KR20150023255A - 이황화 암모늄의 모니터링 시스템 및 방법 - Google Patents

이황화 암모늄의 모니터링 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

시스템 및 방법은 유체 샘플에서 이황화 암모늄 농도를 측정하는 것에 관한 것이다. 시스템은 전해질 전도도 셀, 온도 센서 및 분석기를 포함한다. 분석기의 로직은 유체를 모니터링하기 위해 연결된 전도도 셀 및 온도 센서로부터 수신된 신호를 기초로 이황화 암모늄 농도를 결정한다.

Description

이황화 암모늄의 모니터링 시스템 및 방법{A SYSTEM AND METHOD FOR MONITORING AMMONIUM BISULFIDE}
<관련 출원에 대한 상호 참조>
본 출원은, 둘 다 본 출원에 참조로 포함되며 발명의 명칭이 "Monitoring Ammonium Bisulfide"인, 2012년 4월 13일에 출원된 미국 가출원 제61/623,814호 및 2013년 4월 14일에 출원된 미국 특허출원 제13/804,530호의 이익 및 그에 대한 우선권을 주장하는 PCT 국제 출원이다.
<연방 정부의 지원을 받은 연구 또는 개발에 관한 진술>
해당 없음.
<기술 분야>
본 발명은 이황화 암모늄을 측정하기 위한 온라인 시스템 및 방법, 및 특히 전해질 전도도 장치를 이용하여 유체 스트림에서 이황화 암모늄을 측정하는 방법에 관한 것이다.
정유 공장은 완성된 석유 제품을 형성하기 전에 질소 및 황 화합물을 제거하기 위해 중간 증류물(middle distillates) 및 중간 공급원료(intermediate feedstocks)를 수소화 처리한다. 이 수소화처리로부터의 폐 산성수(effluent sour water)는 암모니아(NH3) 및 황화 수소(H2S)를 포함한다. 폐수가 냉각됨에 따라, 하기와 같이 황화 수소와 암모니아의 반응으로부터 산성 수에 이황화 암모늄(NH4HS) 염이 형성된다:
NH3(g) + H2S(g) ↔ NH4HS(s).
이황화 암모늄은 농도에 따라 정유 공장의 특정 야금에 대해 부식의 가속화를 야기하고 유지보수 문제를 야기한다. 발생된 부식 문제 및 불량은 신체적 상해, 고가의 장비 손상 및 생산량 손실을 초래할 수 있다. 산성 수에 의해 유발된 부식의 예측은 이황화 암모늄 농도의 정확한 모니터링에 의존한다. 이황화 암모늄의 농도를 모르거나 그에 대한 확신이 부족할 경우, 오퍼레이터는 부식 문제를 방지하기 위해 불필요하게 공급 속도를 줄이게 할 수 있고 과도한 세정 수를 사용할 수 있다.
공급 원료에는 통상적으로 질소보다 황이 더 많으므로, 이황화 암모늄의 농도는 종종 폐수의 "그랩(grab)" 샘플에 존재하는 암모니아의 양으로 추정한다. 이들 그랩 샘플은 알칼리도(alkalinity) 적정 법을 이용하여 정유 공장 실험실에서 분석된다. 하지만, 이러한 실험실-분석 샘플은 간헐적 데이터를 제공할 뿐이며 황화 수소 탈기에 대한 잠재적인 노출로 인해 샘플 수집자에 대한 안전성 위험이 제기된다. 다른 접근은 정유 공장 작동 조건을 기초로 이황화 암모늄 농도를 추정하려는 시도이지만 이는 50% 초과의 불확실성을 갖는 결과를 초래한다.
따라서, 이황화 암모늄 농도를 측정하기 위한 정확한 온라인 시스템 및 방법에 대한 요구가 존재한다.
본 발명은 이황화 암모늄을 모니터링하기 위한 온라인 시스템 및 방법, 및 특히 전해질 전도도 장치를 이용하여 유체 스트림에서 이황화 암모늄을 모니터링하기 위한 방법을 제공한다.
일부 실시형태에서, 유체 스트림에서 이황화 암모늄 농도를 측정하기 위한 시스템은 전도도 셀(conductivity cell), 온도 센서 및 분석기를 포함한다. 전도도 셀은 셀을 통해 흐르는 유체 스트림의 전해질 전도도를 측정한다. 분석기의 로직(logic)은 전도도 셀, 및 유체 스트림의 온도를 측정하기 위해 연결된 온도 센서로부터 수신된 신호를 기초로 이황화 암모늄 농도를 결정한다.
일부 실시형태에 따라, 유체 스트림의 이황화 암모늄 농도를 측정하는 방법은 유체 스트림의 전해질 전도도를 측정하는 단계를 포함한다. 방법은 유체 스트림의 온도를 측정하는 단계를 추가로 포함한다. 이황화 암모늄 농도의 결정은 측정된 온도 및 전도도에 의존한다.
일부 실시형태에 있어서, 컴퓨터-판독가능 저장 매체는 유체 스트림의 이황화 암모늄 농도를 측정하기 위한 프로그램을 포함한다. 프로그램은, 실행될 경우, 유체 스트림의 전해질 전도도를 나타내는 제1 신호, 및 유체 스트림의 온도를 나타내는 제2 신호를 수신하는 단계를 포함하는 방법을 수행한다. 또한, 상기 프로그램에 의해 수행된 방법은 제1 및 제2 신호를 기초로 이황화 암모늄 농도를 결정하는 단계를 포함한다.
이들 및 다른 목적, 특징 및 장점은, 본 발명의 목적을 위해 제시되며 첨부 도면 및 첨부 청구항과 함께 제공된, 다음의 상세 설명, 바람직한 실시형태 및 실시예를 참조함에 따라 명백해질 것이다.
하기와 같은 첨부 도면과 함께 제공된 다음의 설명을 참조하여 본 발명 및 그의 장점을 더욱 완전히 이해할 수 있다:
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 이황화 암모늄 분석기 시스템의 개략적 도해를 예시하고;
도 2는 유체 스트림의 이황화 암모늄 농도를 측정하는 방법에 대한 흐름도를 예시하고;
도 3은 8 wt% 이황화 암모늄의 전해질 전도도(mS/cm)에 대한 온도(℉) 대 압력(psig) 차트를 예시하고;
도 4는 15 wt% 이황화 암모늄의 전해질 전도도(mS/cm)에 대한 온도(℉) 대 압력(psig) 차트를 예시하고;
도 5는 20 wt% 이황화 암모늄의 전해질 전도도(mS/cm)에 대한 온도(℉) 대 압력(psig) 차트를 예시하고;
도 6은 25 wt% 이황화 암모늄의 전해질 전도도(mS/cm)에 대한 온도(℉) 대 압력(psig) 차트를 예시하고;
도 7은 50 wt% 이황화 암모늄의 전해질 전도도(mS/cm)에 대한 온도(℉) 대 압력(psig) 차트를 예시하고;
도 8은 8 wt% 이황화 암모늄에서의 기상 암모니아(mass%)에 대한 온도(℉) 대 압력(psig) 차트를 예시하고;
도 9은 15 wt% 이황화 암모늄에서의 기상 암모니아(mass%)에 대한 온도(℉) 대 압력(psig) 차트를 예시하고;
도 10은 20 wt% 이황화 암모늄에서의 기상 암모니아(mass%)에 대한 온도(℉) 대 압력(psig) 차트를 예시하고;
도 11은 25 wt% 이황화 암모늄에서의 기상 암모니아(mass%)에 대한 온도(℉) 대 압력(psig) 차트를 예시하고;
도 12은 50 wt% 이황화 암모늄에서의 기상 암모니아(mass%)에 대한 온도(℉) 대 압력(psig) 차트를 예시하고;
도 13은 수소화 처리기 산성 수의 대기 플래시(flash) 샘플링 동안 암모니아에 대한 황화 수소의 우선적 손실(preferential loss)을 도시하는, 이황화 암모늄(암모니아 기준 wt%) 대 황화 수소 손실(상대%)의 차트를 예시하고;
도 14는 날짜, 대 이황화 암모늄 농도의 실험실 분석 대 온라인 분석(총 알칼리도) 비의 차트를 예시하고;
도 15는 날짜, 대 이황화 암모늄 농도의 API 계산 추정치 대 온라인 분석비의 차트를 예시하고;
도 16은 온도 센서를 유체 스트림 바로 안으로 이동시킴으로써 0.08%까지의 전도도 오차의 감소를 나타내는, 시간 대 온도 지연 오차(℉)의 차트를 예시하고;
도 17은 본 발명의 한 실시형태에 따른 이황화 암모늄 분석기용 컴퓨터 장치의 개략적 도해를 예시하며;
도 18은 Rosemount Analytical,Inc.에서 출시된 예시적인 전해질 전도도 셀 및 컴퓨팅 장치를 도시하는, 본 발명의 한 실시형태에 따른 이황화 암모늄 분석기 시제품의 도해를 예시한다.
본 발명의 다양한 실시형태에 대한 후속하는 상세 설명은 본 발명이 실시될 수 있는 구체적인 실시형태를 예시하는 첨부 도면을 참조한다. 본 발명의 예시적 실시형태가 상세 사항과 함께 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는 다양한 다른 변형들이 당업자에게 명백하고 당업자에 의해 용이하게 이루어질 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 출원에 첨부된 청구항의 범위는 본 출원에 서술된 실시예 및 설명으로 제한되는 것으로 의도되지 않고, 청구항은, 본 발명이 속하는 분야의 당업자에 의해 균등물로서 취급되는 모든 특징들을 포함하여, 본 발명에 존재하는 특허가능한 신규한 모든 특징들을 망라하는 것으로 해석되는 것으로 의도된다. 따라서, 본 발명의 범위는 청구항에 의해 권리가 부여되는 균등물의 완전한 범위와 함께, 첨부 청구항에 의해서만 정의된다.
