O que este setor precisa medir
Uma planta química castiga os instrumentos com corrosão, cristalização, incrustação e temperatura, de modo que a especificação acaba sendo escrita em torno do meio, e não em torno da medição. A decisão sobre o material molhado e a vedação costuma pesar mais do que o grau de exatidão, porque um instrumento de exatidão modesta com a face molhada correta continua funcionando, enquanto um preciso com a face errada falha em poucas semanas.
O setor também se divide por uma linha que nada tem a ver com a química: operação em batelada contra operação contínua. Um reator em batelada exige resposta rápida e dosagem repetível, porque a quantidade adicionada em uma janela curta é o número que importa. Uma coluna ou tubulação contínua exige estabilidade de deriva ao longo de meses, porque ninguém recalibra uma unidade que opera de forma contínua, e o erro acumulado é o que acaba aparecendo no balanço da planta.
A maior parte da dificuldade aparece antes de o instrumento ser escolhido. Um meio que cristaliza, um espaço de vapor que condensa, um reagente que exige tubulação revestida, uma vedação que precisa isolar totalmente o transmissor do processo - cada um desses é uma decisão sobre a instalação, e cada um muda o que pode ser especificado. Uma consulta que informa o meio, a concentração e como ele se comporta é respondida com muito mais precisão do que uma que apenas nomeia a medição.
Onde os instrumentos se encaixam
Reação e síntese
Reatores, autoclaves e cristalizadores, em que temperatura e pressão são as variáveis controladas e a agitação dificulta a medição de nível e de interface. Corrosão e cristalização são rotineiras, e o instrumento costuma ser montado através de um bocal, onde o acesso é limitado.
Separação e purificação
Colunas, evaporadores, extratores e filtros. A pressão diferencial através de leitos empacotados e bandejas é uma condição recorrente, e a composição muda de estágio para estágio, de modo que uma especificação de material raramente cobre uma unidade inteira.
Armazenamento, transferência e dosagem
Tanques, tanques de uso diário e conjuntos dosadores montados sobre base. Nível e vazão dominam, e as quantidades são frequentemente pequenas e repetidas, o que desloca a ênfase para a repetibilidade, e não para uma faixa ampla.
Utilidades e efluente
Água de refrigeração, vapor, nitrogênio e o tratamento de efluente que fecha o ciclo da planta. Aqui medem-se pH, condutividade, vazão e nível por obrigação regulatória e também de processo, de modo que o registro importa tanto quanto a leitura.
Instrumentação usada neste setor
| Medição | O que é medido neste setor | Instrumentos comumente especificados |
| Vazão | Dosagem de reagentes, líquidos corrosivos e polpas, transferência de solventes, água de refrigeração e vapor | Medidores eletromagnéticos com revestimento compatível com o meio, medidores Coriolis para dosagem e vazão mássica, instalações por vórtice ou por pressão diferencial para vapor e medidores de deslocamento positivo para produtos viscosos e serviços de dosagem |
| Pressão | Pressão de reatores e colunas, pressão de vapor e pressão diferencial através de leitos, filtros e cestos de retenção | Transmissores de pressão e de pressão diferencial com selos diafragma e capilares, de modo que o transmissor nunca veja o processo, e com o fluido de preenchimento escolhido para a temperatura no ponto de tomada |
| Temperatura | Temperatura de reação, perfis de coluna e de condensador e a temperatura usada para compensar as leituras de vazão e de análise | RTD em poços termométricos onde se busca estabilidade, termopares onde a condição é quente e rápida e medição de superfície ou sem contato em vasos que não admitem tomada |
| Nível e interface | Inventário de tanques, nível de reator sob agitação e espuma e a fronteira entre dois líquidos imiscíveis | Transmissores de radar e de onda guiada, transmissores hidrostáticos onde o vaso é simples, instrumentos de interface quando a fronteira de fase é o valor informado e chaves independentes para proteção |
| Análise | pH, ORP, condutividade, oxigênio dissolvido e umidade em correntes de reação, de utilidades e de efluente | Analisadores e transmissores em linha, com o eletrodo ou a célula selecionados para a química do meio, além do condicionamento de amostra que precisa ficar antes deles |
| Gases e vapores | Gás combustível, gás tóxico, déficit de oxigênio e concentração de vapores em áreas de processo, parques de tanques e salas de dosagem | Detectores fixos com o tipo de sensor adequado ao gás alvo e instrumentos portáteis para trabalho de entrada e de manutenção |
A lista é um ponto de partida, e não um orçamento. Neste setor, o material molhado, o arranjo de vedação e a classificação de áreas restringem a escolha mais depressa do que a própria medição.
Como especificar uma planta química
- Materiais molhados como padrão de projeto, e não como preferência. Corpos revestidos, partes molhadas em ligas especiais e faces cerâmicas são especificados porque um meio específico os exige, então o padrão de material é a primeira coisa a enviar.
- Se o transmissor pode ou não ver o processo. Quando não pode, o selo diafragma e o capilar passam a fazer parte da medição, e não a ser acessórios, e o fluido de preenchimento, o comprimento do capilar e a temperatura afetam o resultado, cada um deles.
- Cristalização, polimerização e sólidos. Um meio que deposita resíduos reveste a face molhada e altera a leitura, de modo que o requisito costuma ser uma montagem aflorada ou sem contato, e não uma classe de exatidão mais fina.
- Operação em batelada ou contínua, porque as duas impõem exigências opostas quanto à resposta e à deriva, e um mesmo instrumento raramente atende bem às duas.
- A classificação de áreas e o conceito de proteção, que decidem quais instrumentos são admissíveis e como a instalação é executada - muitas vezes dentro de uma mesma planta.
- Se o meio é perigoso para o ambiente, além de ser para as pessoas, porque um requisito de contenção pode impor um projeto e uma especificação de material que um requisito de processo não impõe.
- Materiais para todo o contorno de pressão, e não apenas para a face molhada. O flange, os parafusos e a junta fazem parte dele e costumam ser atacados pela mesma atmosfera que ataca o lado do processo.
- Quais medições alimentam o registro de batelada ou o relatório de efluente, porque essas carregam um requisito de estabilidade e de documentação que uma leitura de controle não tem.
Normas e aprovações que podem se aplicar
- Normas de equipamentos de pressão e de materiais de tubulação aplicadas pelo projeto, normalmente expressas como uma classe de tubulação ou uma norma de seleção de materiais.
- Esquemas de certificação para áreas classificadas, que a instalação pode ser obrigada a atender. Confirmamos qual aprovação um modelo selecionado possui e declaramos como não confirmada quando a documentação não nos foi fornecida.
- Requisitos sanitários ou de limpeza no local, que aparecem em plantas químicas que também produzem itens destinados ao contato humano.
- Obrigações de monitoramento de lançamento e de emissão ambiental, quando um valor medido é informado a uma autoridade e o método é fixo, e não escolhido.
- Descrevemos o que uma instalação pode ter de atender. Não afirmamos que qualquer aprovação seja detida por um produto, salvo quando o certificado nos foi fornecido, e as páginas de produto seguem a mesma regra.
Aplicações neste setor