Ce que ce secteur doit mesurer
Une usine chimique punit les instruments par la corrosion, la cristallisation, l'encrassement et la température, de sorte que la spécification finit par être écrite autour du fluide plutôt qu'autour de la mesure. Le choix du matériau en contact et de l'étanchéité compte en général plus que la classe d'exactitude, car un instrument d'exactitude modeste avec la bonne surface en contact continue de fonctionner, tandis qu'un instrument précis avec la mauvaise tombe en panne en quelques semaines.
Le secteur se divise aussi selon une ligne qui n'a rien à voir avec la chimie : le fonctionnement discontinu face au continu. Un réacteur discontinu demande une réponse rapide et un dosage répétable, car la quantité ajoutée dans une courte fenêtre est le chiffre qui compte. Une colonne ou une conduite en continu demande une stabilité de dérive sur plusieurs mois, car personne ne réétalonnera une unité qui tourne en permanence, et c'est l'erreur accumulée qui finit par apparaître dans le bilan du site.
L'essentiel de la difficulté arrive avant le choix de l'instrument. Un fluide qui cristallise, un espace de vapeur qui condense, un réactif qui exige une canalisation chemisée, un joint qui doit isoler entièrement le transmetteur du procédé : chacun de ces points est une décision d'installation, et chacun modifie ce qui peut être spécifié. Une demande qui énonce le fluide, la concentration et son comportement reçoit une réponse bien plus précise qu'une demande qui nomme seulement la mesure.
Où se situent les instruments
Réaction et synthèse
Réacteurs, autoclaves et cristallisoirs, où la température et la pression sont les variables régulées et où l'agitation rend la mesure de niveau et d'interface difficile. La corrosion et la cristallisation sont courantes, et l'instrument est souvent monté sur un piquage d'accès limité.
Séparation et purification
Colonnes, évaporateurs, extracteurs et filtres. La pression différentielle sur les lits garnis et les plateaux est une mission récurrente, et la composition change d'étage en étage, de sorte qu'une seule spécification matière couvre rarement une unité entière.
Stockage, transfert et dosage
Réservoirs, réservoirs journaliers et modules de dosage. Le niveau et le débit dominent, et les quantités sont souvent faibles et répétées, ce qui met l'accent sur la répétabilité plutôt que sur une large plage.
Utilités et effluents
Eau de refroidissement, vapeur, azote et le traitement des effluents qui referme le site. Le pH, la conductivité, le débit et le niveau y sont mesurés sous une obligation réglementaire autant que process, de sorte que l'enregistrement compte autant que le relevé.
Instrumentation utilisée dans ce secteur
| Grandeur mesurée | Ce qui est mesuré dans ce secteur | Instruments couramment prescrits |
| Débit | Dosage de réactifs, liquides corrosifs et suspensions, transfert de solvants, eau de refroidissement et vapeur | Débitmètres électromagnétiques dont le revêtement intérieur convient au fluide, débitmètres Coriolis pour le dosage et la masse, installations à vortex ou à pression différentielle pour la vapeur, et débitmètres volumétriques pour les missions visqueuses et de dosage |
| Pression | Pression des réacteurs et des colonnes, pression de vapeur, et pression différentielle sur les lits, les filtres et les tamis | Transmetteurs de pression et transmetteurs différentiels avec séparateurs à membrane et capillaires, afin que le transmetteur ne voie jamais le procédé, et avec le liquide de remplissage choisi pour la température au piquage |
| Température | Température de réaction, profils de colonne et de condenseur, et température utilisée pour compenser les relevés de débit et d'analyse | Sondes de température à résistance en puits thermométrique lorsque la stabilité est recherchée, thermocouples pour les missions chaudes et rapides, et mesure de surface ou sans contact pour les capacités qui ne peuvent pas être piquées |
| Niveau et interface | Inventaire des réservoirs, niveau de réacteur sous agitation et mousse, et limite entre deux liquides non miscibles | Transmetteurs radar et à ondes guidées, transmetteurs hydrostatiques lorsque la capacité est simple, instruments d'interface lorsque la limite de phase est la valeur signalée, et détecteurs à seuil indépendants pour la protection |
| Analyse | pH, rédox, conductivité, oxygène dissous et humidité dans les courants de réaction, d'utilités et d'effluents | Analyseurs et transmetteurs en ligne dont l'électrode ou la cellule est choisie pour la chimie, plus le conditionnement de l'échantillon qui doit les précéder |
| Gaz et vapeurs | Gaz combustibles, gaz toxiques, manque d'oxygène et concentration de vapeurs dans les zones de procédé, les parcs de stockage et les locaux de dosage | Détecteurs fixes dont le type de capteur correspond au gaz cible, et instruments portatifs pour les interventions et la maintenance |
Cette liste est un point de départ et non une offre. Dans ce secteur, le matériau en contact, la solution d'étanchéité et le classement de zone réduisent le choix plus vite que la mesure elle-même.
Comment spécifier une usine chimique
- Les matériaux en contact comme norme de projet et non comme préférence. Les corps chemisés, les parties en contact en alliage noble et les faces céramique sont spécifiés parce qu'un fluide particulier les impose, la norme matière est donc la première chose à envoyer.
- Si le transmetteur peut voir le procédé ou non. Lorsqu'il ne le peut pas, un séparateur à membrane et un capillaire font partie de la mesure au lieu d'en être un accessoire, et le liquide de remplissage, la longueur du capillaire et la température influent chacun sur le résultat.
- Cristallisation, polymérisation et solides. Un fluide qui se dépose encrasse la surface en contact et modifie le relevé, l'exigence porte donc souvent sur une conception affleurante ou sans contact plutôt que sur une classe d'exactitude plus fine.
- Le fonctionnement discontinu ou continu, car les deux imposent des exigences opposées en réponse et en dérive et un même instrument satisfait rarement bien les deux.
- Le classement de zone et le mode de protection, qui décident quels instruments sont admissibles et comment l'installation est réalisée, souvent au sein d'une même usine.
- Si le fluide présente un danger pour l'environnement autant que pour les personnes, car une exigence de confinement peut imposer une conception et une spécification matière qu'une exigence process n'impose pas.
- Les matériaux de toute la limite de pression, pas seulement de la face en contact. La bride, les boulons et le joint en font partie et sont souvent attaqués par la même atmosphère que le côté procédé.
- Les mesures qui alimentent le dossier de lot ou le rapport sur les effluents, car celles-ci portent une exigence de stabilité et de documentation qu'un relevé de commande ne porte pas.
Normes et homologations susceptibles de s'appliquer
- Les normes d'équipements sous pression et de matériaux de tuyauterie appliquées par le projet, généralement exprimées sous forme de classe de tuyauterie ou de norme de choix des matériaux.
- Les référentiels de certification pour atmosphères explosives, que l'installation peut être tenue de respecter. Nous confirmons l'agrément que détient un modèle retenu et le déclarons non confirmé lorsque la documentation ne nous a pas été fournie.
- Les exigences d'hygiène ou de nettoyage en place, qui apparaissent dans les usines chimiques produisant aussi un produit destiné au contact humain.
- Les obligations de surveillance des rejets et des émissions, lorsqu'une valeur mesurée est déclarée à une autorité et que la méthode est imposée plutôt que choisie.
- Nous décrivons ce qu'une installation peut avoir à respecter. Nous ne déclarons qu'un produit détient un agrément que si le certificat nous a été fourni, et les pages produit suivent la même règle.
Applications dans ce secteur