- mações relacionadas às condições medidas dentro de um vaso de reator para rece-
bimento, processamento e uso adicional. As publicações ainda não divulgam ou en- sinam qualquer coisa sobre o fornecimento de monitoramento, de maneira sem fio, e perfilamento tridimensional das condições físicas dentro de uma zona de reação de- finida por um vaso de reator.
[010] No entanto, nós inventamos um sistema e método que fornece detec- ção ou medição locais de condições ambientais ou de processo em locais por toda uma zona de reação de um reator e transmissão sem fio por etiquetas de RFID ati- vadas por sensor para múltiplos receptores de ondas de RF que contêm informa- ções específicas de identificação de etiqueta e informações representativas da con- dição medida dentro do reator. Isso permite o perfilamento tridimensional de condi- ções dentro da zona de reação.
SUMÁRIO
[011] Por conseguinte, é fornecido um sistema para monitoramento, de ma- neira sem fio, e perfilamento de condições de processo dentro de um vaso de reator.
O vaso de reator do sistema define uma zona de reação, que inclui um leito de cata- lisador que compreende partículas de catalisador e uma pluralidade de etiquetas de RFID ativadas por sensor dispostas no leito de catalisador. Estão incluídos transcep- tores que incluem uma primeira antena de transceptor de RFID, uma segunda ante- na de transceptor de RFID e uma terceira antena de transceptor de RFID. A primeira antena de transceptor de RFID é conectada, de maneira sem fio, a cada etiqueta de RFID ativada por sensor da pluralidade e é capaz de transmitir um primeiro sinal de interrogação e receber um primeiro sinal de transponder de RFID que é transmitido em resposta ao primeiro sinal de interrogação. A segunda antena do transceptor de RFID é conectada, de maneira sem fio, a cada etiqueta de RFID ativada por sensor da pluralidade e é capaz de transmitir um segundo sinal de interrogação e receber um segundo sinal de transponder de RFID que é transmitido em resposta ao segun- do sinal de interrogação. A terceira antena de transceptor de RFID é conectada, de maneira sem fio, a cada etiqueta de RFID ativada por sensor da pluralidade e é ca- paz de transmitir um terceiro sinal de interrogação e receber um terceiro sinal de transponder de RFID que é transmitido em resposta ao dito terceiro sinal de interro- gação. Cada etiqueta de RFID ativada por sensor da pluralidade é codificada com um código de identificação não variável único e é capaz de detectar uma condição do reator dentro da zona de reação, receber sinais de interrogação dos transcepto- res e, em resposta aos sinais de interrogação, transmitir os sinais de transponder de RFID. Os sinais de transponder de RFID incluem informações representativas dos códigos de identificação não variáveis únicos e das condições de um reator associa- das às etiquetas de RFID ativadas por sensor. O sistema fornece a determinação e o perfilamento tridimensional das condições do processo por toda a zona de reação.
[012] Também é fornecido um método para monitoramento, de maneira sem fio, e perfilamento de condições de processo dentro de um vaso de reator. Esse va- so de reator define uma zona de reação que inclui um leito de catalisador que com- preende partículas de catalisador e uma pluralidade de etiquetas de RFID ativadas por sensor dispostas no leito de catalisador. O leito de catalisador é caracterizado como tendo uma altura e uma largura ou diâmetro. O método inclui a transmissão de sinais de interrogação por pelo menos três antenas de transceptor de RFID. Os si- nais de interrogação são recebidos por cada etiqueta de RFID ativada por sensor.
Em resposta aos sinais de interrogação, cada etiqueta de RFID ativada por sensor transmite seu sinal de transponder de RFID associado que inclui informações que representam um código de identificação não variável único e uma condição circun- dante que está associada à etiqueta de RFID ativada por sensor. As antenas de transceptor de RFID recebem os sinais de transponder de RFID associados que são processados para fornecer perfilamento tridimensional das condições do processo dentro da zona de reação.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[013] A Figura 1 é um esquema que representa uma modalidade do sistema inventivo para monitoramento, de maneira sem fio, e perfilamento tridimensional de condições dentro da zona de reação de um vaso de reator.
[014] A Figura 2 é uma vista em planta do corte transversal A-A do vaso de reator representado na Figura 1.
[015] A Figura 3 é um diagrama que ilustra certos elementos do sistema para monitoramento de reator sem fio e perfilamento tridimensional de condições dentro da zona de reação de um reator. A Figura 3 ilustra uma única etiqueta de RFID ati- vada por sensor entre uma pluralidade de etiquetas ativadas por sensor dispostas dentro de um leito de catalisador e pelo menos três leitores/interrogadores de RFID que estão conectados, de maneira sem fio, à etiqueta de RFID ativada por sensor.
Os leitores/interrogadores de RFID são conectados a um sistema de computador para processar as informações contidas nos sinais de RF recebidos transmitidos pe- la etiqueta de RFID ativada por sensor.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[016] Modalidades da invenção incluem um sistema e método para monito- rar, de maneira sem fio, condições dentro de um vaso de reator e para fornecer per- fis tridimensionais das condições por toda a zona do reator definida pelo vaso de reator.
[017] Depositados simultaneamente com este pedido de patente estão os três pedidos de patente provisória relacionados, intitulados "SP2118 - Wireless Moni- toring and Profiling of Reactor Conditions Using Plurality of Sensor-Enabled RFID Tags Having Known Locations", "SP2119 - Wireless Monitoring and Profiling of Re- actor Conditions Using Arrays of Sensor-Enabled RFID Tags Placed At Known Reac- tor Heights” e “SP2066 - Wireless Reactor Monitoring System Using Passive Sensor Enabled RFID Tag”; respectivamente, com números de série 62/616.148,
62/616.185 e 62/616.166.
[018] As condições medidas dentro do vaso de reator podem incluir condi- ções ambientais ou de processo, como pressões ou temperaturas em vários locais dentro do vaso de reator. As condições medidas podem ainda incluir outros parâme- tros, como porcentagens de vapor e líquido, taxas de vazão, pH e composições químicas de fluidos contidos dentro ou passando pelo vaso de reator.
[019] A invenção fornece condições de medição remota dentro de um reator usando-se uma pluralidade de etiquetas de RFID ativadas por sensor que são dis- persas por todo o leito de catalisador de um reator e, em uma modalidade, são colo- cadas em locais não especificados ou aleatórios por toda a zona de reação de um vaso de reator. As etiquetas de RFID ativadas por sensor transmitem, de maneira sem fio, informações sobre as condições detectadas dentro do reator por transmis- são de ondas de rádio em resposta a sinais de interrogação transmitidos pelos di- versos transceptores do sistema.
