Come possiamo prevenire il deterioramento delle apparecchiature e i guasti alla strumentazione negli impianti di urea?
Come possiamo prevenire il deterioramento delle apparecchiature e i guasti alla strumentazione negli impianti di urea?
Le temperature e le pressioni elevate, la corrosione e la cristallizzazione tipiche del processo di produzione dell'urea possono mettere a dura prova anche le apparecchiature di misura della pressione più affidabili, rendendole rapidamente inutilizzabili.
In questo articolo, scoprite di più su un separatore a membrana sufficientemente resistente per proteggere i trasmettitori di pressione relativa, assoluta e differenziale dagli ambienti molto aggressivi che si incontrano nella produzione di fertilizzanti a base di urea.
La terza rivoluzione agricola non può decollare senza l'uso di fertilizzanti
Produrre di più diventa essenziale con la riduzione dei terreni agricoli
L'agricoltura biologica sognava coltivazioni prive di sostanze chimiche che avrebbero protetto la nostra salute e il nostro ambiente. Oggi, il sogno degli anni '80 si scontra con la realtà del suolo: senza aiuto, la terra si esaurisce.
L'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura (FAO) stima che la produzione alimentare dovrà aumentare del 70% per nutrire i 2,3 miliardi di persone in più che si prevede abiteranno il nostro pianeta entro il 2050.
Allo stesso tempo, la superficie dei terreni coltivati si sta riducendo costantemente. I terreni agricoli coltivati rappresentano 5 miliardi di ettari in tutto il mondo. Ma ogni anno, più di 3 milioni di ettari vengono gravemente degradati.
Oggi, quasi 5 milioni di ettari di terra coltivabile vanno persi ogni anno.
I fertilizzanti minerali sono più necessari che mai
Si prevede che ci saranno 9,7 miliardi di persone nel 2030 e più di 11 miliardi nel 2100.
Negli ultimi anni, questa pressione demografica ha portato il mondo agricolo ad aumentare la resa dei terreni coltivabili. Si tratta di un metodo più rispettoso dell'ambiente.
In confronto, le vecchie pratiche agricole sono responsabili di oltre l'80% della deforestazione globale: ogni anno, 51.600 chilometri quadrati di foresta vanno in fumo. È l'equivalente della dimensione della Costa Rica!
Se a questo si aggiunge la domanda di biocarburanti (in calo), si prevede che il mercato globale dei fertilizzanti minerali raggiungerà i 143,34 miliardi di dollari entro il 2028.
Oggi la necessità di fertilizzanti minerali sta esplodendo in tutti i continenti!
La produzione di urea sta diventando un problema critico, in un momento in cui la produzione globale di urea si sta avvicinando a 200 milioni di tonnellate all'anno e la domanda è aumentata dall'inizio dell'anno. Con l'aumento dei prezzi delle materie prime agricole, Paesi come l'Australia e la Corea si trovano sull'orlo del baratro.
La pandemia COVID-19 sta ritardando la manutenzione degli impianti e gli investimenti in nuove capacità produttive.
La Cina sta bloccando le esportazioni di urea per garantire le forniture al proprio settore agricolo e sta mettendo in ginocchio il trasporto stradale in Australia: la produzione australiana di AdBlue continua a dipendere dall'urea cinese.
Le tensioni geopolitiche si stanno intensificando in Europa e i prezzi del gas sono alle stelle. L'intero settore dell'urea è in fiamme!
È improbabile che la tensione globale si allenti prima del 2023.
Una sfida importante per i siti di produzione di urea
Ottimizzare le rese e aumentare l'efficienza e la redditività delle unità produttive sta diventando una sfida importante per i gestori degli impianti che si trovano di fronte a un inevitabile compromesso nel rispondere all'aumento della domanda di urea: sintetizzare più prodotto nel tentativo di aumentare la produzione, con il rischio di compromettere l'efficienza dell'impianto e la qualità del prodotto, oppure massimizzare la qualità dell'urea a scapito del volume e della resa.