본 발명의 실시형태는 수성 액체 스트림과 같은 유체 스트림에서의 이황화 암모늄 농도를 측정하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 시스템은 전해질 전도도 셀(110), 온도 센서(112) 및 분석기(111)를 포함한다. 한 실시형태에서, 시스템은 또한 압력 센서(114)를 포함할 수도 있다. 분석기(111)의 로직은 유체 스트림(102)을 모니터링하기 위해 연결된, 전도도 셀(110), 온도 센서(112), 및 선택적으로 압력 센서(114)로부터 수신된 신호를 기초로 이황화 암모늄 농도를 결정한다.
도 1은 본 발명의 한 실시형태에 따른 이황화 암모늄 분석기 시스템의 개략적 도해를 예시한다. 작동시, 수소화 처리기(hydrotreaters), 수소 첨가 분해기(hydrocrackers), 산성 수 스트리퍼(strippers) 및 FCC(fluid catalytic crackers)를 포함하는 다양한 정유 공장 유닛의 임의의 조합과 같은 소스(100)는 산성 수성 액체 스트림(102)을 출력한다. 스트림(102)의 적어도 일부는 분석기 유동 루프(104)로 들어간다. 스트림(102)의 일부만 유동 루프(104)로 우회될 경우, 유동 루프(104)의 입구 및 출구 간의 충분한 압력 차로 인해 유동 루프(104)를 통한 스트림(102)의 유동이 보장될 수 있다. 한 실시형태에서, 유체 스트림(102)이 산성 수의 적어도 일부를 포함하도록, 정유 공장의 산성 수의 출력을 따라 전도도 셀(110), 온도 센서(112), 및 선택적으로 압력 센서(114)가 배치된다.
일부 실시형태에 있어서, 유동 루프(104)는 스트림(102)의 전도도에 영향을 미칠수 있는 스트림(102)으로부터의 미립자를 제거하기 위한 필터(106)를 포함한다. 필터(106)의 예는 크기별 배제(size exclusion)를 기초로 미립자의 통과를 방지하는 다공성 매체 기재의 요소를 포함한다. 적절한 필터는 Hatfield & Company, Inc.에서 출시된 것이다. 필터(106)의 업스트림(upstream) 및 다운스트림(downstream)을 감지하기 위해 연결된 차압 게이지(108)는 언제 필터(106)가 연결되고(plugged) 변경이 필요한지의 표시를 제공할 수 있다. 하지만, 소스(100)로부터 도입된 오염물의 양에 따라, 스트림(102)은 유동 루프(104)를 따라 배치된 전도도 셀(110)을 통과하기 전에 어떤 필터링도 필요로 하지 않을 수 있다. 한 실시형태에서, 전도도 셀(110), 온도 센서(112), 및 선택적으로 압력 센서(114)는 분석기 루프(104) 내에서 유체 스트림(102)을 생성하기 위해 수소화 처리기 산성 수(100)의 유동과 유체 교신하여 연결된 분석기 유동 루프(104)를 따라 배치된다.
전도도 셀(110)은 유체 스트림(102)의 전해질 전도도를 측정할 수 있는 임의의 장치를 나타낸다. 일부 실시형태에서, 전도도 셀(110)은 전도도 셀(110)의 내부 도관을 통과하는 스트림(102)과 직접 접촉하지 않고 전자기 코일을 이용하여 유도성으로 전도도를 감지한다. 즉, 유도성 전도도 셀(110)은 스트림(102)과의 직접 접촉으로부터 분리된다. 이와 같이 전도도 셀(110)을 스트림(102)과 직접 접촉하지 않게 함으로써, 판독에 악영향을 미칠 수 있는 잠재적인 파울링(fouling) 문제를 방지한다. 예를 들어, 적절한 비-접촉 전도도 셀(110)은 Rosemount Analytical,Inc.("Rosemount")에서 출시된 것이다. 유동 셀(flow-through cell) 종류로 알려진 전도도 셀(110)은, 판독에 대한 영향을 제한하기 위해 스트림(102)의 임의의 버블이 상부까지 부유하도록 스트림(102)을 전도도 셀(110)의 하부에서 상부까지 추가로 통과시킬 수 있다.
도 17은 본 발명의 한 실시형태에 따른 이황화 암모늄 분석기 시스템용 컴퓨팅 장치의 개략적 도해를 예시한다. 전반적인 도면 및 특히 초기에는 도 1 및 17에 있어서, 본 발명의 실시형태를 구현하기 위한 예시적 작동 환경이 도시되며, 일반적으로 분석기(111)용 컴퓨팅 장치(1700)로 나타낸다. 컴퓨팅 장치(1700)는 적절한 컴퓨팅 환경의 한 실시예일 뿐이며 본 발명의 용도 또는 기능의 범위에 대한 임의의 제한을 암시하고자 의도되지 않는다. 컴퓨팅 장치(1700)는 예시된 구성요소들 중 임의의 하나 또는 그의 조합에 관련된 임의의 의존성 또는 요건을 갖는 것으로 해석되지 않아야 한다. 예를 들어, 적절한 컴퓨팅 장치(1700)는, 상기 논의된 바와 같이 역시 Rosemount에서 출시된 적절한 전도도 셀(110)과 호환가능하도록 설계된, Rosemount에서 출시된 것이다.
본 발명의 실시형태는 프로그램 모듈 또는 객체(objects)로서 저장되고 랩톱, 서버, 휴대 장치, 태블릿 등과 같은 하나 이상의 컴퓨팅 장치에 의해 실행가능한 컴퓨터 코드 또는 기계-실행가능 명령의 일반적인 맥락에서 설명될 수 있다. 일반적으로, 루틴(routines), 프로그램, 객체, 구성요소, 데이터 구조 등을 포함하는 프로그램 모듈은 특정 임무를 수행하거나 특정한 추상 데이터형을 구현하는 코드를 지칭한다. 본 발명의 실시형태는 휴대 장치, 가전 제품, 일반적인 목적의 컴퓨터, 좀더 특화된 컴퓨팅 장치 등을 포함하는 각종 시스템 구성에서 실시될 수 있다. 본 발명의 실시형태는 또한 통신 네트워크를 통해 연결될 수 있는 원격-처리 장치에 의해 과업이 수행될 수 있는 분산 컴퓨팅 환경에서 실시될 수 있다.
계속해서 도 17에 있어서, 분석기(111)의 컴퓨팅 장치(1700)는 다음의 장치들을 직접 또는 간접적으로 연결하는 버스(1710)를 포함한다: 메모리(1712), 하나 이상의 프로세서(1714), 하나 이상의 프리젠테이션 구성요소(1716), 하나 이상의 입력/출력(I/O) 포트(1718), I/O 구성요소(1720), 사용자 인터페이스(1722) 및 예시적 전원(1724). 버스(1710)는 하나 이상의 버스(예를 들어, 어드레스 버스, 데이터 버스 또는 그의 조합)일 수 있음을 나타낸다. 비록 도 17의 각종 블록은 간결성을 위해 선으로 도시되지만, 실제로는 각종 구성요소들을 기술하는 것이 그다지 명료하지 않으며, 비유적으로는, 선은 좀더 정확하게는 불명료할 것이다. 예를 들어, 디스플레이 장치와 같은 프리젠테이션 구성요소를 I/O 구성요소인 것으로 간주할 수 있다. 또한, 다수의 프로세서는 메모리를 갖는다. 본 발명자들은 그것이 당해 기술 분야의 속성임을 인지하고, 도 17의 도해가 본 발명의 하나 이상의 실시형태와 관련하여 사용될 수 있는 예시적 컴퓨팅 장치를 단지 예시한 것임을 반복해 말한다. 또한, "워크스테이션", "서버", "랩톱", "휴대 장치" 등은 모두, 도 17 및 "컴퓨팅 장치"라고 지칭되는 것의 범위 이내인 것으로 고려되므로, 이들 카테고리들 간 에는 차이가 없다.
분석기(111)의 컴퓨팅 장치(1700)는 통상적으로 다양한 컴퓨터-판독가능 매체를 포함한다. 컴퓨터-판독가능 매체는 컴퓨팅 장치(1700)에 의해 접근가능할 수 있는 임의의 이용가능한 매체일 수 있으며 휘발성 및 비휘발성 매체, 이동식(removable) 및 비 이동식(non-removable) 매체 모두를 포함한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터-판독가능 매체는 컴퓨터-저장 매체 및 통신 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터-저장 매체는 컴퓨터-판독가능 명령, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 다른 데이터와 같은 정보를 저장하기 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된, 휘발성 및 비휘발성, 이동식 및 비 이동식 매체를 포함한다. 컴퓨터-저장 매체는, 이하 언급한 것들에 제한되지는 않지만, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EEPROM(Electronically Erasable Programmable Read Only Memory), 플래시 메모리 또는 다른 메모리 기술, CD-ROM, DVD(digital versatile disks) 또는 다른 홀로그래픽 메모리, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 또는 다른 자기 저장 장치, 또는 원하는 정보를 코드화하기 위해 사용될 수 있고 컴퓨팅 장치(1700)에 의해 접근가능한 임의의 다른 매체를 포함한다.
메모리(1712)는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리의 형태인 컴퓨터-저장 매체를 포함한다. 메모리(1712)는 이동식, 비 이동식 또는 그의 조합일 수 있다. 적절한 하드웨어 장치는 반도체 메모리(solid-state memory), 하드 드라이브, 광-디스크 드라이브 등을 포함한다. 분석기(111)의 컴퓨팅 장치(1700)는 메모리(1712) 또는 I/O 구성요소(1720)와 같은 각종 개체(entities)로부터 데이터를 판독하는 하나 이상의 프로세서(1714)를 포함한다.
프리젠테이션 구성요소(들)(1716)는 사용자 또는 다른 장치에 데이터 표시를 제공한다. 한 실시형태에서, 컴퓨팅 장치(1700)는 이황화 암모늄 농도, 온도, 압력 및/또는 기타를 포함하는 프리젠테이션 데이터 표시를 프리젠테이션 구성요소(1716)에 출력한다. 예를 들어, 도 18을 참조한다. 적절한 프리젠테이션 구성요소(1716)는 디스플레이 장치, 스피커, 인쇄 구성요소, 진동 구성요소 등을 포함한다.