[020] O sistema de processamento inclui meios, como um computador com código de programa associado, para processar as informações contidas nos sinais transmitidos pelas etiquetas de RFID ativadas por sensor da pluralidade para forne- cer um perfil tridimensional das condições dentro do vaso do reator. O sistema faz isso com transceptores e a pluralidade de etiquetas de RFID ativadas por sensor com cada etiqueta de RFID ativada por sensor da pluralidade fornecendo meios para medir ou detectar uma ou mais condições ambientais existentes em locais dentro e por toda a zona de reação e leito de catalisador de um vaso de reator.
[021] Neste relatório descritivo, cada etiqueta de RFID ativada por sensor da pluralidade é um dispositivo que inclui um sensor configurado com ou conectado operacionalmente a uma etiqueta de RFID passiva. O sensor fornece meios para se detectar uma condição ou parâmetro ambiental ou de processo dentro do vaso do reator e meios para se fornecer uma entrada de sinal, que contém informações re-
presentativas da condição ou parâmetro particularmente medido, à etiqueta de RFID conectada. As etiquetas de RFID passivas ensinadas na técnica incluem um circuito integrado acoplado a uma antena de transponder para receber um sinal de interro- gação de uma antena de leitor (transceptor) de RFID e para transmitir um sinal de transponder em resposta à recepção do sinal de interrogação.
[022] Um sistema de processamento é usado para processar os sinais transmitidos pelas etiquetas de RFID ativadas por sensor. Como as etiquetas de RFID ativadas por sensor são passivas, cada uma transmite um sinal de transponder de RFID em resposta ao recebimento dos sinais de interrogação transmitidos pelas várias antenas de leitores de RFID do sistema. Como observado acima, cada sensor é integrado a uma etiqueta de RFID e é capaz de detectar uma ou mais condições dentro da zona de reação.
[023] O componente de sensor das etiquetas de RFID ativadas por sensor é selecionado a partir de um grupo de qualquer sensor adequado conhecido pelos versados na técnica. Exemplos de condições ou parâmetros ambientais detectados ou medidos pelos sensores incluem pressão, temperatura, composição química, composição de vapor e líquido, densidade, taxa de vazão, pH, vibração, radiação, fluxo magnético, intensidade da luz, condutividade e intensidade do som. Os ele- mentos sensores preferidos incluem aqueles selecionados a partir do grupo que consiste em sensores de temperatura, sensores de pressão, sensores químicos, sensores de umidade, sensores de pH, sensores de fluxo, sensores de líquido/vapor e qualquer combinação dos mesmos.
[024] Cada sensor integrado e etiqueta de RFID, ou seja, a etiqueta de RFID ativada por sensor, fornece meios para detectar uma condição do reator, receber um sinal de interrogação e, em resposta ao sinal de interrogação, transmitir um sinal de transponder de RFID contendo informações que são representativas da condição medida do reator. As publicações de patentes US 2013/0057390; US 9.563.833; US
9.412.061; US 9.035.766; e WO 03/098175 apresentam exemplos de etiquetas de RFID ativadas por sensor. Essas publicações de patentes são incorporadas no pre- sente documento por referência.
[025] Uma característica necessária da invenção é que cada uma das eti- quetas de RFID ativadas por sensor da pluralidade deve ser codificada com um có- digo de identificação único e não variável. Isso é importante porque, em resposta ao recebimento dos sinais do transceptor de cada um dos múltiplos transceptores RFID, cada etiqueta de RFID ativada por sensor transmite sinais de transponder contendo dados únicos de identificação de etiquetas, juntamente com os dados variáveis me- didos ou detectados pelo sensor associado. A transmissão da informação represen- tativa do código de identificação de etiqueta não variável único com a informação variável representativa de uma condição ambiental do reator medida ou detectada pelo sensor de RFID fornece a associação da informação variável transmitida a um sensor específico.
[026] As etiquetas de RFID ativadas por sensor são dispostas por todo o lei- to de catalisador dentro da zona de reação do reator. Em uma modalidade preferida da invenção, várias etiquetas de RFID ativadas por sensor são colocadas dentro do leito de catalisador em locais não especificados ou aleatórios. Dois ou mais de dois, como pelo menos três transceptores são colocados dentro ou fora da zona de rea- ção, em locais, de forma que eles sejam conectados, de maneira sem fio, às etique- tas de RFID ativadas por sensor dispostas no leito de catalisador. Os transceptores são colocados em locais e distâncias um do outro conhecidos, de forma que seus sinais de interrogação possam ser usados em combinação com os sinais de trans- ponder das etiquetas de RFID ativadas por sensor para se obter informações sobre as distâncias e direções angulares das etiquetas de RFID ativadas por sensor dos transceptores. As informações relacionadas às distâncias e direções angulares de- vem ser tais que um método de triangulação adequado possa ser aplicado para se determinar os locais pontuais de cada etiqueta de RFID ativada por sensor no espa- ço tridimensional da zona de reação.
[027] O código de identificação não variável único associado a cada uma das etiquetas de RFID ativadas por sensor permite a identificação de cada etiqueta de RFID ativada por sensor com sua localização pontual no espaço tridimensional, que é determinada pela aplicação do método de triangulação acima mencionado. Além disso, o uso do código de identificação único e não variável fornece a conexão ou associação de cada etiqueta de RFID ativada por sensor da pluralidade com as con- dições do reator detectadas por ela. Assim, cada etiqueta de RFID ativada por sen- sor é capaz de receber um sinal de interrogação de cada um dos dois ou mais trans- ceptores e, em resposta aos sinais de interrogação, transmitir sinais de transponder de RFID que incluem informações representativas do código de identificação não variável único e da condição do reator medida associada à etiqueta de RFID ativada por sensor. Isso permite o perfilamento tridimensional das condições ambientais medidas dentro da zona de reação do reator.
[028] O vaso de reator da invenção pode ser qualquer vaso adequado fabri- cado com qualquer material adequado conhecido pelos versados na técnica. Em muitas aplicações, o vaso de reator geralmente define um volume que contém cata- lisador e no qual são introduzidos reagentes ou matérias-primas. Em uma modalida- de da invenção, o vaso de reator define uma zona de reação dentro da qual existe um leito de catalisador que compreende partículas de catalisador. A zona de reação também pode incluir vários leitos de catalisador, incluindo o que é conhecido como leito empilhado. A zona de reação pode ser preenchida por qualquer arranjo ade- quado de catalisador ou leitos de catalisador, inclusive sendo completamente preen- chida com partículas de catalisador ou partículas de suporte, ou ambas.
[029] O vaso do reator pode ainda ser equipado com uma entrada que for- nece comunicação fluida para dentro da zona de reação e meios para introduzir uma corrente de alimentação, como hidrocarbonetos, na zona de reação. O vaso do rea- tor também pode ser equipado com uma saída que fornece comunicação fluida da zona de reação e meios para remover uma corrente de efluente, como produtos de reação, da zona de reação.
