Como podemos evitar a deterioração do equipamento e as falhas de instrumentação nas fábricas de ureia?
Como podemos evitar a deterioração do equipamento e as falhas de instrumentação nas fábricas de ureia?
As altas temperaturas e pressões, a corrosão e a cristalização inerentes ao processo de fabrico de ureia podem colocar sob pressão até o equipamento de medição de pressão mais fiável e torná-lo rapidamente inoperacional.
Neste artigo, saiba mais sobre um vedante de diafragma suficientemente resistente para proteger os transmissores de pressão relativa, absoluta e diferencial dos ambientes muito agressivos encontrados na produção de fertilizantes de ureia.
A terceira revolução agrícola não pode arrancar sem a utilização de fertilizantes
Produzir mais está a tornar-se essencial à medida que as terras agrícolas diminuem
A agricultura biológica sonhava com culturas livres de produtos químicos que protegeriam a nossa saúde e o nosso ambiente. Atualmente, o sonho dos anos 80 depara-se com a realidade do solo: sem ajuda, a terra está esgotada.
A Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (FAO) estima que a produção alimentar terá de aumentar em 70% para alimentar os 2,3 mil milhões de pessoas adicionais que se espera que habitem o nosso planeta até 2050.
Ao mesmo tempo, a área de terra cultivada está a diminuir constantemente. As terras agrícolas cultivadas representavam 5 mil milhões de hectares em todo o mundo. Mas todos os anos, mais de 3 milhões de hectares são gravemente degradados.
Atualmente, perdem-se todos os anos quase 5 milhões de hectares da nossa terra arável.
Os fertilizantes minerais são mais necessários do que nunca
Prevê-se que haverá 9,7 mil milhões de pessoas em 2030 e mais de 11 mil milhões em 2100.
Nos últimos anos, esta pressão demográfica levou o mundo agrícola a aumentar o rendimento das terras aráveis. Trata-se de um método mais respeitador do ambiente.
Em comparação, as velhas práticas agrícolas são responsáveis por mais de 80% da desflorestação mundial: todos os anos, 51 600 quilómetros quadrados de floresta são reduzidos a fumo. É o equivalente ao tamanho da Costa Rica!
Se juntarmos a isto a procura de biocombustíveis (que está a diminuir), o mercado mundial de fertilizantes minerais deverá atingir 143,34 mil milhões de dólares em 2028.
Atualmente, a necessidade de fertilizantes minerais está a explodir em todos os continentes!
A produção de ureia está a tornar-se uma questão crítica, numa altura em que a produção mundial de ureia se aproxima dos 200 milhões de toneladas por ano e a procura disparou desde o início do ano. Com o aumento dos preços dos produtos agrícolas de base, países como a Austrália e a Coreia encontram-se à beira do abismo.
A pandemia de COVID-19 está a atrasar a manutenção das instalações e o investimento em novas capacidades de produção.
A China está a suspender as suas exportações de ureia a fim de garantir o abastecimento do seu próprio sector agrícola e está a pôr de rastos o transporte rodoviário de mercadorias na Austrália: a produção australiana de AdBlue continua a depender da ureia chinesa.
As tensões geopolíticas estão a intensificar-se na Europa e os preços do gás estão a subir em flecha. Toda a indústria da ureia está a arder!
E é pouco provável que a tensão global diminua antes de 2023.
Um grande desafio para as instalações de produção de ureia
A otimização dos rendimentos e o aumento da eficiência e da rentabilidade das unidades de produção estão a tornar-se um grande desafio para os gestores das fábricas, que se vêem confrontados com um compromisso inevitável quando respondem ao aumento da procura de ureia: sintetizar mais produto numa tentativa de aumentar a produção, correndo o risco de comprometer a eficiência da fábrica e a qualidade do produto, ou maximizar a qualidade da ureia em detrimento do volume e do rendimento.
Trata-se de um verdadeiro desafio para o responsável pela manutenção, que deve antecipar paragens problemáticas, longas e dispendiosas das instalações, mas indispensáveis para assegurar a longevidade e a segurança das instalações, manter todos os equipamentos a funcionar em níveis óptimos e limitar os períodos de manutenção.
É também um desafio constante para o gestor de instrumentação, que tem de se adaptar às condições extremas e aos perigos inerentes à produção de ureia.
Este desafio é dific ultado pela constante evolução da escolha de tecnologias e materiais que deve ser feita para evitar o risco de avarias e paragens forçadas das instalações.
Melhorar a fiabilidade dos processos de fabrico, evitar as paragens de produção e garantir a segurança das instalações são particularmente difíceis nestas condições. E os responsáveis pelo aumento da eficácia global e pela manutenção das instalações em bom estado de funcionamento estão sujeitos a uma grande pressão devido à complexidade dos processos de fabrico da ureia, que são muito agressivos para os equipamentos.
A produção de ureia: um processo complexo e altamente agressivo para as suas instalações.
Embora as abordagens ao tratamento da ureia difiram de fábrica para fábrica, o processo de produção é comum a todas.
Começa com a síntese a alta pressão do amoníaco e do dióxido de carbono. Existem duas reacções principais:
Primeiro, uma reação exotérmica produz o altamente corrosivo carbamato de amónio,
depois uma reação endotérmica decompõe o carbamato de amónio em ureia e água.
O carbamato de amónio residual é primeiro separado da mistura ureia-água num extrator de alta pressão e depois numa fase de recirculação. A água é depois expelida na fase de evaporação para formar ureia fundida. Finalmente, a ureia fundida é submetida a um processo de granulação para obter um produto final sólido de ureia com a qualidade desejada.