사용자 인터페이스(1722)에 의해 사용자가 컴퓨팅 장치(1700)에/로부터 정보를 입력/출력하는 것이 가능하다. 적절한 사용자 인터페이스(1722)는 키보드, 키패드, 터치 패드, 그래픽 터치 스크린 등을 포함한다. 예를 들어, 사용자는 이황화 암모늄 보정 알고리즘 또는 곡선을 컴퓨팅 장치(1700)에 입력하거나 이황화 암모늄 농도를 디스플레이와 같은 프리젠테이션 구성요소(1716)에 출력할 수 있다. 일부 실시형태에서, 사용자 인터페이스(1722)는 디스플레이 및 그래픽 터치 스크린과 같은 프리젠테이션 구성요소(1716)와 조합될 수 있다. 일부 실시형태에서, 사용자 인터페이스는 휴대용 소형 장치일 수 있다. 휴대용 소형 장치를 포함하는 적절한 사용자 인터페이스는 Rosemount에서 출시된 것이다. 그 장치의 사용은 당 업계에 공지되어 있다.
하나 이상의 I/O 포트(1718)에 의해, 다음에 언급한 것들 중 일부는 내장(built in)될 수 있는 전도도 셀(110), 온도 센서(112), 선택적인 압력 센서(114) 및 다른 I/O 구성요소(1720)를 포함하는 다른 장치에 컴퓨팅 장치(1700)가 논리적으로 연결되는 것이 가능하다. 다른 I/O 구성요소(1720)의 예는 프린터, 스캐너, 무선 장치 등을 포함한다.
작동시, 전도도 셀(110)은 제1 I/O 포트(1718a)를 통해 분석기(111)의 컴퓨팅 장치(1700)에 전해질 전도도를 나타내는 제1 신호를 송신한다. 일부 실시형태에서, 분석기(111)의 컴퓨팅 장치(1700)는 또한 제2 I/O 포트(1718b)를 통해 온도 센서(112)로부터 제2 신호를 수신한다. 온도 센서(112)는 유체 스트림(102)의 온도를 측정할 수 있는 임의의 장치를 나타낸다. 온도 센서(112)의 예는 열전대(thermocouples), RTD(resistance temperature detectors) 등을 포함한다. 적절한 RTD는 Omega Engineering에서 출시된 것이다. 온도 센서(112)는 전도도 셀(110)을 통과할 때 스트림(102)의 온도를 결정하는 것을 가능하게 할 수 있고, 따라서 온도 센서(112)는 전도도 셀(110)에 또는 그의 근처에 배치될 수 있다. 예를 들어, 공장 구성에서, Rosemount 전도도 셀(110)은 공정 연결 플랜지(flange)와 직접 접촉하여 배치된 온도 센서(112)를 사용한다. 전도도 셀(110)의 상당한 열 질량(thermal mass)으로 인해, 온도 센서(112)는 스트림 온도가 아닌 플랜지 온도를 측정한다. 도 16을 참조한다. 도 16에서 알 수 있는 바와 같이, 전도도 셀(110)의 열 질량으로 인해, 플랜지 온도는 스트림 온도가 변화할 경우 스트림 온도에 뒤처진다. 이러한 온도 측정시의 오차는 계산된 스트림 전도도에서 약 4%의 오차를 초래하였다.
전해질 전도도는 온도의 함수로서 상당히 변화하므로(즉, ℃당 약 2%), 임의의 온도 보정은 스트림(102)의 정확한 온도 측정을 기초로 하여야 한다. 이러한 열 전달 지연을 방지하기 위해, 일부 실시형태는 유체 스트림(102)과 직접 접촉하여 배치된 온도 센서(112)를 이용한다. 예를 들어, 도 16을 참조한다. 즉, 온도 센서(112)는 스트림(102)에 직접 삽입될 수 있다. 예를 들어, Rosemount 전도도 셀(110)의 온도 센서(112)는 플랜지와의 직접-접촉에서 스트림(102)과의 직접 접촉으로 재배치되었다. 예를 들어, 도 18을 참조한다. 도 16에서 알 수 있는 바와 같이, 온도 센서(112)를 스트림(102)에 직접 삽입함으로써 약 50배만큼 정확도가 향상된다. 이러한 더 정확한 온도 측정에 의해, 계산된 전도도에서의 오차가 약 0.08%까지 상당히 감소하였다.
일부 실시형태에 있어서, 온도 센서(112)는, 전도도 셀(110)을 통과할 때 스트림 온도가 일정하게 유지되고 이황화 암모늄 농도의 결정시 일정한 온도 보정이 적용될 수 있도록 스트림(102)의 온도를 제어하는 온도-조절 장치의 일부로서 작동한다.
분석기(111)는 전도도 셀(110), 온도 센서(112), 및 선택적으로 압력 센서(114)로부터 각각 수신된 제1, 제2, 및 선택적으로 제3 신호를 기초로 이황화 암모늄 농도를 결정하는 로직을 포함한다. 특히, 스트림(102)의 전도도는 시스템 작동 조건의 일관성(steadiness)에 따라 온도 및 압력에 대해 가능한 보정을 수행한 이황화 암모늄 농도의 함수로서 변화한다. 스트림(102)은 물, 및 용액 중의 이황화 암모늄으로 구성될 수 있거나, 이를 필수적으로 포함하여 구성된다. 하나의 염만이 스트림(102)에서 우세하며 이는 이황화 암모늄이다. 따라서, 이황화 암모늄 농도는 전도도의 변화에 영향을 미치는 스트림(102)의 제어 구성요소를 제공하여, 추가적인 검출 선택성이 필요 없다.
분석기(111)의 로직은 이황화 암모늄 농도를 결정하기 위해, 스트림(102)의 측정된 전도도, 온도, 및 선택적으로 압력을 이황화 암모늄 보정 알고리즘 또는 곡선에 연관시킬 수 있다. 일부 실시형태에서, 분석기(111)는 전도도 셀(110)의 소내(onsite) 프리젠테이션 구성요소(1716) 및/또는 제어실의 또는 소외(offsite) 모니터링 위치의 디스플레이와 같은 원격 프리젠테이션 구성요소(1716)에 이황화 암모늄 농도를 출력한다. 전도도 셀(110), 온도 센서(112), 선택적으로 압력 센서(114) 또는 분석기(111)는 전도도 셀(110)로부터의 원격 위치에 이황화 암모늄 농도를 이와 같이 출력하기 위한 이동식 모뎀 또는 무선 장치를 포함할 수 있다. 한 실시형태에서, 프리젠테이션 구성요소(1716)는 스트림(102)의 이황화 암모늄 중량%(wt%)로서의 이황화 암모늄 농도, 화씨(℉)로서의 스트림(102) 온도, 및 선택적으로 psig(pounds per square inch gauge)로서의 스트림(102) 압력을 포함하는 프리젠테이션 데이터 표시를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 18을 참조한다.
일부 실시형태에 있어서, 이론적 계산에 의해, 하기에 추가로 논의된 바와 같이, 이황화 암모늄 보정 알고리즘 또는 곡선을 정의하는 것이 가능하다. 이러한 보정 모델링 접근법은 보정을 위해 이황화 암모늄을 이용하지 않는다. 이론적 계산은, 약 60 내지 약 140 ℉(즉, 약 15 내지 약 60 ℃)와 같은 잠재적 작동 온도, 및 약 0 내지 약 50 wt%와 같은 잠재적 이황화 암모늄 농도 범위에 대한 여러 개의, 예를 들어 1000개 이상의 전도도 계산치를 포함할 수 있다. 도 3 내지 7을 참조한다. 이들 계산치는 농도 범위에 대해 선형에 가까운 전도도 변화를 나타냈고, 온도 보정 인자를 이용하여 농도-전도도 함수에 대한 알고리즘 또는 곡선을 유도하는 것을 가능하게 하였다.
일부 실시형태에서, 분석기(111)는 스트림(102)의 빙점 초과의 온도, 및 이황화 암모늄의 열 분해가 농도 범위에 걸쳐 비-선형 전도도 응답을 생성하는 최대 온도까지의 온도에서 작동한다. 도 3 내지 7을 참조하고, 또한 도 8 내지 12도 참조한다. 임계 온도 초과의 온도에서, 계산치는 농도 범위에 대해 비-선형 전도도 변화를 나타냈고, 온도 보정 인자 만으로 농도-전도도 함수에 대한 이황화 암모늄 알고리즘 또는 곡선을 유도하는 것이 불가능하였다. 스트림(102)이 소스(100)로부터 주변 대기에 노출된 도관 길이를 막 통과하여 전도도 셀(110)에 도달하기 전에 충분히 냉각되지 않을 경우, 선택적인 열 교환에 의해 원하는 온도 감소가 이루어질 수 있다.
또한, 일부 실시형태에서, 분석기(111)는 약 30 내지 260 psig(즉, 약 200 내지 약 1750 kPa), 또는 구성요소 압력 등급에 의해 정의된 상한치 사이의 압력에서 작동한다. 이 압력 범위는 또한, 선형 응답을 제공하며, 산성 수가 축적되고 소스(100)로부터 방출되는 것과 같은 통상적인 사이클에 상응한다. 예를 들어, 도 3 내지 7을 참조한다. 이러한 원하는 작동 조건하에서, 스트림(102)의 압력은 전도도에 제한된 영향을 미친다. 일부 실시형태는, 압력이 추가 보정 없이 정확한 결과를 위해 허용가능한 범위임을 보장하거나 이황화 암모늄 알고리즘 또는 곡선에 추가 보정을 위한 입력을 제공하여 이황화 암모늄 농도를 결정할 수 있는 압력 센서(114)를 포함한다. 압력 센서(114)는 유체 스트림(102)의 압력을 측정할 수 있는 임의의 장치를 나타낸다. 이러한 실시형태들에서, 컴퓨팅 장치(1700)는, 상술한 바와 같이, 제3 I/O 포트(1718c)를 통해 압력 센서(114)로부터 제3 신호를 수신한다.