[030] Qualquer tipo de fluxo de alimentação ou fluido pode ser introduzido ou contido dentro da zona de reação do vaso do reator, incluindo água, hidrocarbonetos e outros produtos químicos. Exemplos de hidrocarbonetos incluem hidrocarbonetos leves, tais como aqueles com 1 a 4 ou 5 átomos de carbono, aromáticos, nafta, que- rosene, diesel, óleo gasoso e óleo pesado, como resíduos (resid). Tipicamente, a zona de reação contém um ou mais leitos de partículas de catalisador juntamente com qualquer um dos fluidos acima mencionados, que preferencialmente incluem qualquer um dos hidrocarbonetos listados.
[031] As partículas de catalisador na zona de reação podem ser de qualquer tamanho e formato normalmente usados na indústria, incluindo extrudadas de qual- quer formato (por exemplo, cilindros, dilobos, trilobos e quadrilobos), esferas, bolas, agregados irregulares, pílulas e pós. Os tamanhos de partícula de catalisador podem estar na faixa de 0,1 mm a 200 mm, mas, mais tipicamente, o tamanho das partícu- las de catalisador está na faixa de 0,5 mm a 100 mm ou de 1 mm a 20 mm, e elas podem ter qualquer composição.
[032] As composições de catalisador comuns incluem um componente de óxido inorgânico, como sílica, alumina, sílica-alumina e titânia. A composição de ca- talisador pode ainda compreender um componente de metal catalítico, como qual- quer um dos metais de transição, incluindo cromo, molibdênio, tungstênio, rênio, fer- ro, cobalto, níquel, paládio, platina, ouro, prata e cobre. A concentração dos compo- nentes metálicos das partículas de catalisador pode ser superior a 60% em peso, com base no metal, independentemente de seu estado real, e, tipicamente, a con- centração de metal está na faixa de 0,1 a 30% em peso, com base no metal, inde-
pendentemente do seu estado real.
[033] As etiquetas de RFID ativadas por sensor da pluralidade são dispostas em locais não especificados ou aleatórios dentro do leito de catalisador da zona de reação, de modo que cada uma das etiquetas de RFID ativadas por sensor seja cer- cada por partículas de catalisador. Para um reator típico, as dimensões geométricas de profundidade e largura definem o leito de catalisador. Para reatores que são defi- níveis em profundidade e largura, uma profundidade típica do leito de catalisador está na faixa de 0,5 a 20 metros, e uma largura efetiva típica do leito de catalisador está na faixa de 0,5 a 20 metros. Assim, cada uma das etiquetas de RFID ativadas por sensor pode ser cercada por uma camada ou envelope de partículas de catali- sador com uma espessura superior a 20 metros, o que exige que os sinais de inter- rogação e transponder passem através de uma espessura de leito de partículas de catalisador de cerca de 0,5 a cerca de 20 metros.
[034] Uma modalidade preferida da invenção compreende pelo menos três antenas de transceptor de RFID, cada uma das quais está conectada, de maneira sem fio, a cada uma das etiquetas de RFID ativadas por sensor da pluralidade. Os transceptores são colocados em locais conhecidos e distâncias relativas entre si. As informações sobre o posicionamento dos transceptores, em combinação com as in- formações de distância e direção angulares em relação ao posicionamento de cada etiqueta de RFID ativada por sensor da pluralidade, que são obtidas por seu interro- gatório usando os transceptores, são usadas na aplicação da metodologia de trian- gulação para determinar a localização pontual tridimensional de cada etiqueta de RFID ativada por sensor da pluralidade dentro da zona de reação ou leito de catali- sador do reator.
[035] Na modalidade preferida, uma primeira antena de transceptor de RFID é colocada em um local conhecido que é remoto às etiquetas de RFID ativadas por sensor dentro do leito de catalisador da zona de reação; desde que a primeira ante-
na de transceptor de RFID esteja conectada ou acoplada, de maneira sem fio, a ca- da uma das etiquetas de RFID ativadas por sensor da pluralidade. A primeira antena de transceptor de RFID é configurada para permitir a transmissão de um primeiro sinal de interrogação a cada uma das etiquetas de RFID ativadas por sensor da plu- ralidade e para receber os primeiros sinais de transponder de RFID de resposta de cada uma das etiquetas de RFID ativadas por sensor da pluralidade.
[036] A modalidade preferida do sistema inventivo inclui ainda uma segunda antena de transceptor de RFID que é colocada em um local conhecido remoto em relação às etiquetas de RFID ativadas por sensor dentro do leito de catalisador da zona de reação; desde que a segunda antena de transceptor de RFID seja conecta- da ou acoplada, de maneira sem fio, a cada uma das etiquetas de RFID ativadas por sensor da pluralidade. A segunda antena de transceptor de RFID está configurada para permitir a transmissão de um segundo sinal de interrogação a cada uma das etiquetas de RFID ativadas por sensor da pluralidade e para receber segundos si- nais de transponder de RFID de resposta de cada uma das etiquetas de RFID ativa- das por sensor da pluralidade.
[037] O sistema também inclui uma terceira antena de transceptor de RFID que é colocada em um local conhecido remoto em relação às etiquetas de RFID ati- vadas por sensor no leito catalítico da zona de reação; desde que a terceira antena de transceptor de RFID seja conectada ou acoplada, de maneira sem fio, a cada uma das etiquetas de RFID ativadas por sensor da pluralidade. A terceira antena de transceptor de RFID é configurada para permitir a transmissão de um terceiro sinal de interrogação a cada uma das etiquetas de RFID ativadas por sensor da pluralida- de e para receber o terceiro sinal de transponder de RFID de resposta de cada uma das etiquetas de RFID ativadas por sensor da pluralidade.
[038] A primeira antena de transceptor de RFID, a segunda antena de trans- ceptor de RFID e a terceira antena de transceptor de RFID são colocadas em locais conhecidos e distâncias relativas entre si ou em um ponto de referência e às etique- tas ativadas por sensor da pluralidade, para que a triangulação possa ser aplicada para identificar os locais pontuais de cada uma das etiquetas ativadas por sensor no espaço tridimensional da zona de reação do reator.
[039] É preferível posicionar as antenas de transceptor de RFID dentro da zona de reação, pois isso elimina a necessidade dos sinais de interrogador e de transponder passarem através da parede do vaso do reator. No entanto, outra mo- dalidade do sistema da invenção é posicionar ou colocar as antenas de transceptor de RFID externas ao vaso do reator.
[040] As antenas de transceptor de RFID são operativamente conectadas a um ou mais leitores que fornecem sinais de interrogação às antenas de leitor de transceptor de RFID e fornecem o recebimento dos sinais de transponder de RFID transmitidos por cada uma das etiquetas de RFID ativadas por sensor da pluralida- de. Os meios de computador fornecem o processamento das informações transpor- tadas por cada um dos sinais de transponder de RFID e a exibição ou fornecimento de uma saída em relação às informações do perfil tridimensional sobre condições por toda a zona de reação.
