水素化分解水素サービスにおけるDP測定事例：ロジウムコーティングダイヤフラムによる水素透過ドリフトの解消

背景

東南アジアの大規模な統合石油精製・石油化学コンビナートでは、水素化分解装置の反応器リサイクル/メイクアップ水素混合物の流量測定において、差圧伝送器の読み取りドリフトが継続的に発生していました。この測定ポイントは、反応器温度上昇制御および緊急シャットダウンシステム（ESD）に直接関連する、高圧空気冷却器に入るプロセスガス流量を監視しています。

顧客の課題

国/地域: 東南アジア（大規模な統合石油精製/石油化学プロジェクト）
用途: 水素化分解反応器リサイクル水素測定、水素リッチガス（H₂含有量 > 80%）、温度約180-220℃、圧力約160 bar
主要構成要件: 500 mbar測定セル、316Lプロセス接続、隔膜シール、4-20mA HART出力、SIL 2認証
納期要求: 16週間（定期修理期間に合わせる）

顧客が直面していた重要な課題:

1. 継続的な正の読み取りドリフト: 試運転後6-12ヶ月で、DP伝送器の出力は実際の流量から徐々に乖離し、常に同じ方向（正のドリフト）に進行しました。オペレーターは頻繁なゼロ点補正を余儀なくされました。

2. 異常な隔膜の外観: 点検時、隔膜に目に見える腐食はありませんでしたが、わずかな膨らみ変形が見られ、充填液中に気泡の痕跡が見つかりました。

3. 根本原因の特定: プロセス条件（水素リッチ、高温、高圧）と故障モード（正のドリフト、気泡、膨らみ）を組み合わせた結果、根本原因は水素透過であると判断されました。すなわち、水素イオンが金属隔膜を透過し、充填液中で分子状水素に再結合し、気泡の蓄積が隔膜の変形と測定の乖離を引き起こしました。

4. 過剰なメンテナンスコスト: この測定ポイントでは、1-2年ごとに伝送器の交換が必要でした。これは直接的なコストだけでなく、予期せぬダウンタイムによる生産損失も含まれていました。

当社のソリューション

プロセス条件の評価と金/ロジウムコーティングの選定分析の後、Deltabar S PMD75差圧伝送器（モデル: PMD75、500 mbarセル、316Lプロセス接続、金/ロジウムコーティング隔膜、4-20mA HART出力、SIL 2認証、一体型3バルブマニホールド付き）を推奨しました。

ソリューションの技術的ハイライト

主要選定理由

1. 金/ロジウムコーティング隔膜: 水素透過に対する中心的な解決策です。金の高密度格子構造は、水素イオンが隔膜を透過して充填液に侵入するのを効果的に防ぎ、気泡の蓄積と隔膜の変形を根本的に排除します。

2. 完全溶接された隔膜シールシステム: 潜在的な漏洩経路を排除し、シールの一体性を維持します。

3. プラチナ精度とSIL認証: ±0.035%の基準精度は、流量計算に必要なDP分解能要件を満たし、SIL 2互換性はESDループ設計をサポートします。

顧客からのフィードバック

「金/ロジウムコーティング隔膜にアップグレードして以来、このリサイクル水素DP測定ポイントは18ヶ月間安定して稼働しており、検出可能な読み取りドリフトはありません。以前は6ヶ月ごとにゼロ点を調整する必要がありましたが、今はその必要がありません。バルク調達によるコスト削減と信頼性の向上により、意思決定が加速しました。」

— サイト計装スーパーバイザー

概要

水素化分解、水素化処理、アンモニア合成などの水素リッチ高圧用途において、金/ロジウムコーティング隔膜は材料科学によって検証された工学的な選択肢です。すべての問題を解決するわけではありませんが、長年過小評価されてきた故障メカニズムである水素透過の問題を解決します。