일부 실시형태에서, 시스템이 실시간 온라인 측정을 제공할 수 있으므로 유동 루프(104)를 따라 배치된 유동 미터(116)에 의해 전도도 셀(110)을 통해 스트림(102)이 흐르고 있음이 확인된다. 유동 미터(116)는 유체 스트림(102)의 유동율(flow rate)을 측정할 수 있는 임의의 장치를 나타낸다. 이황화 암모늄 농도는 유동 루프(104)를 통해 이동하는 스트림(102)이 없을 경우 시간에 따라 업데이트될 수 없을 것이다. 유동이 중단되거나 임계치 미만으로 느려질 경우, 분석기(111)의 컴퓨팅 장치(1700)는 오차를 나타낼 수 있거나, 결정된 이황화 암모늄 농도를 태그(tag)하고 출력할 수 있다. 이러한 실시형태들에서, 컴퓨팅 장치(1700)는 제4 I/O 포트(1718d)를 통해 유동 미터(116)로부터 제4 신호를 수신한다.
일부 실시형태에서, 분석기(111)는 매초 또는 매분과 같은 특정 간격으로 이황화 암모늄 농도를 출력한다. 분석기(111)에 의해 연속적으로 자동 모니터링함으로써, 분석기(111)를, 결정된 이황화 암모늄 농도를 기초로 스트림(102)에서의 이황화 암모늄의 수준을 조정할 수 있는 다른 공정 제어장치와 통합하는 것이 가능하다. 일부 실시형태에 있어서, 분석기(111)는 이황화 암모늄 농도가 사용된 야금에 의해 결정된 최대치를 초과할 경우 경고 신호를 출력할 수 있다.
스트림(102)은 유동 루프(104)를 나와서 처리 또는 재사용을 위해 폐기물 출력(118)으로서 보내진다. 폐기물 출력(118)은 유동 루프(104)를 통해 우회되지 않은 임의의 스트림(102)을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 스트림(102)의 일부가 유동 루프(104)로 들어가서 재조합되어 폐기물 출력(118)을 형성하는 곳 간에 적어도 약 7 psig(즉, 약 50 kPa)의 압력차가 원하는 유동을 유지한다.
도 2는 유체 스트림에서 이황화 암모늄 농도를 측정하는 방법에 대한 흐름도를 도시한다. 방법의 제1 단계(201)는 유체 스트림의 전도도를 측정하는 단계를 포함한다. 한 실시형태에서, 분석기(111)의 컴퓨팅 장치(1700)는, 상기 논의된 바와 같이, 유체 스트림(102)용 전도도 셀(110)로부터 전도도를 나타내는 제1 신호를 수신한다.
제2 단계(202)에서, 방법은 유체 스트림의 온도를 측정하는 단계를 포함한다. 한 실시형태에서, 온도 센서(112)는 상기 논의된 바와 같이 유체 스트림(102)에 직접 삽입된다. 한 실시형태에서, 컴퓨팅 장치(1700)는, 상기 논의된 바와 같이, 유체 스트림(102)용 온도 센서(112)로부터 온도를 나타내는 제2 신호를 수신한다.
계산 단계(203)는, 하기에 추가로 논의되는 바와 같이, 이황화 암모늄 보정 알고리즘 또는 곡선을 기초로 이황화 암모늄 농도를 결정하기 위해 제1 및 제2 단계(201, 202)에서 측정된 온도 및 전도도를 이용한다. 한 실시형태에서, 컴퓨팅 장치(1700)는 스트림(102)용 온도 센서(112)로부터의 측정 온도 및 스트림(102)에 대한 측정 전도도를 기초로 유체 스트림(102)에 대한 이황화 암모늄 농도를 결정하며, 여기서 측정 온도 및 측정 전도도를 보정 알고리즘 또는 곡선에 연관시켜 스트림(102)에 대한 이황화 암모늄 농도를 결정한다. 한 실시형태에서, 컴퓨팅 장치(1700)는 제1 및 제2 신호를 기초로 이황화 암모늄 농도를 결정하며, 여기서 제1 및 제2 신호를, 하기 논의된 바와 같이, 보정 알고리즘 또는 곡선에 연관시켜 이황화 암모늄 농도를 결정한다. 방법은 계산 단계(203)에서 결정된 이황화 암모늄 농도를 디스플레이와 같은 프리젠테이션 구성요소에 출력함으로써 사용자 인터페이스 단계(204)를 추가로 포함한다.
한 실시형태에서, 방법은 산성 수 유동의 적어도 일부를 정유 공장으로 유도하여 유체 스트림을 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 수소화 처리기로부터의 산성 수 유동의 적어도 일부가 유체 스트림을 제공할 수 있다.
한 실시형태에서, 방법은 이황화 암모늄 농도를 디스플레이와 같은 프리젠테이션 구성요소에 출력하는 단계를 추가로 포함한다.
한 실시형태에서, 방법은 유체 스트림의 압력을 측정하는 단계를 포함한다. 한 실시형태에서, 컴퓨팅 장치(1700)는, 상기 논의된 바와 같이, 유체 스트림(102)용 압력 센서(114)로부터 압력을 나타내는 제3 신호를 수신한다. 한 실시형태에서, 컴퓨팅 장치(1700)는 제1, 제2 및 제3 신호를 기초로 이황화 암모늄 농도를 결정하며, 여기서 제1, 제2 및 제3 신호를, 상기 논의된 바와 같이, 보정 알고리즘 또는 곡선에 연관시켜 이황화 암모늄 농도를 결정한다.
한 실시형태에서, 방법은 전해질 전도도를 측정하기 전에 유체 스트림을 필터링하는 단계를 포함한다.
한 실시형태에서, 방법은 유체 스트림의 유동율이 임계치 미만일 경우 이황화 암모늄 농도를 태그하는 단계를 포함한다.
이황화 암모늄 보정 모델
수소화 처리기 산성 수는 본질적으로, 하기와 같이 이황화 암모늄의 단일 염 용액이다:
NH4HS + H2O ↔ NH4 + + HS- + NH3(aq) + H2S(aq)
따라서, 용액의 임의의 벌크 특성을 사용하여 이황화 암모늄 농도를 정량화할 수 있다. 본 발명은 이황화 암모늄염의 농도를 결정하기 위해 전해질 전도도를 이용한다. 이황화 암모늄염 조성은 비교적 고정되므로, 염 농도와 전해질 전도도 간에 직접적인 연관 관계가 존재한다.
통상적으로, 이러한 분석기는 각종 공지된 염 농도의 용액을 준비하고 이러한 염 용액의 전해질 전도도를 결정함으로써 보정될 것이다. 이황화 암모늄 분석기에 있어서, 보정 전략은 3가지 문제점에 의해 방해된다:
1) 이황화 암모늄염이 시판되지 않고;
2) 이황화 암모늄 용액은 황화 수소의 탈기 및 산화로 인해 대기 조건하에서 안정하지 않으며;
3) 이황화 암모늄 용액이 황화 수소의 탈기로 인해 고도로 독성이다.
따라서, 종래의 보정 과정은 이황화 암모늄 분석기에 있어서 실현 가능하지(신중하지) 않다. 대신, 본 발명은 이황화 암모늄 분석기에 대한 "가상" 보정 과정을 구현함으로써 이러한 문제점들을 방지한다. 이와 달리, 본 발명은, 하기에 추가로 논의된 바와 같이, 이황화 암모늄염에 대한 "대용(proxy)" 보정 과정을 이용함으로써 이러한 문제점들을 방지한다.
이황화 암모늄 용액의 전해질 전도도는 이황화 암모늄염 농도, 온도 및 압력의 함수이다. 따라서, 이황화 암모늄 보정 과정은 하기와 같은 적어도 2개의 이황화 암모늄 관계를 요구한다:
1) 이황화 암모늄염 농도 대 전해질 전도도 관계; 및
2) 전해질 전도도 대 온도 관계; 및
3) 선택적으로, 전해질 전도도 대 압력 관계, 또는 이와 달리, 각종 이황화 암모늄염 농도에 대한 온도 대 압력 관계.
이 보정 모델은 전해질 용액 모델링 소프트웨어를 사용하여 이황화 암모늄 알고리즘 또는 곡선을 결정함으로써, 또는 이황화 암모늄에 대한 대용 용액을 사용하여 상기 알고리즘 또는 곡선을 결정함으로써 개발될 수 있다. 예를 들어, 적절한 전해질 용액 모델링 소프트웨어는 OLI Systems,Inc.에서 출시된 것이다.
일부 실시형태에서, 이론적 계산에 의해 이황화 암모늄 보정 알고리즘 또는 보정 곡선을 정의하는 것이 가능하다. 이론적 계산은, 예를 들어 약 60 내지 약 140 ℉(즉, 약 15 내지 약 60 ℃)와 같은 잠재적 작동 온도, 및 약 0 내지 약 50 wt%와 같은 잠재적 이황화 암모늄 농도 범위에 대한 여러 개의, 예를 들어 1000개 이상의 전도도 계산치를 포함할 수 있다. 도 3 내지 7을 참조한다.
일부 실시형태에 따라, 보정 모델은 이황화 암모늄 용액의 전해질 전도도가 압력에 특별히 의존하지 않는 것으로 추정한다. 전도도가 압력에 따라 비교적 일정하게 유지되는 온도-압력 조건은 이황화 암모늄염의 농도에 의존한다. 도 3 내지 7을 참조한다(좌측 절반). 이황화 암모늄염의 임의의 특정 농도에서, 압력의 변화는 해당 염 농도에 대한 임계 온도 미만에서 전해질 전도도에 영향을 미치지 않는다. 예를 들어, 약 8 wt%의 이황화 암모늄염 농도에서, 압력의 변화는 약 100 ℉(즉, 약 38 ℃) 미만에서 전해질 전도도에 영향을 미치지 않는다. 도 3을 참조한다. 이들 계산치는 농도 범위에 걸쳐 선형에 가까운 전도도 변화를 보여주었고, 온도 보정 인자로 농도-전도도 함수에 대한 알고리즘 또는 곡선을 유도하는 것을 가능하게 하였다. 도 3 내지 7을 참조한다.