[041] Agora faz-se referência à Figura 1, que é uma representação esque- mática de uma modalidade do sistema inventivo 10 para monitorar, de maneira sem fio, e perfilar as condições do processo dentro do vaso do reator 12. O vaso de rea- tor 12 define uma zona de reação 14. A zona de reação 14 contém o leito de catali- sador 16 preenchido e compreendendo de partículas de catalisador 18. O vaso do reator 12 está equipado com um bico de entrada 22 que está operacionalmente co- nectado ao conduto 24. O bico de entrada 22 fornece meios para comunicação fluida através do conduto 24 e meios para introduzir uma alimentação na zona de reação
14. O vaso de reator 12 também está equipado com o bico de saída 26 conectado operacionalmente ao conduto 28 e fornecendo meios para comunicação fluida atra-
vés do conduto 28 e meios para remover um efluente da zona de reação 14.
[042] A Figura 1 mostra uma modalidade do sistema inventivo 10 que inclui a primeira antena de transceptor de RFID 32, a segunda antena de transceptor de RFID 34 e a terceira antena de transceptor de RFID 36 posicionada dentro da zona de reação 14. As antenas do transceptor de RFID são colocadas no espaço tridi- mensional da zona de reação 14 em locais conhecidos e distâncias relativas entre si.
[043] Embora a Figura 1 mostre que cada uma das antenas de transceptor de RFID está posicionada dentro da zona de reação 14, uma ou mais antenas de transceptor de RFID podem, alternativamente, ser colocadas em locais externos ao vaso de reator 12. É importante, no entanto, posicionar as antenas de transceptor de RFID para que elas sejam conectadas ou acopladas, de maneira sem fio, a cada etiqueta de RFID ativada por sensor 40 da pluralidade de etiquetas de RFID ativadas por sensor 40, distribuídas por toda a zona de reação 14 e dispostas no leito de ca- talisador 16.
[044] Embora a primeira antena de leitor de RFID 32 seja mostrada como lo- calizada acima da superfície 41 do leito de catalisador 16, entende-se que a primeira antena de leitor de RFID 32 pode ser colocada em qualquer lugar dentro da zona de reação 14, inclusive dentro dos limites e cercada por partículas de catalisador do leito de catalisador 16. Isso também se aplica à segunda antena de leitor de RFID 34 e à terceira antena de leitor de RFID 36, que são mostradas como localizadas abai- xo do leito do catalisador 16. Essas antenas de transceptor de RFID também podem ser colocadas em qualquer lugar dentro da zona de reação 14, inclusive dentro dos limites e cercadas por partículas de catalisador do leito de catalisador 16. Como ob- servado acima, para cada colocação de um transceptor, o mesmo deve ser conecta- do, de maneira sem fio, a cada etiqueta de RFID ativada por sensor 40 da pluralida- de de etiquetas de RFID ativadas por sensor 40.
[045] Uma vista em planta do corte transversal 2-2 é representada na Figura
2. As posições de cada etiqueta de RFID ativada por sensor 40 são mostradas na Figura 1 e Figura 2, que ilustram como a pluralidade de etiquetas de RFID ativadas por sensor 40 pode ser colocada ou disposta em locais não especificados ou aleató- rios, por todo o leito de catalisador 16.
[046] Na operação do sistema inventivo 10, a primeira antena de leitor de RFID 32 transmite o primeiro sinal de interrogação 42 para cada etiqueta de RFID ativada por sensor 40 da pluralidade. Isso é representado na Figura 1 por um símbo- lo de seta de onda de RF 42 que se estende da primeira antena de leitor de RFID 32 para uma das etiquetas de RFID ativadas por sensor 40 da pluralidade de etiquetas de RFID ativadas por sensor 40. No entanto, é reconhecido que o primeiro sinal de interrogação 42 é uma onda de rádio que é transmitida simultaneamente a todas as etiquetas de RFID ativadas por sensor 40 da pluralidade distribuída por todo o leito de catalisador 16.
[047] Cada etiqueta de RFID ativada por sensor 40 da pluralidade recebe o primeiro sinal de interrogação 42. Em resposta à recepção do primeiro sinal de inter- rogação 42, cada etiqueta de RFID ativada por sensor 40 transmite, respectivamen- te, seu primeiro sinal de transponder de RFID 44 associado, que inclui informações representativas do código de identificação não variável único codificado na etiqueta de RFID ativada por sensor 40 específica, e informações representativas de uma condição de reator variável detectada ou medida por e associada à etiqueta de RFID ativada por sensor 40. O primeiro sinal de transponder de RFID associado 44 é re- cebido pela primeira antena de transceptor de RFID 32 e é processado pelo sistema de processamento de sinais 46.
[048] A Figura 1 representa o primeiro sinal de transponder de RFID associ- ado 44 por um símbolo de seta de onda de RF que se estende a partir de uma única etiqueta de RFID ativada por sensor 40 da pluralidade. Entende-se que cada uma das etiquetas de RFID ativadas por sensor 40 transmitirá seu próprio primeiro sinal de transponder de RFID 44 associado individual, que transporta um código de identi- ficação único não variável e informações variáveis sobre o sensor, representativas de uma condição variável de sensor detectada ou medida por e associada à etiqueta de RFID ativada por sensor 40 específica.
[049] A segunda antena de transceptor de RFID 34 e a terceira antena de transceptor de RFID 36 são configuradas, cada uma, em relação à pluralidade de etiquetas de RFID ativadas por sensor 40 de uma maneira semelhante à primeira antena de transceptor de RFID 32. Assim, a segunda antena de leitor de RFID 34 transmite um segundo sinal de interrogação 48 para cada etiqueta de RFID ativada por sensor 40 da pluralidade. Isso é representado por um símbolo de seta de onda de RF que se estende da segunda antena de leitor de RFID 34 a uma das etiquetas de RFID ativadas por sensor 40 da pluralidade de etiquetas de RFID ativadas por sensor 40. Note-se, no entanto, que o segundo sinal de interrogação 48 é uma onda de rádio que é transmitida simultaneamente a todas as etiquetas de RFID ativadas por sensor 40 da pluralidade, distribuída por todo o leito de catalisador 16.
[050] Cada etiqueta de RFID ativada por sensor 40 da pluralidade recebe o segundo sinal de interrogação 48. Em resposta à recepção do segundo sinal de in- terrogação 48, cada etiqueta de RFID ativada por sensor 40 transmite, respectiva- mente, seu segundo sinal de transponder de RFID 50 associado, que inclui informa- ções representativas do código de identificação não variável único codificado na eti- queta de RFID ativada por sensor 40 específica e informações representativas de uma condição variável do reator, detectada ou medida por e associada à etiqueta de RFID ativada por sensor 40. O segundo sinal de transponder de RFID associado 50 é recebido pela segunda antena de transceptor de RFID 34 e é processado pelo sis- tema de processamento de sinais 46.
