Soluzione di rilevamento del metano cubico

Come scegliere l'apparecchiatura sensore adatta per il rilevamento del metano nell'industria del petrolio e del gas?

Il metano, un potente gas a effetto serra, viene rilasciato in varie fasi delle operazioni petrolifere e del gas, da monte a valle. Il suo impatto sul riscaldamento globale è oltre 25 volte superiore a quello dell'anidride carbonica su un periodo di 100 anni, il che lo rende un contributo significativo al cambiamento climatico. Per raggiungere l'obiettivo di ridurre le emissioni di metano di almeno il 30% rispetto ai livelli del 2020 entro il 2030, molti Paesi hanno stabilito norme più severe, tra cui il Piano di riduzione delle emissioni di metano dell'EPA, l'OGMP2.0 delle Nazioni Unite e il Fit for 55 dell'UE, che hanno richiesto una maggiore trasparenza e responsabilità da parte dell'industria nella misurazione delle emissioni di metano. Pertanto, rilevare, localizzare e quantificare le perdite di metano diventa sempre più cruciale per contribuire a mitigare le emissioni di metano nell'industria petrolifera e del gas.

Cubic, in qualità di produttore di sensori e analizzatori di gas, dispone di un'ampia gamma di soluzioni industriali diversificate per il rilevamento e la gestione delle emissioni di metano, grazie all'impegno e all'accumulo di oltre 20 anni di ricerca e sviluppo.

Per soddisfare la crescente domanda di rilevamento del metano nell'industria petrolifera e del gas, Cubic ha sfruttato diverse piattaforme tecnologiche mature di infrarossi non dispersivi (NDIR), spettroscopia di assorbimento laser a diodo sintonizzabile (TDLAS) e tecnologie laser Raman, per sviluppare in modo innovativo sensori e analizzatori di gas metano in tempo reale, affidabili e credibili, con l'obiettivo di ridurre le emissioni di metano e migliorare l'affidabilità e la credibilità dei dati sulle emissioni di metano nell'industria petrolifera e del gas, da monte a valle.

Il contenuto seguente presenta brevemente le ultime innovazioni tecniche di Cubic per il rilevamento del metano nell'industria petrolifera e del gas.

1. Tecnologia di rilevamento a infrarossi non dispersivi (NDIR)

La tecnologia NDIR si basa sul principio che determinati gas assorbono la luce infrarossa a lunghezze d'onda caratteristiche. Basandosi sulla tecnologia NDIR, Cubic ha sviluppato un sensore NDIR CH4 miniaturizzato a bassa potenza, SJH-5B-SL, in grado di rilevare una concentrazione di metano (CH4) da 0 a 5% Vol. Grazie al design a basso consumo energetico, può essere applicato a scenari che richiedono un'efficienza energetica ottimale, rilevatori portatili o indossabili alimentati a batteria. SJH-5B-SL è in grado di fornire una corrente di lavoro continua di appena 1 mA e di raggiungere un ulteriore livello di micro ampere grazie a un modello flessibile di lavoro intermittente. Inoltre, mantiene costantemente prestazioni eccellenti per una precisione superiore nell'intero intervallo di temperatura e una stabilità a lungo termine, grazie al meccanismo di calibrazione a matrice e al design a doppio raggio.

In impianti di trivellazione, condutture e depositi di petrolio e gas, il sensore Cubic NDIR CH4 SJH-5B-SL fornisce dati in tempo reale, consentendo una risposta rapida alle perdite di metano per realizzare un allarme di sicurezza industriale preciso e affidabile.

2. Tecnologia di rilevamento con spettroscopia di assorbimento laser a diodi sintonizzabile

La tecnologia TDLAS impiega un laser a diodi a lunghezza d'onda sintonizzabile come sorgente luminosa e un fotodiodo per rilevare il segnale luminoso. La lunghezza d'onda specificata dell'emissione del laser a diodi viene scansionata sul picco di assorbimento del gas bersaglio e il fotodiodo viene utilizzato per rilevare il segnale luminoso dopo l'assorbimento da parte del gas bersaglio, ottenendo così uno spettro di assorbimento che può essere utilizzato per ottenere la concentrazione del gas bersaglio mediante ulteriori analisi e calcoli.

Sulla base del principio TDLAS, il sensore cubico per gas metano Gaboard-2502 è stato appositamente progettato con un lungo percorso ottico per la riflessione multipla della luce, che consente al sensore di raggiungere un limite di rilevamento ultrabasso e un'alta risoluzione nell'intervallo di bassa concentrazione. Con l'obiettivo di rilevare perdite di metano a bassa concentrazione nel fondo atmosferico, Gasboard-2502 è in grado di ottenere un rilevamento altamente selettivo e accurato delle perdite di metano, con un limite di rilevamento minimo di 1ppm e una risoluzione di 0,1ppm. Inoltre, vanta tempi di risposta rapidi con un tempo di riscaldamento inferiore a 10 secondi. Considerando l'adattamento a condizioni di lavoro esterne difficili e ad ambienti complessi, il Gasboard-2502 presenta anche vantaggi superiori grazie all'implementazione della tecnologia TDLAS per la lotta all'umidità, all'algoritmo di compensazione della temperatura incorporato e alla funzione di autodiagnosi per la compatibilità ambientale.

3. Tecnologia di rilevamento con spettroscopia laser Raman

La spettroscopia Raman laser è una tecnologia di analisi spettrale dei gas basata sulla diffusione Raman dei gas. Misurando e analizzando la posizione e l'intensità dei picchi caratteristici Raman con uno spettrometro, la tecnologia di rilevamento Raman laser può essere utilizzata per misurare simultaneamente gas idrocarburi multicomponente, compreso il CH4.

L'analizzatore di gas Cubic LRGA-3100 Laser Raman Spectroscopy è stato sviluppato sulla base del principio del Laser Raman Scattering. È in grado di fornire una misurazione automatica online in tempo reale di vari componenti combustibili, tra cui H2, O2, N2, metano e altri vari componenti idrocarburici. L'applicazione dell'analizzatore di gas con spettroscopia laser Raman consente di risolvere notevolmente i problemi di errori di misurazione dovuti alle operazioni manuali e agli elevati costi di manodopera derivanti dall'adozione dei metodi GC-MS tradizionali. Cubic LRGA-3100 presenta prestazioni di misura di alta precisione e una deriva estremamente ridotta, fornendo un supporto affidabile per il monitoraggio in tempo reale della composizione e del potere calorifico del gas naturale. Allo stesso tempo, in base alle variazioni dei dati in tempo reale, il processo di produzione a monte può essere regolato tempestivamente per migliorare ulteriormente l'efficienza produttiva.

Grazie ai vantaggi offerti da diverse piattaforme tecnologiche mature, Cubic fornisce soluzioni innovative per il rilevamento del gas metano, che saranno favorevoli per il monitoraggio delle emissioni di metano nell'industria petrolifera e del gas, con una diffusione sia a monte che a valle. Allo stesso tempo, di fronte alle sfide delle emissioni ambientali, del monitoraggio della sicurezza e dell'ottimizzazione della produzione nell'industria del petrolio e del gas, Cubic insisterà sull'innovazione tecnologica, continuerà a coltivare il settore e fornirà costantemente soluzioni di rilevamento del gas qualificate e affidabili.