도 3 내지 7(좌측 절반)로부터 알 수 있는 바와 같이, 온라인 이황화 암모늄 분석을 수행하기 위해 저온, 중간 압력 조건이 매우 바람직하다. 저온, 중간 압력 조건 하에서 전해질 전도도의 선형 거동은 정확한 이황화 암모늄 보정 알고리즘 또는 곡선의 전개를 비교적 용이하게 한다. 예를 들어, 약 120 ℉(즉, 약 50 ℃) 미만의 수소화 처리기 산성 수 온도 및 약 30 내지 약 200 psig(즉, 약 206 내지 약 1380 kPa) 사이의 압력이 본 발명에 이상적이다. 중요하게는, 이러한 작동 조건들은 정유 공장 수소화 처리 유닛에서 생성된 산성 수 스트림과 고도로 호환성이 있다.
일부 실시형태에 있어서, 보정 모델은 이황화 암모늄 용액의 전해질 전도도가 임계 온도 초과의 온도에서 압력에 특별히 의존하지 않는 것으로 추정한다. 전도도가 압력에 따라 비교적 일정하게 유지되는 온도-압력 조건은 이황화 암모늄염의 농도 및 스트림의 온도에 의존한다. 도 3 내지 7을 참조한다(오른쪽 위 사분면). 임계 온도 초과 온도에서의 이황화 암모늄염의 임의의 특정 농도에서, 압력의 변화는 해당 염 농도에 대한 임계 압력 초과에서의 전해질 전도도에 영향을 미치지 않는다. 도 3 내지 7에서 알 수 있는 바와 같이, 온도가 증가함에 따라 임계 압력이 증가한다. 예를 들어, 약 8 wt%의 이황화 암모늄염 농도에서, 압력의 변화는 약 130 ℉ 및 약 20 psig 초과(즉, 약 54 ℃ 및 약 138 kPa 초과), 약 160 ℉ 및 약 50 psig 초과(즉, 70 ℃ 및 약 345 kPa 초과), 및 약 190 ℉ 및 약 90 psig 초과(즉, 약 88 ℃ 및 약 620 kPa 초과)에서 전해질 전도도에 영향을 미치지 않는다. 도 3을 참조한다. 이들 계산치는 농도 범위에 걸쳐 선형에 가까운 전도도 변화를 보여주었으며, 온도 보정 인자 및 압력 보정 인자로 농도-전도도 함수에 대한 이황화 암모늄 알고리즘 또는 곡선을 유도하는 것을 가능하게 하였다. 도 3 내지 7을 참조한다.
도 3 내지 7(오른쪽 위 사분면)로부터 알 수 있는 바와 같이, 온라인 이황화 암모늄 분석을 수행하기 위해 고온, 중간압력-내지-고압 조건이 적당히 바람직하다. 고온, 고압 조건 하에서의 선형에 가까운 전해질 전도도 거동에 의해 상당히 정확한 이황화 암모늄 보정 알고리즘 또는 곡선을 전개하는 것이 가능하다.
도 3 내지 7(오른쪽 아래 사분면)로부터 알 수 있는 바와 같이, 고온, 저압 조건은 온라인 이황화 암모늄 분석을 수행하기에 바람직하지 않다. 고온, 저압 조건하에서의 전해질 전도도의 비-선형 거동은 정확한 이황화 암모늄 보정 알고리즘 또는 곡선을 전개하는 것을 극히 어렵게 한다.
설명으로서, 도 3 내지 7에 예시된 전해질 전도도의 비-선형 거동은 이황화 암모늄염의 암모니아 기체 및 황화 수소 기체로의 열분해에 기인한다. 도 8 내지 12를 참조한다. 따라서, 이황화 암모늄염이 분해됨에 따라 염 용액의 전해질 전도도가 감소한다. 수상(aqueous phase)의 암모니아(및 황화 수소)의 양은 온도가 상승함에 따라 증가하지만, 압력이 증가함에 따라 감소한다. 암모니아(및 황화 수소)가 기상으로 존재하는 고온, 저압 조건하에서 수행된 측정에 있어서, 이황화 암모늄염의 실제 농도와 측정 농도 간의 오차가 더 크다. 기상의 암모니아(및 황화 수소)의 양이 더 많을수록; 측정 농도의 오차가 더 크다. 기상의 암모니아의 양이 약 1 내지 2 wt% 미만인 온도 및 압력 조건하에서 분석기가 작동되는 한, 온도 보정 인자는 적절한 보정 곡선을 산출하도록 조절될 수 있다.
또한, 다중-지점 보정 곡선을 사용할 경우 이황화 암모늄염의 실제 농도와 측정 농도 간의 오차가 감소할 수 있다. 보정 곡선에 더 높은 쪽을 가중치 부여할 경우, 오차가 추가로 감소할 수 있다. 예를 들어, 약 25 wt%의 이황화 암모늄염 농도를 갖는 수소화 처리기 산성 수 스트림에 있어서, 약 0 wt%, 약 10 wt%, 약 15 wt%, 약 20 wt% 및 약 25 wt%의 이황화 암모늄염의 보정 곡선이 오차를 감소시킬 것이다.
온라인 이황화 암모늄 분석기의 실험실 테스트
온라인 이황화 암모늄 분석기(111)를 제조하여, 실험실에서 중탄산 암모늄의 표준(즉, 공지된 농도의) 대용 용액에 대한 보정 모델 계산을 평가하고 온라인 분석기를 정유 공장 그랩 샘플링 및 정유 공장의 실험실 분석과 비교하였다. 공정 수(process water) 시뮬레이터를 이용하여 분석기(111)의 실험실 평가를 수행하였다. 공정 수 시뮬레이터는 상이한 온도, 압력 및 유동율 조건에서 분석기를 통해 수 용액을 순환시키는 프로그램가능한 유동 루프 시스템이다. 공정 수 시뮬레이터의 데이터 획득 및 제어는 분산 제어 시스템(예를 들어, MicroMod Automation)을 이용하여 달성되었다. 제어 시스템을 이용하여, 유동 루프는, 분석기(111) 근처에 위치한, 전해질 전도도 셀(110), 온도 센서(112), 압력 센서(114) 및 유동 미터(116)와 같은 복수의 센서로부터의 데이터를 연속적으로 기록하면서 온도, 압력 및 유동율의 시퀀스를 통해 단계를 거치도록 프로그래밍되었다.
분석기의 실험실 평가에 있어서, 도전성 염으로서 중탄산 암모늄을 사용하였다. 중탄산 암모늄은 산-염기 및 용액 평형이 상당히 유사하므로 이황화 암모늄에 대한 비교적 양호한 대용물이다. 평가는 하기와 같은 공정 조건의 범위를 포함하였다:
1) 약 70 내지 약 200 ℉(즉, 약 21 내지 약 93 ℃);
2) 약 15 내지 약 45 psig(즉, 약 105 내지 약 310 kPa);
3) 약 0 내지 약 10 wt%의 중탄산 암모늄; 및
4) 약 0.1 내지 약 0.5 gpm(gallons per minute).
이들 개념 증명(proof-of-concept) 실험실 평가에서 실험 결과가 보정 모델 계산치와 상당히 일치하였으므로, 필드 테스트를 위해 온라인 분석기(111)를 정유 공장으로 수송하였다.
온라인 이황화 암모늄 분석기의 필드 테스트
정유 공장에서 온라인으로 분석기(111)를 도입한 후에, 전해질 전도도 셀(110), 온도 센서(112), 압력 센서(114) 및 유동 미터(116)와 같은 센서 판독을 업데이트하였고 분당 5회 기록하였다. 이전 24 시간으로부터 기록된 데이터를 정유 공장 그랩 샘플링 및 실험실 분석과 비교하였다.
온라인 분석기와 정유 공장 그랩 샘플링 및 실험실 분석의 비교
대부분의 정유 공장은 수소화 처리기 산성 수 스트림에서의 이황화 암모늄 농도를 결정하기 위해 다음의 분석법을 이용한다:
1) 총 황화물 법[HS- + H2S(aq)];
2) 총 암모니아 법[NH4 + + NH3(aq)]; 및
3) 총 알칼리도 법[HS- +NH3(aq)].
이들 실험실 방법 중에서, 총 알칼리도 법 및 총 암모니아 법이 가장 정확하다. 총 황화물 법은 그랩 샘플의 샘플 취급 동안 황화 수소의 탈기로 인해 최소로 정확하다. 샘플의 급속한 감압을 초래하는 샘플 병에 물을 대기처럼 쏟아냄으로써 산성 수 샘플을 수거한다. 샘플링 동안 암모니아가 그다지 손실되지 않으므로, 총 암모니아 분석은 총 황화물 분석보다 더 정확한 결과를 산출한다. 도 14를 참조한다. 도 14에 예시된 바와 같이, 이황화 암모늄 농도를 결정하기 위해 총 황화물 분석을 이용할 경우 약 30%의 오차가 통상적이다.
도 14는 공장 유닛에 대한 그랩 샘플의 실험실 분석과 온라인 결과 간의 비교를 예시한다. 그랩 샘플은 통상적으로 월요일, 수요일 및 금요일의 약 02:00에 수거되었다. 실험실은 알칼리도 적정 법을 이용하여 그랩 샘플에서의 이황화 암모늄 농도를 결정하였다. 온라인 결과는 월요일, 수요일 및 금요일의 약 01:50과 02:10 사이에 분석기 판독을 평균함으로써 계산하였다. 평균적으로, 도 1에 예시된 바와 같이, 그랩 샘플로부터의 이황화 암모늄 농도는 온라인 분석기보다 약 5% 더 높다. 도 14를 참조한다. 이 오프셋(offset)은 비교적 작으며, 이는 상기 2가지 방법에 대한 조합된 평균 바이어스에 기인한 것일 수 있다.
