Por qué el control de la humedad es crucial para la producción de etileno y propileno

Medición de la humedad para controlar la calidad y optimizar la producción

El etileno y el propileno son quizá los dos compuestos químicos más importantes utilizados en la industria. Son componentes clave para la fabricación de una amplia gama de productos químicos y plásticos. El etileno, por ejemplo, es una materia prima para la producción de polietileno, que es el plástico más utilizado en el mundo. También se utiliza para el etilenglicol, el cloruro de vinilo (precursor del PVC) y disolventes, adhesivos y productos de limpieza. Del mismo modo, el propileno constituye la base del polipropileno, otro plástico muy utilizado. También es un componente clave en las espumas de poliuretano y se utiliza para la producción de refrigerantes y disolventes; cuando se convierte en propilenglicol, actúa como humectante, disolvente y estabilizador en cosmética, farmacia y procesamiento de alimentos.

Craqueo térmico, enfriamiento y secado

El etileno y el propileno se producen mediante procesos similares, en los que una materia prima -normalmente etano, propano o nafta- se calienta, se mezcla con vapor y, a continuación, se procesa en un horno o reactor tubular a temperaturas de hasta 950 °C. El vapor actúa como diluyente y se evapora. El vapor actúa como diluyente y ayuda a evitar la formación de subproductos no deseados, mientras que las altas temperaturas rompen, o agrietan, las moléculas de hidrógeno en un proceso conocido como pirólisis, formando moléculas más pequeñas que incluyen etileno o propileno, además de coproductos.

Los gases craqueados salen del horno a temperaturas elevadas y deben enfriarse con agua o aceite para preservar la composición de los gases y evitar que se produzcan reacciones secundarias. El enfriamiento va seguido de la compresión del gas, el lavado para eliminar los componentes ácidos del gas y el secado sobre tamices moleculares para reducir el contenido de humedad de los gases saturados. A continuación, éstos pasan por una serie de columnas de destilación para separar los distintos productos, antes de ser preparados para su posterior distribución por tuberías.

El control de la humedad es la clave de la calidad del gas

El contenido de humedad del etileno y el propileno utilizados como materia prima para la polimerización es fundamental. Por ejemplo, los catalizadores utilizados en la polimerización del polietileno -LDPE, HDPE y LLDPE- son extremadamente sensibles a la presencia de humedad, lo que reduce la eficacia del catalizador y, por tanto, el rendimiento de los reactores de polietileno y polipropileno.

La medición precisa y coherente del contenido de humedad es, por tanto, uno de los factores determinantes más importantes de la calidad del gas; esto es especialmente cierto para la transferencia de custodia, ya que el etileno o el propileno fuera de especificación serán rechazados por los procesadores posteriores o posiblemente enviados a la antorcha - en cada caso, habrá importantes implicaciones de costes y daños a la reputación.

También hay que tener en cuenta que la presencia de humedad no sólo afectará a la calidad del gas y al rendimiento de la polimerización, sino que también puede reaccionar con el gas de proceso y formar ácidos que causen corrosión en las tuberías y en los equipos posteriores; a su vez, esto puede aumentar los costes de mantenimiento y provocar posibles problemas de seguridad.

Medición fiable de la humedad

La solución es controlar el contenido de humedad en las fases clave de los procesos de producción, distribución y polimerización final. Esto ayuda a optimizar el proceso y permite a los productores demostrar la calidad del producto de gas.

Tradicionalmente, para este proceso se han utilizado sensores y controladores de humedad de un solo canal. Aunque esta disposición es eficaz, la necesidad de utilizar varios dispositivos en toda la instalación del proceso hace que resulte cara. También conlleva una gran base instalada, elevados costes de mantenimiento y calibración y, si los instrumentos proceden de varios proveedores, el reto que supone para el personal operativo aprender a utilizar y reparar equipos a menudo diferentes.

En comparación, podemos ofrecer una gama de tecnologías de medición y detección de humedad y gases, complementada con unidades de control multicanal remotas. Esto ofrece a los responsables de producción o de planta la posibilidad de estandarizar los equipos de un único proveedor y reducir así los costes de capital y operativos de la medición de la humedad.

Nuestra selección de tecnologías de detección es adecuada para la medición de la humedad tanto en fase líquida como gaseosa. La gama de productos incluye el analizador de seguridad intrínseca Liquidew I.S., que incorpora sensores cerámicos de óxido metálico de eficacia probada y ofrece capacidades de medición desde 0,01 ppmw hasta el punto de saturación. Este sistema es ideal para su uso con materias primas de nafta hasta la isomerización, y en la alimentación de etileno y polietileno para aplicaciones de proceso.

Del mismo modo, nuestro analizador de humedad Promet EExd está diseñado para su uso con materias primas de etileno. Está certificado ignífugo por IECEx, ATEX y UKCA, con una precisión de ± 1 °Cdp y una resolución de 0,1 °C.

También ofrecemos unidades avanzadas de supervisión y control de procesos multicanal - la MCU y MCPM - que están diseñadas para combinarse para su uso con múltiples sensores de entrada de humedad y gas y unidades de acondicionamiento de muestras. Son fáciles de configurer y utilizar, y proporcionan mediciones en tiempo real y registro de datos de parámetros críticos del proceso.