Si tratta di una vera e propria sfida per il responsabile della manutenzione, che deve prevedere fermi impianto problematici, lunghi e costosi, ma indispensabili per garantire la longevità e la sicurezza degli impianti, mantenere tutte le apparecchiature in funzione a livelli ottimali e limitare i periodi di manutenzione.
È anche una sfida costante per il responsabile della strumentazione, che deve adattarsi alle condizioni estreme e ai pericoli insiti nella produzione di urea.
Questa sfida è complicata dalla costante evoluzione delle tecnologie e dei materiali da utilizzare per evitare il rischio di guasti e arresti forzati degli impianti.
Migliorare l'affidabilità dei processi produttivi, evitare le interruzioni della produzione e garantire la sicurezza degli impianti è particolarmente difficile in queste condizioni. E le persone responsabili dell'aumento dell'efficienza complessiva e della manutenzione degli impianti sono sottoposte a una forte pressione a causa della complessità dei processi di produzione dell'urea, che sono molto aggressivi per le attrezzature.
La produzione di urea: un processo complesso e altamente aggressivo per i vostri impianti.
Sebbene gli approcci al trattamento dell'urea differiscano da impianto a impianto, il processo di produzione è comune a tutti.
Inizia con la sintesi ad alta pressione di ammoniaca e anidride carbonica. Le reazioni principali sono due:
In primo luogo, una reazione esotermica produce il carbammato di ammonio, altamente corrosivo,
poi una reazione endotermica scinde il carbammato di ammonio in urea e acqua.
Il carbammato di ammonio residuo viene prima separato dalla miscela urea-acqua in un estrattore ad alta pressione e poi in uno stadio di ricircolo. L'acqua viene poi espulsa nello stadio di evaporazione per formare urea fusa. Infine, l'urea fusa viene sottoposta a un processo di granulazione per ottenere un prodotto finale solido di urea della qualità desiderata.
Ogni processo di produzione dell'urea presenta sfide uniche in termini di sicurezza, affidabilità ed efficienza che costringono i responsabili degli impianti a migliorare le prestazioni delle loro strutture per un'industria dei fertilizzanti più sicura, affidabile e rispettosa dell'ambiente.un'industria dei fertilizzanti più sicura, più affidabile e più rispettosa dell'ambiente.
Un obiettivo che può essere raggiunto solo con apparecchiature e strumenti di misura innovativi e ad alte prestazioni, appositamente progettati e realizzati con materiali in grado di resistere agli ambienti corrosivi e di garantire una lunga durata.
La scelta dei materiali è quindi fondamentale nella fase di progettazione delle apparecchiature e degli strumenti di misura. Una scelta errata dei materiali può portare a guasti catastrofici, alla chiusura degli impianti e persino alla perdita di vite umane.
La soluzione Fuji Electric: sensore di pressione per urea con separatore a membrana in acciaio 1.4466
I materiali utilizzati per i sensori di pressione, così come la scelta della tecnologia dei sensori, svolgono un ruolo molto importante nell'industria dei fertilizzanti, e in quella dell'urea in particolare.
Proprio come gli stripper, gli scrubber e i reattori dei vostri impianti, gli strumenti di misura dell'urea sono soggetti all'attacco chimico del carbammato di ammonio, che provoca una degradazione accelerata dei componenti a contatto con questo agente altamente corrosivo.
I materiali convenzionali utilizzati per la sottile membrana della cella di misura di un trasmettitore di pressione non proteggono dall'erosione, dalla corrosione e dalle sollecitazioni meccaniche inerenti al processo di produzione dell'urea.
Utilizzando l'acciaio inossidabile 1.4466 per l'urea, i processi di urea esistenti possono raggiungere un livello di prestazioni più elevato, con conseguenti risparmi energetici e un maggiore livello di sicurezza grazie, ad esempio, alla minore necessità di passivazione.