[051] A terceira antena de leitor de RFID 36 transmite o terceiro sinal de in-
terrogação 52 para cada etiqueta de RFID ativada por sensor 40 da pluralidade. Isso é representado por um símbolo de seta de onda de RF que se estende da terceira antena de leitor de RFID 36 a uma das etiquetas de RFID ativadas por sensor 40 da pluralidade de etiquetas de RFID ativadas por sensor 40. Note-se, no entanto, que o terceiro sinal de interrogação 52 é uma onda de rádio que é transmitida simultanea- mente a todas as etiquetas de RFID ativadas por sensor 40 da pluralidade, distribuí- da através do leito de catalisador 16.
[052] Cada etiqueta de RFID ativada por sensor 40 da pluralidade recebe o terceiro sinal de interrogação 52. Em resposta ao recebimento do terceiro sinal de interrogação 52, cada etiqueta de RFID ativada por sensor 40 transmite, respectiva- mente, seu terceiro sinal de transponder de RFID associado 54, que inclui informa- ções representativas do código de identificação não variável único, codificado na etiqueta de RFID ativada por sensor 40 específica, e informações representativas de uma condição de reator variável detectada ou medida pela e associada à etiqueta de RFID ativada por sensor 40. O terceiro sinal de transponder de RFID 54 associado é recebido pela terceira antena de transceptor de RFID 36 e é processado pelo siste- ma de processamento de sinais 46.
[053] A primeira antena de transceptor de RFID 32, a segunda antena de transceptor de RFID 34 e a terceira antena de transceptor de RFID 36 são conecta- das operacionalmente ao sistema de processamento de sinais 46, respectivamente, pelos cabos 56, 58 e 60. O sistema de processamento de sinais 46 fornece meios para fornecer sinais de interrogação às antenas de transceptor de RFID e meios pa- ra processar sinais de transponder de RFID recebidos pelas antenas de transceptor de RFID.
[054] O sistema de processamento de sinais 46 inclui um ou mais leitores 62 configurados em conjunto com um ou mais computadores 64 pelo cabo 66, o que fornece meios de comunicação entre os leitores 62 e computadores 64. Os compu-
tadores 64 fornecem meios para processar primeiros sinais de transponder de RFID 44, segundos sinais de transponder de RFID 50 e terceiros sinais de transponder de RFID 54, recebidos, respectivamente, pela primeira antena de transceptor de RFID 32, segunda antena de transceptor de RFID 34 e terceira antena de transceptor de RFID 36. Os computadores 64 fornecem informações de saída 68 relacionadas às condições ambientais medidas em toda a zona de reação 14 e perfis tridimensionais das condições ambientais medidas em toda a zona de reação 14 para exibição ou armazenamento na memória ou em qualquer outro formato adequado.
[055] A Figura 2 apresenta uma vista em planta do corte transversal A-A do vaso do reator 12 mostrado na Figura 1. A Figura 2 ilustra como cada uma da plura- lidade de etiquetas de RFID ativadas por sensor 40 pode ser colocada em locais ir- regulares, não especificados ou aleatórios dentro da zona do reator 14 do vaso de reator 12. O que se quer dizer quando se faz referência, no presente documento, à colocação aleatória das etiquetas de RFID ativadas por sensor 40 é que elas podem ser dispersas por todo o leito de catalisador 16 sem nenhum padrão ou ordem parti- cular em mente. Portanto, as etiquetas de RFID ativadas por sensor não estão ne- cessariamente em um padrão ordenado. Em uma modalidade da invenção, as eti- quetas de RFID ativadas por sensor 40 são dispostas substancialmente de maneira uniforme ou homogênea em todo o leito de catalisador 16 em locais aleatórios.
[056] A Figura 3 apresenta um detalhe ampliado que inclui uma única etique- ta de RFID ativada por sensor 40 representativa dentre a pluralidade de etiquetas de RFID ativadas por sensor 40 cercadas pelo ambiente 70 de partículas de catalisador
18. A Figura 3 mostra ainda uma relação com certos outros elementos do sistema inventivo 10 que inclui a primeira antena de transceptor de RFID 32, a segunda an- tena de transceptor de RFID 34, a terceira antena de transceptor 36 e o sistema de processamento de sinais 46.
[057] A etiqueta de RFID ativada por sensor 40 compreende uma etiqueta de
RFID passiva 72 que inclui um circuito integrado 74. O circuito integrado 74 fornece o armazenamento de um código de identificação não variável associado a e repre- sentando a etiqueta de RFID ativada por sensor 40. A etiqueta de RFID ativada por sensor 40 fornece ainda o recebimento de informações de entrada variáveis do sen- sor 76, que são representativas de pelo menos uma condição do ambiente 70.
[058] O sensor 76 é configurado com a etiqueta de RFID passiva 72 e está operacionalmente conectado à etiqueta de RFID passiva 72 pela conexão 78. O sensor 76 é capaz de detectar ou identificar uma condição do ambiente 70 através do uso do elemento 80 ou qualquer outro meio de detecção adequado capaz de for- necer uma entrada analógica ou digital ao circuito integrado 74, que é representativo da condição ambiental medida. O circuito integrado 74 prevê a modulação dos sinais de transponder de RFID 44, 50 e 54 responsivos a um sinal de entrada do sensor fornecido através da conexão 78, de modo que os sinais de transponder de RFID 44, 50 e 54 incluam ou transportem informações representativas da condição medida no ambiente 70. Partículas de catalisador 18 estão contidas no ambiente 70.
[059] O circuito integrado 74 está operacionalmente conectado à antena de etiqueta de RFID 82, fornecendo meios para transmitir sinais de transponder de RFID 44, 50 e 54 que transportam, além de informações de código de identificação de etiqueta individuais, informações variáveis de entrada do sensor 76 que são re- presentativas de pelo menos uma condição no ambiente 70 que envolve ou circunda a etiqueta de RFID ativada por sensor 40. Os sinais de transponder de RFID 44, 50 e 54 são transmitidos em resposta à antena de etiqueta de RFID 82 que recebe os sinais de interrogação 42, 48 e 52, respectivamente, da primeira antena de transcep- tor de RFID 32, da segunda antena de transceptor de RFID 34 e da terceira antena de transceptor de RFID 36.

