Tankwagen mit Idealgewicht

Es steckt in Lacken und Farben, in Kunststoffen und Betonverflüssigern – Naphthalin ist Rohstoff für viele Chemie-Produkte. Gewonnen wird es aus Steinkohlenteer, einem Nebenprodukt der Steinkohleverkokung. Das Chemieunternehmen RÜTGERS Germany betreibt im nordrhein-westfälischen Castrop-Rauxel mit 54.000t jährlich die größte Naphthalin-Produktion weltweit. Tankwagen und -container transportieren den wertvollen Rohstoff zur Weiterverarbeitung in die ganze Welt. Um die Tankwagen so genau wie möglich zu befüllen, setzt RÜTGERS seit Sommer 2014 auf den Masse-Durchflussmesser CoriolisMaster FCB350 von ABB. Im Gegensatz zu Volumen-Durchflussmessern, die den Stoff abhängig von seinen Eigenschaften nur in Liter abmessen, erkennt der CoriolisMaster Masse und Dichte des durchfließenden Mediums. So kann der Tankwagen entsprechend dem zulässigen Höchstgewicht beladen werden – eine Unter- oder Überfüllung wird vermieden. Dieses Verfahren ist effizienter und sicherer als die volumengesteuerte Beladung.

 

Trägheit optimal genutzt

Der CoriolisMaster nutzt die CoriolisKraft, eine Trägheitskraft, die eine Masse quer zu ihrer Bewegungsrichtung ablenkt. „Eine Erregerspule versetzt die beiden Rohrschleifen des CoriolisMaster zunächst in Schwingung. Die Messrohre schwingen immer in der Resonanzfrequenz, die durch die Rohrgeometrie und das durchfließende Medium bedingt ist“, erklärt Andreas Röder, Vertriebsingenieur für die Region West bei ABB. „Fließt nun eine Flüssigkeit durch die vibrierenden Rohrschleifen, wird sie von der Coriolis-Kraft an den Rand gedrängt. Je dichter das Medium ist, desto stärker versetzt es die Rohrschleifen in Schwingung. Die Resonanzfrequenz ändert sich und liefert damit ein direktes Maß für die Dichte des Mediums.“

Das bei RÜTGERS produzierte Naphthalin hat eine Standarddichte von 1,14g/cm 3. Die Dichte weicht von diesem Idealwert ab, wenn zu viele Gase, Wasser oder Schwebstoffe enthalten sind – auch das erkennt der CoriolisMaster.

Um das zulässige Höchstgewicht der Tankwagen möglichst genau zu erreichen, ist die Masse der Zuladung entscheidend. Der CoriolisMaster misst sie mithilfe zweier Sensoren an den Rohrschleifen. Anhand der Zeit, die die Flüssigkeit benötigt, um die Strecke zwischen den beiden Sensoren zurückzulegen, bestimmt das Gerät über die entsprechende Phasenverschiebung der Sensorsignale die durchgeflossene Masse. „Der CoriolisMaster gibt pro Gewichtseinheit einen Impuls an einen Zähler weiter“, erläutert Andreas Röder. „Ist die gewünschte Füllmenge erreicht, stoppt die Anlage das Betanken.“

Eine Begleitheizung, die um die Leitungen und den CoriolisMaster gewickelt ist, hält das wachsartige Naphthalin konstant bei 96 °C. „Bei tieferen Temperaturen würde das Naphthalin hart werden und die Rohrleitungen sowie das Messgerät verstopfen“, erklärt Carsten Holl, Leiter der Elektro-, Mess- und Regelwerkstatt (EMR) bei RÜTGERS. Die Tankwagen sind in der Regel so gut isoliert, dass das Naphthalin bis zu zwei Tage flüssig bleibt.

 

Zehn Abfüllungen täglich

Mit einer Genauigkeit von 0,1 % des Messwerts ist der CoriolisMaster das präziseste Gerät seiner Art. Die bei RÜTGERS eingesetzte neue Reihe ist seit 2013 auf dem Markt. Durch das optimierte Design der Rohrschleifen kommt es nur zu einem geringen Druckverlust und der CoriolisMaster FCB350 erreicht bereits in einer DN50 beim Verladeprozess eine Durchflussmenge von 35 bis 40 t/h. Im Schnitt verlassen täglich zehn Tankwagen und -container mit rund 24 t Ladungskapazität den Verladehof von RÜTGERS. „Die besondere Herausforderung des Projekts bestand darin, Fehlmessungen, die durch im Naphthalin enthaltene Gase zustande kommen können, optimal zu kompensieren“, sagt Andreas Röder von ABB. „Gemeinsam mit den Fachleuten von RÜTGERS haben wir eine Lösung entwickelt, die die speziellen Gegebenheiten des Chemiewerks berücksichtigt.“

RÜTGERS ist mit der Leistung des CoriolisMaster sehr zufrieden: „Die Zusammenarbeit hat sich gelohnt – wir starteten das Projekt mit dem Ziel, bei der Befüllung der Tankwagen so nah wie möglich an das erlaubte Gewichtslimit heranzukommen“, sagt EMR-Leiter Carsten Holl. „ABB erfüllte mit dem CoriolisMaster nicht nur unsere technischen Anforderungen, sondern überzeugte uns durch Flexibilität, schnelle Reaktionszeiten und klar definierte Ansprechpartner.“