하지만, 도 14에 예시된 바와 같이, 데이터에 상당한 분산량이 존재한다. 온라인 분석기 결과에 대한 실험실 분석의 선형 회귀는 0.85의 결정 계수(r2)를 산출한다. 계수 0.85는 데이터가 15%의 변이(variation)를 포함함을 나타낸다. 이러한 변이는 실험실 분석을 위한 그랩 샘플 수거에 있어서의 샘플 취급 오차에 기인한 것일 수 있다. 따라서, 비록 실험실 분석 및 온라인 분석기 결과에 대한 장기 평균이 서로의 약 5% 이내라 할지라도, 개별 그랩 샘플은 상당한 오차를 가질 수 있다.
온라인 분석기와 API 계산법의 비교
일부 정유 공장은 이황화 암모늄 농도를 추정하기 위해 API(American Petroleum Institute) 계산법을 사용한다. API 계산은 다음의 주요 입력 요소를 요구한다:
1) 수소화 처리기 공급물에서의 질소 농도;
2) 수소화 처리기 공급물의 특정 중력;
3) 공급 속도;
4) 수소화 처리기 생성물에서의 질소 농도; 및
5) 물 세정 속도.
도 15는 정유 공장 유닛에 대한 API 계산 추정치와 온라인 결과 간의 비교를 예시한다. API 계산에 있어서, 공급 오일의 그랩 샘플을 통상적으로 월요일, 수요일 및 금요일에 수거하였다. 수소화 처리기 생성물 그랩 샘플은 매일 수집하였다. 고온 연소법(안텍(Antek) 법)을 이용하여 오일 공급물 및 생성물 샘플에서의 질소 농도를 결정하였다. 월요일, 수요일 및 금요일의 01:50과 02:10 사이에 수거된 정유 공장의 공정 가변 데이터를 평균함으로써 오일 공급 속도 및 물 세정 속도를 수득하였다.
이황화 암모늄(ABS) 농도를 추정하기 위한 API 식은 하기와 같다:
ABS(wt%) = 100 * ((OFR * 1000 * 350.49 lb/barrel * OD)(FN - PN)/106) * (51.111 g/mole 이황화 암모늄 / 14.0067 g/mole 질소) / (W1 + W2 + W3) * 60 min/hr * 24 hr/day * 8.345 ib/gallon 물
여기서,
OFR = 오일 공급 속도(MBPD);
OD = 오일 밀도(kg/L);
FN = 공급물 질소(질소로서 ppm);
PN = 생성물 질소(질소로서 ppm);
W1 = 세정 수 속도(gpm);
W2 = 세정 수 속도(gpm); 및
W3 = 세정 수 속도(gpm).
평균적으로, 도 1에 예시된 바와 같이, API 계산 추정치로부터의 이황화 암모늄 농도는 온라인 분석기보다 약 6% 더 높다. 도 15를 참조한다. 도 15에 예시된 바와 같이, 95% 신뢰 한계는 도 14에 도시된 비교예보다 훨씬 더 넓다. 온라인 분석기 결과에 대한 API 계산 추정치의 선형 회귀는 0.39의 결정 계수(r2)를 산출한다. 계수 0.39는 데이터가 61%의 변이를 포함함을 나타낸다. 이러한 변이는 샘플링, 분석 및 공정 가변 오차의 조합된 영향에 기인한 것일 수 있다. 최대 오차는 공급 오일의 샘플 취급 및 공급 오일과 관련된 분석 문제에 기인한 것일 수 있다. 비록 많은 정유 공장들은 단기간 동안 질소 농도가 상당히 변화할 수 있도록 공급 오일 스트림의 변화하는 혼합물을 연속적으로 수용하지만, API 계산은 가장 최근의 그랩 샘플로부터의 분석 결과를 기초로 일정한 질소 농도를 추정한다. 또한, API 계산은 추정을 위해 요구되는 모든 입력 데이터의 조합된 오차에 의해 추가로 질적 저하된다.
따라서, 온라인 결과는 실험실-분석 그랩 샘플 및/또는 API 계산 추정치 모두의 허용가능한 범위 이내이다.
본 출원에 서술된 실시형태 및 실시예는 본 발명 및 그의 실제 응용을 가장 잘 설명하고 그로써 당업자가 본 발명을 실시하고 이용하는 것이 가능하게 하기 위해 제공된다. 하지만, 당업자는 상기 설명 및 실시예가 오직 예시 및 예의 목적으로 제공되었음을 인지할 것이다. 서술된 설명은, 빠짐없이 기술하는 것으로 의도되지 않거나, 본 발명을 개시된 정확한 형태로 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 후속하는 청구항의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 상기 교시의 관점에서 다수의 변경 및 변형이 가능하다. 본 발명은 하기 청구항 및 그의 균등물만큼 광범위한 것으로 명확하게 의도된다.
정의
본 출원에 사용된 용어인, 관사 "a, an, the", 및 "상기(said)"는 문맥에서 다르게 나타내지 않으면 하나 이상을 의미한다.
본 출원에 사용된 용어 "약(about)"은 측정 방법을 나타내지 않을 경우 서술된 값 ± 오차 마진 또는 서술된 값 ± 10%를 의미한다.
본 출원에 사용된 용어 "또는(or)"은 대체물만을 지칭하는 것으로 명백하게 나타내지 않거나, 대체물들이 상호 배타적이라면 "및/또는(and/or)"을 의미한다.
본 출원에 사용된 용어 "포함하는(comprising, comprises 및 comprise)"은 그 용어 앞에 기재된 대상물에서 그 용어 뒤에 기재된 하나 이상의 요소들로 이행하기 위해 사용된 개방형(open-end) 이행 어(transition terms)이며, 여기서 그 이행 어 뒤에 제시된 요소 또는 요소들이 반드시 상기 대상물을 형성하는 유일한 요소들은 아니다.
본 출원에 사용된 용어 "포함하는(containing, contains 및 contain)"은 상기 제공된 "포함하는(comprising, comprises 및 comprise)"과 동일한 개방형 의미를 갖는다.
본 출원에 사용된 용어 "갖는(having, has 및 have)은 상기 제공된 "포함하는(comprising, comprises 및 comprise)"과 동일한 개방형 의미를 갖는다.
본 출원에 사용된 용어 "포함하는(including, includes 및 include)은 상기 제공된 "포함하는(comprising, comprises 및 comprise)"과 동일한 개방형 의미를 갖는다.
본 출원에 사용된 문구 "~로 구성된(consisting of)"은 그 용어 앞에 기재된 대상물에서 그 용어 뒤에 기재된 하나 이상의 재료 요소들로 이행하기 위해 사용된 폐쇄형(closed) 이행 어이며, 여기서 그 이행 어 뒤에 제시된 재료 요소 또는 요소들은 상기 대상물을 형성하는 유일한 재료 요소들이다.
본 출원에 사용된 용어 "동시에(simultaneously)"는 함께(concurrently)를 포함하여, 동시에 또는 거의 동시에 발생함을 의미한다.
참조로 포함
본 출원에 인용된 모든 특허 및 특허출원, 논문, 보고서 및 다른 문헌들은 본 발명과 모순되지 않는 정도까지 참조로 완전히 포함된다.

Claims (20)

  1. 자신을 통해 흐르는 유체 스트림의 전해질 전도도를 측정하도록 구성된 전도도 셀;
    상기 유체 스트림의 온도를 측정하기 위해 연결된 온도 센서 - 상기 온도 센서는 상기 유체 스트림에 직접 삽입됨 -; 및
    상기 전도도 셀 및 상기 온도 센서로부터 수신된 신호를 기초로 이황화 암모늄 농도를 결정하기 위한 로직을 갖는 분석기
    를 포함하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분석기는 상기 이황화 암모늄 농도를 디스플레이에 출력하는 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전도도 셀은 유도성이며, 상기 유체 스트림과의 직접 접촉으로부터 분리된 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 온도 센서 및 전도도 셀은 상기 유체 스트림이 산성 수의 적어도 일부를 포함하도록 정유 공장에서의 산성 수의 출력을 따라 배치된 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 온도 센서 및 전도도 셀은 수소화 처리기 산성 수의 유동과 유체 연통(fluid communication)하여 연결된 분석기 루프를 따라 배치되어 상기 분석기 루프 내에 상기 유체 스트림을 생성하는 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 유체 스트림의 압력을 측정하기 위해 연결된 압력 센서를 추가로 포함하고, 상기 분석기는 상기 이황화 암모늄 농도를 결정하는 데 있어서 상기 압력을 고려하는 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 유체 스트림의 유동율을 측정하기 위해 연결된 유동 미터를 추가로 포함하고, 상기 분석기는 상기 유동율이 임계치 미만인 상기 이황화 암모늄 농도의 임의의 결정을 태그하는 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 전도도 셀의 업스트림(upstream)에 배치된 필터를 추가로 포함하는 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 전도도 셀로부터의 원격 위치에 상기 이황화 암모늄 농도를 출력하기 위한 이동식 모뎀 또는 무선 장치를 추가로 포함하는 시스템.
  10. 유체 스트림의 전해질 전도도를 측정하는 단계;
    상기 유체 스트림의 온도를 측정하는 단계 - 온도 센서가 상기 유체 스트림에 직접 삽입됨 -; 및
    상기 측정 온도 및 상기 측정 전도도를 기초로 이황화 암모늄 농도를 결정하는 단계 - 상기 측정 온도 및 측정 전도도를 보정 알고리즘에 연관시켜 상기 이황화 암모늄 농도를 결정함 -
    를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 산성 수 유동의 적어도 일부를 정유 공장으로 유도하여 상기 유체 스트림을 제공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  12. 제10항에 있어서, 산성 수 유동의 적어도 일부를 수소화 처리기로부터 유도하여 상기 유체 스트림을 제공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 이황화 암모늄 농도를 디스플레이에 출력하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 전도도 측정 단계는 상기 유체 스트림과의 직접 접촉으로부터 분리된 유도성 전도도 셀에 의해 행해지는 방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 유체 스트림의 유동율이 임계치 미만일 경우 상기 이황화 암모늄 농도를 태그하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  16. 제10항에 있어서, 상기 이황화 암모늄 농도 결정 단계는 상기 유체 스트림의 압력을 고려하는 방법.
