Por que o monitoramento da umidade é crucial para a produção de etileno e propileno

Medição de umidade para monitoramento da qualidade e otimização da produção

O etileno e o propileno são talvez os dois compostos químicos mais importantes usados na indústria. Eles são os principais blocos de construção para a fabricação de uma ampla gama de produtos químicos e plásticos. O etileno, por exemplo, é uma matéria-prima para a produção de polietileno, que é o plástico mais usado no mundo. Também é usado para etilenoglicol, cloreto de vinila (um precursor do PVC) e solventes, adesivos e agentes de limpeza. Da mesma forma, o propileno forma a base do polipropileno, que é outro plástico amplamente utilizado. Ele também é um componente essencial das espumas de poliuretano e é usado para a produção de refrigerantes e solventes; quando convertido em propilenoglicol, atua como hidratante, solvente e estabilizador em cosméticos, produtos farmacêuticos e processamento de alimentos.

Cracking térmico, têmpera e secagem

O etileno e o propileno são produzidos por meio de processos semelhantes, com uma matéria-prima - normalmente etano, propano ou nafta - sendo aquecida, misturada com vapor e, em seguida, processada em um forno ou reator tubular a temperaturas de até 950 °C. O vapor atua como um diluente e ajuda a evitar a formação de subprodutos indesejados, enquanto as altas temperaturas quebram as moléculas de hidrogênio em um processo conhecido como pirólise, formando moléculas menores que incluem etileno ou propileno, além de coprodutos.

Os gases quebrados saem do forno em temperaturas elevadas e precisam ser resfriados com água ou óleo para preservar a composição dos gases e evitar a ocorrência de reações secundárias. O resfriamento é seguido pela compressão do gás, lavagem para remover componentes de gás ácido e secagem sobre peneiras moleculares para reduzir o teor de umidade dos gases saturados. Em seguida, esses gases são passados por uma série de colunas de destilação para separar os diferentes produtos, antes de serem preparados para a distribuição subsequente pela tubulação.

O monitoramento da umidade é a chave para a qualidade do gás

O teor de umidade do etileno e do propileno usados como matéria-prima para a polimerização é fundamental. Por exemplo, os catalisadores usados na polimerização do polietileno - LDPE, HDPE e LLDPE - são extremamente sensíveis à presença de umidade, o que reduz a eficiência do catalisador e, portanto, o rendimento dos reatores de polietileno e polipropileno.

A medição precisa e consistente do teor de umidade é, portanto, um dos determinantes mais importantes da qualidade do gás; isso é especialmente verdadeiro para a transferência de custódia, já que o etileno ou o propileno fora da especificação será rejeitado pelos processadores a jusante ou possivelmente enviado para a queima - em cada caso, haverá implicações de custo significativas e danos à reputação.

Deve-se observar também que a presença de umidade não afetará apenas a qualidade do gás e o rendimento da polimerização; ela também pode reagir com o gás de processo para formar ácidos que causam corrosão em tubulações e equipamentos a jusante; por sua vez, isso pode aumentar os custos de manutenção e levar a possíveis problemas de segurança.

Medição confiável da umidade

A solução é monitorar o teor de umidade nos principais estágios dos processos de produção, distribuição e polimerização de uso final. Isso ajuda na otimização do processo e permite que os produtores comprovem a qualidade do produto de gás.

Tradicionalmente, sensores e controladores de umidade de canal único têm sido usados para esse processo. Embora esse arranjo seja eficaz, a necessidade de usar vários dispositivos em toda a instalação do processo significa que ele é caro. Isso também resulta em uma grande base instalada, altos custos de manutenção e calibração e, se os instrumentos forem adquiridos de vários fornecedores, o desafio para a equipe operacional de aprender a usar e fazer a manutenção de equipamentos muitas vezes diferentes.

Em comparação, podemos oferecer uma variedade de tecnologias de medição e detecção de umidade e gás, complementadas por unidades de controle remoto multicanal. Isso oferece aos gerentes de produção ou de fábrica a opção de padronizar os equipamentos de um único fornecedor e, assim, reduzir os custos operacionais e de capital da medição de umidade.

Nossa escolha de tecnologias de detecção é adequada para a medição de umidade nas fases líquida e gasosa. A linha de produtos inclui o analisador intrinsecamente seguro Liquidew I.S., que incorpora sensores de óxido metálico de cerâmica comprovados, fornecendo capacidades de medição de 0,01ppmw até o ponto de saturação. Esse sistema é ideal para uso com matéria-prima de nafta até a isomerização, e em alimentação de etileno e polietileno para aplicações de processo.

Da mesma forma, nosso analisador de umidade Promet EExd foi projetado para uso com matérias-primas de etileno. Ele é à prova de chamas, certificado pela IECEx, ATEX e UKCA, com precisão de ± 1 °Cdp e resolução de 0,1 °C.

Também oferecemos unidades avançadas de monitoramento e controle de processos multicanal - o MCU e o MCPM - que foram projetados para serem combinados para uso com vários sensores de entrada de umidade e gás e unidades de condicionamento de amostras. Eles são fáceis de configurar e usar, fornecendo medição em tempo real e registro de dados de parâmetros críticos do processo.

Aplicações petroquímicas

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