Claims (22)

REIVINDICAÇÕES
1.Sistema para monitorar e perfilar, de maneira sem fio, condições de pro- cesso dentro de um vaso de reator, em que o dito sistema é CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: o dito vaso de reator que define uma zona de reação, em que dentro da dita zona de reação há umleito de catalisador, que compreende partículas de catalisador; uma pluralidade de etiquetas de RFID ativadas por sensor dispostas dentro do dito leito de catalisador; uma primeira antena de transceptor de RFID conectada, de maneira sem fio, a cada dita etiqueta de RFID ativada por sensor da dita pluralidade e que é capaz de transmitir um primeiro sinal de interrogação e receber um primeiro sinal de transpon- der de RFID que é transmitido em resposta ao dito primeiro sinal de interrogação; uma segunda antena de transceptor de RFID conectada, de maneira sem fio, a cada dita etiqueta de RFID ativada por sensor da dita pluralidade e que é ca- paz de transmitir um segundo sinal de interrogação e receber um segundo sinal de transponder de RFID que é transmitido em resposta ao dito segundo sinal de inter- rogação; e uma terceira antena de transceptor de RFID conectada, de maneira sem fio, a cada dita etiqueta de RFID ativada por sensor da dita pluralidade e que é capaz de transmitir um terceiro sinal de interrogação e receber um terceiro sinal de transpon- der de RFID que é transmitido em resposta ao dito terceiro sinal de interrogação; em que cada etiqueta de RFID ativada por sensor da dita pluralidade é codi- ficada com um código de identificação não variável único e em que cada etiqueta de RFID ativada por sensor é capaz de detectar uma condição de reação dentro da dita zona de reação, receber o dito primeiro sinal de interrogação, o dito segundo sinal de interrogação, o dito terceiro sinal de interroga- ção e, em resposta ao dito primeiro sinal de interrogação, transmitir o dito primeiro sinal de transponder de RFID, e, em resposta ao dito segundo sinal de interrogação, transmitir o dito segundo sinal de transponder de RFID e, em resposta ao dito tercei- ro sinal de interrogação, transmitir o dito terceiro sinal de transponder de RFID; pelos quais as condições do processo por toda a dita zona de reação são determinadas e perfiladas.
2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as ditas partículas de catalisador compreendem um componente de óxido inorgânico e um componente de metal.
3.Sistema, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que cada dita etiqueta de RFID ativada por sensor da dita pluralidade compreende uma etiqueta de RFID operativamente conectada aos meios sensores para detectar uma condição ambiental ou de processo e para fornecer uma entrada de sinal para a etiqueta de RFID que é representativa da dita condição ambiental ou do processo.
4.Sistema, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que uma ou mais das ditas antenas de transceptor de RFID estão posicionadas den- tro da dita zona de reação do dito vaso de reator.
5.Sistema, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito vaso de reator inclui meios de entrada que fornecem comunicação fluida para introduzir uma corrente de alimentação na dita zona de reação e meios de saí- da que fornecem comunicação fluida para remover uma corrente de efluente da dita zona de reação.
6.Sistema, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita condição do reator é selecionada a partir do grupo de condições ambien- tais que consiste em pressão, temperatura, composição química, composição de vapor e líquido, densidade, taxa de vazão, pH, vibração, radiação, fluxo magnético, intensidade da luz e intensidade do som.
7.Sistema, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das ditas antenas de transceptor de RFID é operacionalmente conec- tada a um sistema de processamento de sinais que fornece meios para fornecer os ditos sinais de interrogação às ditas antenas de transceptor de RFID e para receber os ditos sinais de transponder de RFID transmitidos por cada uma das ditas etique- tas de RFID ativadas por sensor da dita pluralidade.
8.Sistema, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que uma ou mais das ditas antenas de transceptor de RFID são posicionadas exter- namente à dita zona de reação do dito vaso de reator.
9.Sistema, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito vaso de reator inclui meios de entrada que fornecem comunicação fluida para introduzir uma corrente de alimentação na dita zona de reação e meios de saí- da que fornecem comunicação fluida para remover uma corrente de efluente da dita zona de reação.
10.Sistema, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita condição do reator é selecionada a partir do grupo de condições ambi- entais que consiste em pressão, temperatura, composição química, composição de vapor e líquido, densidade, taxa de vazão, pH, vibração, radiação, fluxo magnético, intensidade da luz e intensidade do som.
11.Sistema, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das ditas antenas de transceptor de RFID está operacionalmente conectada a um sistema de processamento de sinais que fornece meios para forne- cer os ditos sinais de interrogação às ditas antenas de transceptor de RFID e para receber os ditos sinais de transponder de RFID transmitidos por cada uma das ditas etiquetas de RFID ativadas por sensor da dita pluralidade.
12.Método para monitorar, de maneira sem fio, e perfilar condições de pro- cesso dentro de um vaso de reator, em que o dito método é CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:
fornecer o dito vaso de reator que define uma zona de reação, em que den-
tro da dita zona de reação há um leito de catalisador que compreende partículas de catalisador, e uma pluralidade de etiquetas de RFID ativadas por sensor dispostas dentro do dito leito de catalisador;
em que cada uma das ditas etiquetas de RFID ativadas por sensor da dita pluralidade é codificada com um código de identificação não variável único e é ainda configurada para medir uma condição circundante dentro do dito leito de catalisador que está associado à dita etiqueta de RFID ativada por sensor e para transmitir, em resposta a um sinal de interrogação, um sinal responsivo que inclui informações re-
presentativas do dito código de identificação não variável único e da dita condição circundante associada a ela;
transmitir, por uma primeira antena de leitor (transceptor) RFID, um primeiro sinal de interrogação que é recebido por cada uma das ditas etiquetas de RFID ati-
vadas por sensor;
em resposta à recepção do dito primeiro sinal de interrogação, cada uma das ditas etiquetas de RFID ativadas por sensor transmite seu primeiro sinal trans-
ponder de RFID associado recebido pela dita primeira antena de leitor de RFID, que inclui informações que representam seu código de identificação não variável único e a condição circundante que está associada à dita etiqueta de RFID ativada por sen-
sor;
receber, pela dita primeira antena de leitor (transceptor) RFID, os ditos pri-
meiros sinais de transponder de RFID associados;
transmitir, por uma segunda antena de transceptor de RFID, um segundo si-
nal de interrogação recebido por cada uma das ditas etiquetas de RFID ativadas por sensor;
em resposta ao recebimento do dito segundo sinal de interrogação, cada uma das ditas etiquetas de RFID habilitados por sensor transmite seu segundo sinal transponder de RFID associado recebido pela dita segunda antena de leitor de RFID, que inclui informações que representam seu código de identificação não vari- ável único e condição circundante que está associada à dita etiqueta de RFID ativa- da por sensor; receber, pela dita segunda antena de transceptor de RFID, os ditos segun- dos sinais transponder de RFID associados; transmitir, por uma terceira antena de transceptor de RFID, um terceiro sinal de interrogação recebido por cada uma das ditas etiquetas de RFID ativadas por sensor; em resposta à recepção do dito terceiro sinal de interrogação, cada uma das ditas etiquetas de RFID ativadas por sensor transmite seu terceiro sinal de trans- ponder de RFID associado, recebido pela dita terceira antena de leitor de RFID que inclui informações que representam seu código de identificação não variável único e condição circundante que está associada à dita etiqueta de RFID ativada por sensor; receber, pela dita terceira antena de transceptor de RFID, os ditos terceiros sinais transponder de RFID associados; e processar os ditos primeiros sinais de transponder de RFID associados, os ditos segundos sinais de transponder de RFID associados e os ditos terceiros sinais de transponder de RFID associados; pelos quais as condições por toda a dita zona de reação podem ser determi- nadas e perfiladas.