  17. 제10항에 있어서, 상기 전해질 전도도를 측정하기 전에 상기 유체 스트림을 필터링하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  18. 유체 스트림에 대한 전해질 전도도를 나타내는 제1 신호를 수신하는 단계;
    상기 유체 스트림의 온도를 나타내는 제2 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 신호를 기초로 이황화 암모늄 농도를 결정하는 단계 - 상기 제1 및 제2 신호를 보정 알고리즘에 연관시켜 상기 이황화 암모늄 농도를 결정함 -
    를 포함하는 방법을 실행시 수행하는 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  19. 제18항에 있어서, 상기 방법은 상기 농도를 사용자 인터페이스에 출력하는 단계를 추가로 포함하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  20. 제18항에 있어서, 상기 방법은 상기 유체 스트림의 압력을 나타내며 상기 이황화 암모늄 농도를 결정하는 데 고려되는 제3 신호를 수신하는 단계를 추가로 포함하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109073581B (zh) * 2016-03-31 2022-03-18 英威达纺织（英国）有限公司 电导率或电阻率测量和聚酰胺合成
CN114126679A (zh) * 2019-06-11 2022-03-01 费森尤斯医疗保健控股公司 用于测量医疗流体的电特性的系统和方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5656151A (en) * 1994-12-05 1997-08-12 Mobil Oil Corporation Intermittent water washing to remove salts
DE29718927U1 (de) * 1997-10-27 1998-02-26 Weber Erika Meß- und Steuervorrichtung für eine Aufbereitungsanlage für Flüssigkeiten
US20060217895A1 (en) * 2005-03-25 2006-09-28 Hirohito Iwawaki Method of evaluating corrosion resistance of material under ammonium bisulfide environment
US20080297173A1 (en) * 2007-05-29 2008-12-04 Georg Fischer Signet Llc System and method for measuring conductivity of fluid
FR2947634A1 (fr) * 2009-07-06 2011-01-07 Otv Sa Dispositif de mesure d'au moins une propriete d'une eau

Family Cites Families (124)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL110876C (ko) 1960-04-09
DE1158727B (de) * 1961-03-01 1963-12-05 Basf Ag Anordnung zur temperaturkompensierten Konzentrationsbestimmung von Elektrolyten durch elektrodenlose Leitfaehigkeitsmessung
US3674672A (en) * 1970-03-25 1972-07-04 Hooker Chemical Corp Multiparameter process solution analyzer-controller
US4205050A (en) * 1976-06-17 1980-05-27 Chevron Research Company Method of reducing corrosion in sour gas sweetening systems
JPS5477244A (en) * 1977-12-02 1979-06-20 Showa Yotsukaichi Sekiyu Kk Corrosion prevention using polysulfide produced by oxidation of aqueous ammonium hydrosulfite
US4266188A (en) * 1979-11-30 1981-05-05 Mobil Oil Corporation Method and apparatus for measuring a component in a flow stream
US4490444A (en) 1980-12-22 1984-12-25 Westinghouse Electric Corp. High temperature solid electrolyte fuel cell configurations and interconnections
US4395468A (en) 1980-12-22 1983-07-26 Westinghouse Electric Corp. Fuel cell generator
US4413041A (en) 1982-02-02 1983-11-01 W. R. Grace & Co. Cross-flow monolith reactor
US4463687A (en) 1982-04-19 1984-08-07 E. K. Industries, Inc. Powered downdraft gasifier
US4414337A (en) 1982-05-19 1983-11-08 Westinghouse Electric Corp. Shaped ceramics
JPS5964198A (ja) 1982-10-04 1984-04-12 Nanba Press Kogyo Kk 粒状構造物本体の内部に型抜きできない貫通中空部を形成する方法
US4913982A (en) 1986-12-15 1990-04-03 Allied-Signal Inc. Fabrication of a monolithic solid oxide fuel cell
JPS6453146A (en) * 1987-01-09 1989-03-01 Hitachi Ltd Method and instrument for measuring electrical conductivity of solution and water quality control method
US4876163A (en) 1987-12-18 1989-10-24 Westinghouse Electric Corp. Generator configuration for solid oxide fuel cells
US4808491A (en) 1988-02-16 1989-02-28 Westinghouse Electric Corp. Corner heating in rectangular solid oxide electrochemical cell generators
US4943494A (en) 1988-04-22 1990-07-24 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Solid oxide fuel cell matrix and modules
JPH01320778A (ja) 1988-06-21 1989-12-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 発電装置
JPH0275167A (ja) 1988-09-08 1990-03-14 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 固体電解質型燃料電池
EP0378812A1 (de) 1989-01-18 1990-07-25 Asea Brown Boveri Ag Anordnung von Brennstoffzellen auf der Basis eines Hochtemperatur-Feststoffelektrolyten aus stabilisiertem Zirkonoxyd zur Erzielung höchsmöglicher Leistung
DE3907485A1 (de) 1989-03-08 1990-09-20 Asea Brown Boveri Brennstoffzellenanordnung
US5157332A (en) * 1989-10-13 1992-10-20 The Foxboro Company Three-toroid electrodeless conductivity cell
JP2528989B2 (ja) 1990-02-15 1996-08-28 日本碍子株式会社 固体電解質型燃料電池
US5185219A (en) 1990-02-15 1993-02-09 Ngk Insulators, Ltd. Solid oxide fuel cells
NL9002168A (nl) 1990-10-05 1992-05-06 Blandikus Catharikus Jaspers E Holle elektrode voor een elektrochemische cel voorzien van ten minste een toe- en een afvoeropening voor gassen, alsmede elektrochemische cel die een dergelijke elektrode omvat.
US5317805A (en) 1992-04-28 1994-06-07 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of making microchanneled heat exchangers utilizing sacrificial cores
NL9300475A (nl) * 1993-03-17 1994-10-17 Innocom It B V Stelsel voor het analyseren en/of regelen van de ionenconcentraties in een voedingsmiddeloplossing.
US5827620A (en) 1993-03-20 1998-10-27 Keele University Solid oxide fuel cell structures
US5356728A (en) 1993-04-16 1994-10-18 Amoco Corporation Cross-flow electrochemical reactor cells, cross-flow reactors, and use of cross-flow reactors for oxidation reactions
CN2204419Y (zh) * 1994-06-08 1995-08-02 核工业第四研究设计院 智能化酸碱盐浓度测量控制仪
US6083636A (en) 1994-08-08 2000-07-04 Ztek Corporation Fuel cell stacks for ultra-high efficiency power systems
JPH0850914A (ja) 1994-08-08 1996-02-20 Fujikura Ltd 円筒積層型燃料電池
JP3358640B2 (ja) 1994-10-05 2002-12-24 日本電信電話株式会社 電極基板の作製方法
JPH08220036A (ja) * 1995-02-13 1996-08-30 Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp 電磁導電率計用検出部ユニット
EP0756347B1 (en) 1995-07-28 1999-03-24 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Solid oxide fuel cell
JP3215650B2 (ja) 1996-05-23 2001-10-09 日本碍子株式会社 電気化学セル、その製造方法および電気化学装置
US6007932A (en) 1996-10-16 1999-12-28 Gore Enterprise Holdings, Inc. Tubular fuel cell assembly and method of manufacture
US5864743A (en) 1996-11-06 1999-01-26 Materials And Electrochemical Research (Mer) Corporation Multi-channel structures and processes for making structures using carbon filler
JP3516325B2 (ja) 1996-12-20 2004-04-05 東邦瓦斯株式会社 ハニカム構造固体電解質型燃料電池
US5770326A (en) 1996-12-23 1998-06-23 Limaye; Santosh Y. Monolithic mass and energy transfer cell
US5858206A (en) * 1997-05-20 1999-01-12 Uop Llc Process for improved water wash in FCC gas concentration units
JP3907136B2 (ja) * 1997-07-14 2007-04-18 財団法人石油産業活性化センター 石炭液化油のアップグレーディング方法
US6297189B1 (en) * 1998-01-14 2001-10-02 The Regents Of The University Of California Sulfide catalysts for reducing SO2 to elemental sulfur
US6416647B1 (en) 1998-04-21 2002-07-09 Applied Materials, Inc. Electro-chemical deposition cell for face-up processing of single semiconductor substrates
JP4374086B2 (ja) 1998-11-30 2009-12-02 日本碍子株式会社 電気化学セルユニット及び電気化学セル
US6682842B1 (en) 1999-07-31 2004-01-27 The Regents Of The University Of California Composite electrode/electrolyte structure
AUPQ315499A0 (en) 1999-09-29 1999-10-21 Ceramic Fuel Cells Limited Fuel cell assembly
US6291089B1 (en) 1999-10-26 2001-09-18 Alliedsignal Inc. Radial planar fuel cell stack construction for solid electrolytes
JP3861193B2 (ja) * 2000-01-26 2006-12-20 株式会社鷺宮製作所 電気伝導度センサ
JP4648513B2 (ja) * 2000-03-15 2011-03-09 関東化学株式会社 濃度検知方法及び濃度検知装置並びに薬剤の希釈調合装置
US7273671B2 (en) 2000-05-08 2007-09-25 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel cell and method for making the same
EP1293004A4 (en) 2000-05-18 2007-09-12 Corning Inc SOLID OXIDE FUEL CELL WITH SYMETRIC COMPOSITE ELECTRODES
US6852436B2 (en) 2000-05-18 2005-02-08 Corning Incorporated High performance solid electrolyte fuel cells
US6444339B1 (en) 2000-07-24 2002-09-03 Microcell Corporation Microcell electrochemical device assemblies with thermal management subsystem, and method of making and using the same
SE521952C2 (sv) 2000-09-19 2003-12-23 Volvo Teknisk Utveckling Ab Bränslecellsenhet samt bränslecellsanordning innefattande ett flertal sådana bränslecellsenheter
US6767662B2 (en) 2000-10-10 2004-07-27 The Regents Of The University Of California Electrochemical device and process of making
JP2002151100A (ja) 2000-11-16 2002-05-24 Ngk Insulators Ltd 電気化学装置
JP2002151101A (ja) 2000-11-16 2002-05-24 Ngk Insulators Ltd 電気化学装置
JP4808311B2 (ja) 2000-12-12 2011-11-02 日本碍子株式会社 セラミックガス供給部材およびこれを適用した電気化学装置