Cada processo de produção de ureia apresenta desafios únicos de segurança, fiabilidade e eficiência que obrigam os gestores de instalações a melhorar o desempenho das suas instalações para uma indústria de fertilizantes mais segura, mais fiável e mais amiga do ambiente.uma indústria de fertilizantes mais segura, mais fiável e mais amiga do ambiente.
Isto só pode ser conseguido com equipamentos e instrumentos de medição inovadores e de elevado desempenho, especialmente concebidos e fabricados com materiais capazes de resistir a ambientes corrosivos e garantir uma longa vida útil.
A seleção de materiais é, portanto, vital na fase de conceção do equipamento e dos instrumentos de medição. Uma seleção incorrecta dos materiais pode conduzir a falhas catastróficas, à paragem de instalações e mesmo à perda de vidas humanas.
A solução Fuji Electric: sensor de pressão de ureia com separador de membrana em aço 1.4466
Os materiais utilizados para os sensores de pressão, bem como a escolha da tecnologia dos sensores, desempenham um papel muito importante na indústria dos fertilizantes, e na indústria da ureia em particular.
Tal como os decapantes, depuradores e reactores das suas instalações, os instrumentos de medição de ureia estão sujeitos ao ataque químico do carbamato de amónio, que provoca a degradação acelerada dos componentes em contacto com este agente altamente corrosivo.
Os materiais convencionais utilizados para a membrana fina da célula de medição de um transmissor de pressão não protegem contra a erosão, a corrosão e as tensões mecânicas inerentes ao processo de fabrico da ureia.
Ao utilizar o aço inoxidável 1.4466 com ureia, os processos de ureia existentes podem atingir um nível de desempenho mais elevado, resultando em poupanças de energia e num maior nível de segurança graças (por exemplo) a uma menor necessidade de passivação.
No entanto, a célula de medição e os componentes electrónicos utilizados no fabrico de sensores de pressão não conseguem suportar as elevadas temperaturas do fluido do processo.
É por isso que é essencial utilizar separadores de membrana.
O diafragma do separador é lavado com o fluido do processo, que deixa de ter um impacto direto na temperatura da célula do transmissor.
Este último pode então ser montado à distância do ponto de medição, tornando possível a medição de temperaturas extremas.
Os transdutores de pressão separadores de aço inoxidável austenítico 1.4466 para ureia oferecidos pela Fuji Electric são, na maioria dos casos, a melhor escolha para uso em condições normais de processo de produção de ureia para pressões de até 26 bar (377 psi) e temperaturas de até 180°C (356°F). Acima destas condições, pode ser necessária a utilização de separadores de membrana de zircónio ou tântalo para pontos de medição mais críticos.
Vantagens dos instrumentos de medição com separador de qualidade de ureia 1.4466
A utilização de aço austenítico de tipo ureia 1.4466aumenta a resistência à corrosão do transdutor de pressão da fábrica de fertilizantes, resultando em :
Aumento da vida útil do sensor de pressão de ureia
Intervalos de manutenção mais longos
Redução dos custos de manutenção e reparação
Menor necessidade de passivação
A solução de sensor de pressão com separador de ureia oferece uma série de vantagens
Uma vasta gama de aplicações
Medição do caudal de líquidos, medição do caudal de gases, medição do caudal de vapores, medição do nível de fluidos num tanque, medição da densidade de fluidos ou medição da pressão
Diâmetro suficiente da membrana em contacto com o fluido
Para permitir a medição exacta mesmo de baixas pressões
Fácil de desmontar
Para operações de limpeza ou calibração
Leitura da medição diretamente no ponto de medição ou à distância
Isto torna possível a medição de temperaturas extremas de fluidos
Instalação do sensor
Mesmo quando o ponto de medição se encontra numa posição desfavorável para a leitura
Pode ser instalado em qualquer tipo de instrumento de medição de pressão
Sensores de pressão diferencial, relativa ou absoluta
Transdutor de pressão de membrana Fuji Electric para produção de ureia
Ureia 1.4466 liga de aço inoxidável
Baixa taxa de falhas: CSFF 92,3% de acordo com a norma IEC61508, garantindo um MTBF (tempo médio entre falhas) muito bom e uma vida útil de 50 anos
Segurança máxima: graças às funções avançadas de segurança SIL2 certificadas de acordo com a norma IEC 61508
Conceção robusta e fiável: totalmente soldada, sem ligações roscadas. 100% testado com hélio para controlar as fugas
Fornecido com :
Certificado de inspeção 3.1. Em conformidade com a norma EN 10 204
Certificado de ensaio de corrosão intergranular (IGC) Huey. De acordo com a norma ASTM A262 Practice C
GARANTIA DE VIDA ÚTIL
SEGURANÇA MÁXIMA
CONCEPÇÃO FIÁVEL E ROBUSTA
O aço para ureia 1.4466 - 25.22.2 - 310 Mo LN - S31050 - 2RE69 utilizado no fabrico dos separadores e diafragmas dos sensores de pressão de ureia da Fuji Electric é um aço inoxidável totalmente austenítico com um teor muito baixo de carbono e de impurezas.
A experiência prática confirmou a sua excelente resistência à corrosão por ureia (carbamato de amónio) a altas pressões e temperaturas. É também altamente resistente a ácidos inorgânicos.
Este tipo de aço caracteriza-se por :
Excelente resistência à corrosão pelo carbamato de amónio e pelo ácido nítrico (utilizado no fabrico de nitrato de amónio)
Excelente resistência à corrosão intergranular
Excelente resistência à corrosão por picadas e fendas
Evite danos no seu equipamento com sensores de pressão com separadores
Os nossos especialistas em medição de pressão estão aqui para ajudar!