13.Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que as ditas partículas de catalisador compreendem um componente de óxido inorgânico e um componente de metal.
14.Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das ditas etiquetas ativadas por sensor da dita pluralidade com- preende uma etiqueta de RFID operativamente conectada aos meios sensores para detectar uma condição ambiental ou de processo e para fornecer uma entrada de sinal à dita etiqueta de RFID representativa das ditas condições ambientais ou de processo.
15.Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que uma ou mais das ditas antenas de transceptor de RFID estão posicionadas dentro da dita zona de reação do dito vaso de reator.
16.Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito vaso de reator inclui meios de entrada que fornecem comunicação flui- da para introduzir uma corrente de alimentação na dita zona de reação e meios de saída para fornecer comunicação fluida para remover uma corrente de efluente da dita zona de reação.
17.Método, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita condição do reator é selecionada a partir do grupo de condições ambi- entais que consiste em pressão, temperatura, composição química, composição de vapor e líquido, densidade, taxa de vazão, pH, vibração, radiação, fluxo magnético, intensidade da luz e intensidade do som.
18.Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das ditas antenas de transceptor de RFID está operacionalmente conectada a um sistema de processamento de sinais que fornece meios para forne- cer os ditos sinais de interrogação às ditas antenas de transceptor de RFID e para receber os ditos sinais de transponder de RFID transmitidos por cada uma das ditas etiquetas de RFID ativadas por sensor da dita pluralidade.
19.Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que uma ou mais das ditas antenas de transceptor de RFID são posicionadas externamente à dita zona de reação do dito vaso de reator.
20. Método, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito vaso de reator inclui meios de entrada que fornecem comunicação flui-
da para introduzir uma corrente de alimentação na dita zona de reação e meios de saída que fornecem comunicação fluida para remover uma corrente de efluente da dita zona de reação.
21. Método, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita condição do reator é selecionada a partir do grupo de condições ambi- entais que consiste em pressão, temperatura, composição química, composição de vapor e líquido, densidade, taxa de vazão, pH, vibração, radiação, fluxo magnético, intensidade da luz e intensidade do som.
22. Método, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das ditas antenas de transceptor de RFID está operacionalmente conectada a um sistema de processamento de sinais que fornece meios para forne- cer o dito sinal de interrogação às ditas antenas de transceptor de RFID e para re- ceber os ditos sinais de transponder de RFID transmitidos por cada uma das ditas etiquetas de RFID ativadas por sensor da dita pluralidade.
/ 1/3
/ 2/3
/ 3/3
BR112020014181-0A 2018-01-11 2019-01-09 monitoramento sem fio e perfilamento das condições do reator utilizando a pluralidade de etiquetas de rfid ativadas por sensor e transceptores múltiplos BR112020014181A2 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862616155P 2018-01-11 2018-01-11
US62/616,155 2018-01-11
PCT/US2019/012853 WO2019139953A1 (en) 2018-01-11 2019-01-09 Wireless monitoring and profiling of reactor conditions using plurality of sensor-enabled rfid tags and multiple transceivers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BR112020014181A2 true BR112020014181A2 (pt) 2020-12-01

Family

ID=65279641

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112020014181-0A BR112020014181A2 (pt) 2018-01-11 2019-01-09 monitoramento sem fio e perfilamento das condições do reator utilizando a pluralidade de etiquetas de rfid ativadas por sensor e transceptores múltiplos

Country Status (11)

Country Link
US (1) US11501095B2 (pt)
EP (1) EP3738077B1 (pt)
JP (1) JP7268033B2 (pt)
KR (1) KR20200104321A (pt)
CN (1) CN111557008B (pt)
AU (1) AU2019206456B2 (pt)
BR (1) BR112020014181A2 (pt)
CA (1) CA3087941A1 (pt)
PL (1) PL3738077T3 (pt)
TW (1) TWI793243B (pt)
WO (1) WO2019139953A1 (pt)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019139968A1 (en) 2018-01-11 2019-07-18 Shell Oil Company Wireless monitoring and profiling of reactor conditions using arrays of sensor-enabled rfid tags placed at known reactor heights
PL3738077T3 (pl) 2018-01-11 2023-08-28 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Bezprzewodowe monitorowanie i profilowanie warunków reaktora z zastosowaniem wielości zintegrowanych z czujnikiem znaczników RFID i wielości urządzeń nadawczo-odbiorczych
EP3738320A1 (en) 2018-01-11 2020-11-18 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Wireless monitoring and profiling of reactor conditions using plurality of sensor-enabled rfid tags having known locations
WO2019139946A1 (en) 2018-01-11 2019-07-18 Shell Oil Company Wireless reactor monitoring system using passive sensor enabled rfid tag
CN215114722U (zh) * 2021-03-26 2021-12-10 鸿富锦精密电子(郑州)有限公司 井内水位预警装置及系统
CN114819031A (zh) * 2022-05-19 2022-07-29 李秉烜 可拆卸的射频识别开关标签

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE445389B (sv) * 1982-06-28 1986-06-16 Geotronics Ab Forfarande och anordning for att erhalla metdata fran en kemisk process
JP3001791B2 (ja) * 1994-01-12 2000-01-24 株式会社ジャパンエナジー 粒子充填監視方法及びその装置
DE19901814B4 (de) * 1999-01-19 2009-09-10 Volkswagen Ag Niveauschalter
US6301546B1 (en) * 1999-01-22 2001-10-09 Exxon Research And Engineering Company Process for detecting and monitoring changes in properties of fluidized bed solids by pressure difference fluctuation measurement
US6720866B1 (en) 1999-03-30 2004-04-13 Microchip Technology Incorporated Radio frequency identification tag device with sensor input
CA2387106A1 (en) 2002-05-21 2003-11-21 Information Mediary Corporation Method for measuring temperature using a remote, passive, calibrated rf/rfid tag including a method for calibration
JP2004348496A (ja) * 2003-05-23 2004-12-09 Hitachi Ltd 通信システム
US7642742B2 (en) 2003-12-01 2010-01-05 Societe Bic Fuel cell system with fuel supply monitoring system and method of use