Tuttavia, la cella di misura e i componenti elettronici utilizzati per produrre i sensori di pressione non possono resistere alle alte temperature del fluido di processo.
Ecco perché è essenziale utilizzare separatori a membrana.
La membrana del separatore è a filo con il fluido di processo, che non ha più un impatto diretto sulla temperatura della cella del trasmettitore.
Quest'ultimo può essere montato a una certa distanza dal punto di misura, consentendo di misurare temperature estreme.
I trasduttori di pressione per separatori di urea in acciaio inossidabile austenitico 1.4466 offerti da Fuji Electric sono, nella maggior parte dei casi, la scelta migliore per l'uso nelle normali condizioni di processo di produzione dell'urea per pressioni fino a 26 bar (377 psi) e temperature fino a 180°C (356°F). Al di sopra di queste condizioni, per i punti di misura più critici può essere necessario l'uso di separatori a membrana in zirconio o tantalio.
Vantaggi degli strumenti di misura con separatore di qualità dell'urea 1.4466
L'uso dell'acciaio austenitico 1.4466 per l'ureaaumenta la resistenza alla corrosione del trasduttore di pressione dell'impianto di fertilizzazione, con conseguente :
Durata prolungata del sensore di pressione dell'urea
Intervalli di manutenzione più lunghi
Riduzione dei costi di manutenzione e riparazione
Minore necessità di passivazione
La soluzione del sensore di pressione con separatore di urea offre una serie di vantaggi
Un'ampia gamma di applicazioni
Misura del flusso di liquidi, misura del flusso di gas, misura del flusso di vapore, misura del livello di un fluido in un serbatoio, misura della densità del fluido o misura della pressione
Diametro sufficiente della membrana a contatto con il fluido
Per misurare con precisione anche le basse pressioni
Facile da smontare
Per operazioni di pulizia o calibrazione
Lettura delle misure direttamente sul punto di misura o a distanza
Ciò consente di misurare temperature estreme dei fluidi
Installazione del sensore
Anche quando il punto di misura si trova in una posizione sfavorevole per la lettura
Può essere montato su qualsiasi tipo di strumento di misura della pressione
Sensori di pressione differenziale, relativa o assoluta
Trasduttore di pressione a membrana Fuji Electric per la produzione di urea
Urea 1.4466 grado in lega di acciaio inossidabile
Basso tasso di guasto: CSFF 92,3% secondo la norma IEC61508, che garantisce un ottimo MTBF (Mean Time Between Failure) e una vita utile di 50 anni
Massima sicurezza: grazie alle funzioni di sicurezza avanzate SIL2 certificate secondo IEC 61508
Design robusto e affidabile: completamente saldato senza connessioni filettate. Testato al 100% con elio per controllare le perdite
Fornito con :
Certificato di ispezione 3.1. In conformità alla norma EN 10 204
Certificato di prova di corrosione intergranulare (IGC) Huey. Secondo la pratica C di ASTM A262
GARANZIA DI VITA UTILE
MASSIMA SICUREZZA
DESIGN AFFIDABILE E ROBUSTO
L'acciaio per urea 1.4466 - 25.22.2 - 310 Mo LN - S31050 - 2RE69, utilizzato per produrre i separatori e i diaframmi dei sensori di pressione Fuji Electric, è un acciaio inossidabile completamente austenitico con un contenuto di carbonio e impurità molto basso.
L'esperienza pratica ha confermato la sua eccellente resistenza alla corrosione da urea (carbammato di ammonio) ad alte pressioni e temperature. È inoltre altamente resistente agli acidi inorganici.
Questo tipo di acciaio è caratterizzato da :
Eccellente resistenza alla corrosione del carbammato di ammonio e dell'acido nitrico (utilizzato nella produzione del nitrato di ammonio).
Eccellente resistenza alla corrosione intergranulare
Eccellente resistenza alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale
Prevenire i danni alle apparecchiature con i sensori di pressione con separatori
I nostri esperti di misurazione della pressione sono qui per aiutarvi!