WO2003005462A2 (en) 2001-01-05 2003-01-16 Georgia Tech Research Corporation Hybrid monolithic fuel cell
US6695940B2 (en) 2001-04-05 2004-02-24 Alan D. Devoe Laminate thin-wall ceramic tubes, including with integral stress wrappings, thickened ends and/or internal baffles, particularly for solid oxide fuel cells
US6974516B2 (en) 2001-04-05 2005-12-13 Presidio Components, Inc. Method of making laminate thin-wall ceramic tubes and said tubes with electrodes, particularly for solid oxide fuel cells
DE10117985A1 (de) 2001-04-10 2002-10-24 Rennebeck Klaus Brennstoff-Aufoxidations-Verfahren und Elektrolyse, mit Feststoffelektrolyten-Composit, in archimedischen Rollwickelspiralen mit spongiösen, offenzelligen Koaxial-Gasdiffusionselektroden-Rohr-Profilen
PT1425814E (pt) 2001-06-04 2006-08-31 Acumentrics Corp Sistema de tubos horizontais para celula de combustivel e metodos
US20020197520A1 (en) 2001-06-25 2002-12-26 Usf Filtration & Separations Group., Inc Micro fuel cell array
WO2003002247A1 (en) 2001-06-29 2003-01-09 The Penn State Research Foundation Sacrificial layers in the manufacturing and application of_chemical reactors
FR2826956B1 (fr) 2001-07-04 2004-05-28 Air Liquide Procede de preparation d'une composition ceramique de faible epaisseur a deux materiaux, composition obtenue, cellule electrochimique et membrane la comprenant
JP3492653B2 (ja) * 2001-07-10 2004-02-03 東西化学産業株式会社 水処理設備の監視方法及び監視システム
US6949307B2 (en) 2001-10-19 2005-09-27 Sfco-Efs Holdings, Llc High performance ceramic fuel cell interconnect with integrated flowpaths and method for making same
GB0125276D0 (en) 2001-10-20 2001-12-12 Strathclyde Improvements in fuel cells related devices
CA2466262A1 (en) 2001-11-06 2003-05-15 Freedom Cell Power Corporation Fuel cell element
US6797154B2 (en) * 2001-12-17 2004-09-28 Chevron U.S.A. Inc. Hydrocracking process for the production of high quality distillates from heavy gas oils
US20030143444A1 (en) 2002-01-31 2003-07-31 Qin Liu Fuel cell with fuel droplet fuel supply
JP2005518645A (ja) 2002-02-20 2005-06-23 アキュメントリクス・コーポレーション 燃料電池のスタッキングおよびシーリング
GB2387264B (en) 2002-03-20 2004-08-04 Morgan Crucible Co Flow field pattern
JP4554357B2 (ja) 2002-05-07 2010-09-29 マイクロファブリカ インク 電気化学的に成型加工され、気密的に封止された微細構造および上記微細構造を製造するための方法および装置
EP1502319B1 (en) 2002-05-08 2013-02-20 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Solid oxide fuel cell
JP2004030972A (ja) 2002-06-21 2004-01-29 Aisin Seiki Co Ltd 固体酸化物形燃料電池システム
US20040067404A1 (en) 2002-10-03 2004-04-08 Dennis Lazaroff Fuel cell assembly and reactant distribution structure and method of making the same
JP2004134323A (ja) 2002-10-15 2004-04-30 Nissan Motor Co Ltd 固体酸化物形燃料電池セル
US20040076868A1 (en) 2002-10-18 2004-04-22 Peter Mardilovich Fuel cell and method for forming
US7153601B2 (en) 2002-10-29 2006-12-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fuel cell with embedded current collector
JP2004152645A (ja) 2002-10-31 2004-05-27 Seimi Chem Co Ltd ハニカム構造で構成された固体酸化物燃料電池、および固体酸化物燃料電池における流体供給方法。
US20040086767A1 (en) 2002-10-31 2004-05-06 Dennis Lazaroff Fuel cell assembly and reactant distribution structure and method of making the same
US7329471B2 (en) 2002-12-10 2008-02-12 General Electric Company Methods and apparatus for assembling solid oxide fuel cells
US20040185321A1 (en) 2003-02-14 2004-09-23 David Sutherland Sofc with floating current collectors
US7405018B2 (en) 2003-02-14 2008-07-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fuel cell with catalytic combustor seal
JP4541296B2 (ja) 2003-03-13 2010-09-08 東京瓦斯株式会社 固体酸化物形燃料電池モジュール
CN100382369C (zh) 2003-03-14 2008-04-16 凤凰智囊团有限公司 蜂窝型固体电解质燃料电池
US7014934B2 (en) 2003-03-18 2006-03-21 Ford Motor Company Tubular flat plate fuel cells and method of making the same
US20040258972A1 (en) 2003-04-08 2004-12-23 Yanhai Du Solid state electrochemical devices
US7080337B2 (en) 2003-06-05 2006-07-18 Texas Instruments Incorporated Non-uniform decoupling capacitor distribution for providing more uniform noise reduction across chip
RU2236068C1 (ru) 2003-06-10 2004-09-10 Мятиев Ата Атаевич Электрод-электролитная пара на основе двуокиси циркония (варианты), способ ее изготовления (варианты) и органогель
US8012421B2 (en) * 2003-06-24 2011-09-06 Ecolab Inc. Concentration monitor
US8002853B2 (en) 2003-07-29 2011-08-23 Societe Bic Hydrogen-generating fuel cell cartridges
US7059582B2 (en) 2003-12-01 2006-06-13 Societe Bic Fuel cell supply having fuel compatible materials
US7078909B2 (en) * 2003-12-12 2006-07-18 Rosemount Analytical Inc. Flow-through conductivity sensor
US7364812B2 (en) 2004-03-19 2008-04-29 Pittsburgh Electric Engines, Inc. Multi-function solid oxide fuel cell bundle and method of making the same
US20060008696A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-12 Suk-Won Cha Nanotubular solid oxide fuel cell
US7279241B2 (en) 2004-06-30 2007-10-09 Corning Incorporated Electrolyte sheet with a corrugation pattern
FR2877496B1 (fr) 2004-11-02 2006-12-15 Commissariat Energie Atomique Module de pile a combustible a interconnecteurs flexibles.
US7396442B2 (en) 2005-02-08 2008-07-08 Carleton Life Support Systems, Inc. Electrochemical oxygen generator module assembly
US7405572B2 (en) * 2005-05-02 2008-07-29 Invensys Systems, Inc. Non-metallic flow-through electrodeless conductivity sensor and leak detector
WO2007005767A1 (en) 2005-07-01 2007-01-11 The Regents Of The University Of California Advanced solid oxide fuel cell stack design for power generation
US8153318B2 (en) 2006-11-08 2012-04-10 Alan Devoe Method of making a fuel cell device
KR101228286B1 (ko) 2005-11-08 2013-01-30 램버트 드보 고체 산화물 연료 전지 및 시스템, 이의 사용 방법과 제조방법
US20100294021A1 (en) * 2006-03-28 2010-11-25 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Fluid Identification Device and Fluid Identification Method
US20070243445A1 (en) 2006-04-13 2007-10-18 Siemens Power Generation, Inc. High power density seal-less tubular solid oxide fuel cell by means of a wide interconnection
US8029937B2 (en) 2006-05-11 2011-10-04 Alan Devoe Solid oxide fuel cell device and system
US7575611B2 (en) 2006-08-09 2009-08-18 Ultracell Corporation Fuel processor for use in a fuel cell system
US7691329B2 (en) 2006-11-16 2010-04-06 General Electric Company Methods for detecting contaminants in a liquid
GB2444509B (en) * 2006-12-06 2010-09-15 Abb Ltd Conductivity sensor
US8278013B2 (en) 2007-05-10 2012-10-02 Alan Devoe Fuel cell device and system
CN101398400B (zh) * 2007-09-28 2011-11-09 中国核动力研究设计院 电导电极流动交混测量系统
US8227128B2 (en) 2007-11-08 2012-07-24 Alan Devoe Fuel cell device and system
CN201141845Y (zh) * 2007-12-25 2008-10-29 南化集团研究院 管外式电磁浓度分析仪
US8343684B2 (en) 2008-03-07 2013-01-01 Alan Devoe Fuel cell device and system
CA2730026C (en) * 2008-07-28 2016-06-28 Invensys Systems, Inc. System and method for alkylation process analysis
EP2338201B1 (en) 2008-10-14 2017-08-23 University of Florida Research Foundation, Inc. Advanced materials and design for low temperature sofcs
EP2351133A1 (en) 2008-10-28 2011-08-03 Alan Devoe Fuel cell device and system
DE102009026998A1 (de) * 2009-06-17 2010-12-23 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Leitfähigkeitssensor mit Umschaltung zwischen Sende- und Empfangsspule
KR20120101012A (ko) * 2009-11-16 2012-09-12 램버트 드보 연료 전지 장치
US9310327B2 (en) * 2010-02-06 2016-04-12 Sgs Instruments Llc Toroidal conductivity probe with integrated circuitry
US8926834B2 (en) * 2010-10-18 2015-01-06 Delaware Capital Formation, Inc. Probe for water treatment

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5656151A (en) * 1994-12-05 1997-08-12 Mobil Oil Corporation Intermittent water washing to remove salts
DE29718927U1 (de) * 1997-10-27 1998-02-26 Weber Erika Meß- und Steuervorrichtung für eine Aufbereitungsanlage für Flüssigkeiten
US20060217895A1 (en) * 2005-03-25 2006-09-28 Hirohito Iwawaki Method of evaluating corrosion resistance of material under ammonium bisulfide environment
US20080297173A1 (en) * 2007-05-29 2008-12-04 Georg Fischer Signet Llc System and method for measuring conductivity of fluid
FR2947634A1 (fr) * 2009-07-06 2011-01-07 Otv Sa Dispositif de mesure d'au moins une propriete d'une eau

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