US7199712B2 (en) * 2004-06-17 2007-04-03 Tafas Triantafyllos P System for automatically locating and manipulating positions on an object
WO2006026748A1 (en) 2004-08-31 2006-03-09 Lifescan Scotland Limited Method of manufacturing an auto-calibrating sensor
AU2005321726B2 (en) 2004-12-28 2011-03-03 China Petroleum & Chemical Corporation A catalyst and a hydrocarbon oil cracking method
US7397370B2 (en) 2005-03-01 2008-07-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Monitoring an environment using a RFID assembly
US20070215709A1 (en) 2006-03-15 2007-09-20 3M Innovative Properties Company Rfid sensor
US7659823B1 (en) 2007-03-20 2010-02-09 At&T Intellectual Property Ii, L.P. Tracking variable conditions using radio frequency identification
US7612325B1 (en) 2007-08-22 2009-11-03 Watkins Jr Kenneth S Electrical sensor for monitoring degradation of products from environmental stressors
US7848900B2 (en) 2008-09-16 2010-12-07 Ecofactor, Inc. System and method for calculating the thermal mass of a building
US7846397B2 (en) * 2007-10-09 2010-12-07 Honeywell International Inc. Wireless temperature sensor for obtaining temperature profiles in a mixing vessel
US7919326B2 (en) 2008-03-14 2011-04-05 International Business Machines Corporation Tracking a status of a catalyst-driven process using RFIDs
FI3912551T3 (fi) 2009-02-26 2023-10-31 Abbott Diabetes Care Inc Parannettuja analyyttiantureita ja menetelmiä niiden valmistamiseksi ja käyttämiseksi
US8257875B2 (en) 2010-03-08 2012-09-04 GM Global Technology Operations LLC Method for collection and communication of measured data within a fuel cell stack
WO2011150009A1 (en) 2010-05-26 2011-12-01 Sri International Radio frequency identification tags for use in extreme environments
US9035766B2 (en) 2010-07-07 2015-05-19 Honeywell International Inc. System and method of determining gas detector information and status via RFID tags
US9412061B2 (en) 2010-08-13 2016-08-09 Avery Dennison Corporation Sensing radio frequency identification device with reactive strap attachment
DE102011003438B4 (de) * 2011-02-01 2014-05-22 Siemens Aktiengesellschaft Einrichtung und Verfahren zur Ermittlung von Messwerten in einem strömenden Medium
US9317795B2 (en) 2011-11-02 2016-04-19 Avery Dennison Corporation Array of RFID tags with sensing capability
US20130284812A1 (en) * 2012-04-25 2013-10-31 Ronald Steven Cok Electronic storage system with environmentally-alterable conductor
EP2687288A1 (en) 2012-07-19 2014-01-22 Sociedad española de carburos metalicos, S.A. Method for predicting the efficiency of a TIO2 photocatalyst
NO20121197A1 (no) 2012-10-16 2014-04-17 Sinvent As Tracerpartikkel for overvåking av prosesser i minst en fluidfase, samt fremgangsmåter og anvendelser av denne
TWI484182B (zh) * 2012-11-07 2015-05-11 Taidoc Technology Corp 反應容器、分析裝置及分析方法
US9746434B2 (en) * 2013-03-28 2017-08-29 Exxonmobil Research And Engineering Company Method and system for determining flow distribution through a component
US9563833B2 (en) 2013-10-30 2017-02-07 Massachusetts Institute Of Technology Chemical and physical sensing with a reader and RFID tags
CN105814906A (zh) 2013-12-11 2016-07-27 阿海珐有限公司 用于核电站的传输系统和相关的方法
US9878421B2 (en) 2014-06-16 2018-01-30 Applied Materials, Inc. Chemical mechanical polishing retaining ring with integrated sensor
FI127115B (en) 2014-09-03 2017-11-15 Metso Flow Control Oy Passive RFID tag tag and RFID reader
US9678030B2 (en) 2014-12-30 2017-06-13 General Electricity Company Materials and sensors for detecting gaseous agents
US10590352B2 (en) * 2016-03-03 2020-03-17 Exxonmobil Research And Engineering Company Abnormal temperature detection for fixed bed reactors
US9824252B1 (en) 2016-05-13 2017-11-21 Xerox Corporation Chemical sensors based on chipless radio frequency identification (RFID) architectures
PL3738077T3 (pl) 2018-01-11 2023-08-28 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Bezprzewodowe monitorowanie i profilowanie warunków reaktora z zastosowaniem wielości zintegrowanych z czujnikiem znaczników RFID i wielości urządzeń nadawczo-odbiorczych
EP3738320A1 (en) 2018-01-11 2020-11-18 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Wireless monitoring and profiling of reactor conditions using plurality of sensor-enabled rfid tags having known locations
WO2019139946A1 (en) 2018-01-11 2019-07-18 Shell Oil Company Wireless reactor monitoring system using passive sensor enabled rfid tag
JP7242337B2 (ja) 2019-02-20 2023-03-20 三菱重工業株式会社 回転電機機械及び風力発電設備

Also Published As

Publication number Publication date
CA3087941A1 (en) 2019-07-18
EP3738077B1 (en) 2023-07-12
JP7268033B2 (ja) 2023-05-02
US20200349329A1 (en) 2020-11-05
TWI793243B (zh) 2023-02-21
RU2020123240A (ru) 2022-02-11
US11501095B2 (en) 2022-11-15
AU2019206456B2 (en) 2021-10-07
EP3738077A1 (en) 2020-11-18
TW201933188A (zh) 2019-08-16
CN111557008B (zh) 2023-11-17
AU2019206456A1 (en) 2020-07-09
EP3738077C0 (en) 2023-07-12
PL3738077T3 (pl) 2023-08-28
JP2021510436A (ja) 2021-04-22
CN111557008A (zh) 2020-08-18
KR20200104321A (ko) 2020-09-03
WO2019139953A1 (en) 2019-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR112020014181A2 (pt) monitoramento sem fio e perfilamento das condições do reator utilizando a pluralidade de etiquetas de rfid ativadas por sensor e transceptores múltiplos
BR112020013987A2 (pt) monitoramento sem fio e perfilamento das condições do reator com uso de pluralidade de etiquetas de rfid ativadas por sensor com locais conhecidos
AU2019206449B2 (en) Wireless reactor monitoring system using passive sensor enabled RFID tag
AU2019206471B2 (en) Wireless monitoring and profiling of reactor conditions using arrays of sensor-enabled RFID tags placed at known reactor heights
RU2777970C2 (ru) Беспроводной мониторинг и составление профилей параметров реактора с помощью массивов оснащенных датчиком меток rfid, размещенных на известных уровнях высоты реактора
JP7495347B2 (ja) 既知の場所を有する複数のセンサー対応rfidタグを使用する反応器条件の無線による監視およびプロファイリング
RU2795107C2 (ru) Беспроводной мониторинг и составление профилей параметров реактора с помощью множества оснащенных датчиком меток rfid и множественных приемопередатчиков

Legal Events

Date Code Title Description
B350 Update of information on the portal [chapter 15.35 patent gazette]