A produção de biocombustíveis está sujeita a condições de processo exigentes. Estes, portanto, também representam grandes desafios para a medição de nível em biorrefinarias. Os instrumentos utilizados nos processos principais, dependendo de onde são utilizados, devem operar em hidrocarbonetos contendo hidrogênio sob alta pressão e, ao mesmo tempo, em líquidos com densidades extremamente baixas. A WIKA forneceu a um cliente indicadores de nível magnéticos com uma configuração especial que atende de forma confiável a esses requisitos.

Na busca por um suprimento de combustível com redução de carbono, o HVO (óleo vegetal hidrotratado) e o HEFA (ésteres e ácidos graxos hidroprocessados) de alta qualidade desempenham um papel central. Ambos são produtos sustentáveis, feitos principalmente de óleos vegetais, óleos de cozinha usados e também gorduras animais. Eles são vendidos como diesel, mas também como combustível de aviação.

Um grande número de vasos em uma biorrefinaria requer medição precisa do nível

A produção de HVO e HEFA envolve importantes processos de produção, incluindo hidrotratamento e hidroisomerização. Um grande número de reatores, tanques e outros vasos são usados neste processo. Estes cumprem várias funções, tais como reações catalíticas, processos de separação e lavagem, bem como regeneração e armazenamento. Em todos os casos, os operadores de uma biorrefinaria exigem uma medição precisa do nível.

O monitoramento de nível confiável é difícil de garantir com instrumentos padrão, especialmente sob as condições de produção descritas no início. Os instrumentos devem funcionar de forma confiável em hidrocarbonetos contendo hidrogênio sob pressões aumentadas de até 58 barg e, ao mesmo tempo, medir com precisão em líquidos com densidades excepcionalmente baixas de até 462 kg/m³.

Os flutuadores de titânio são resistentes à pressão e leves o suficiente para baixa densidade de líquidos

O rótulo do produto indica a aplicação: Neste exemplo, o indicador de nível de bypass BNA modelo correspondente é projetado para biopropano líquido. Dependendo do respectivo meio de processo, o modelo BNA para medição de nível em biorrefinarias – a versão representada apresenta um sensor magnetostritivo e contatos de comutação – às vezes requer um flutuador de titânio revestido com DLC (canto inferior direito).

A equipe de engenharia do CoE (Centro de Excelência) Nível resolveu essa tarefa com uma abordagem abrangente e o indicador de nível modelo bypass BNA como base. O titânio foi selecionado como material para o flutuador. Este material pode suportar altas pressões. Também é leve, o que garante a flutuabilidade necessária para uma medição precisa – mesmo no caso de uma densidade de líquido muito baixa.

Proteção através de revestimento DLC

Para medição de nível em uma biorrefinaria, no entanto, os flutuadores de titânio tiveram que receber proteção especial. Isso ocorre porque existe o risco de fragilização por hidrogênio sob certas condições de processo. Por esse motivo, os flutuadores foram revestidos com um revestimento especial de DLC (carbono semelhante ao diamante). Esta camada forma uma forte barreira contra a infiltração de hidrogênio e também protege contra danos mecânicos.

As especificações técnicas do cliente também exigiam um design de instrumento não convencional e superdimensionado, o que aumentava a complexidade. Isso exigiu uma mudança de uma câmara padrão (2 polegadas, schedule 10) para uma configuração mais robusta de 3 polegadas schedule 40. Consequentemente, flutuadores específicos para esse cliente com um diâmetro externo de 72 mm, tiveram que ser fabricados. Este foi um desafio que foi superado com soluções técnicas inovadoras e processos de fabricação precisos.

Material especial para o invólucro devido ao aumento do risco de corrosão

Atenção especial também foi dada ao material do invólucro ao projetar o BNA. Isso ocorre porque há um risco aumentado de corrosão em determinados locais de medição devido à presença potencial de ácidos graxos livres, dióxido de carbono, água e cloro nos meios de processo. O Inconel 625 foi, portanto, escolhido como material para esses locais de medição.

Medição de nível na biorrefinaria – mesmo em caso de falha de energia

Ao integrar materiais avançados, engenharia de precisão e soluções de fabricação personalizadas, a WIKA forneceu indicadores de nível magnético que atendem aos rigorosos requisitos de desempenho, garantindo confiabilidade de longo prazo em um ambiente de refinaria exigente. Como o BNA fornece uma indicação contínua do nível mesmo sem uma fonte de alimentação, o controle confiável do processo é garantido mesmo em caso de falha de energia.

Nota
A WIKA também compilou um white paper contendo informações úteis sobre biocombustíveis e os instrumentos de medição usados para sua produção. Informações técnicas gerais sobre o indicador de nível de bypass modelo BNA estão disponíveis no site da WIKA. Você também pode baixar nosso folheto “Soluções de nível sob medida para a indústria de processos” lá. Também apresentamos outras soluções para o segmento de mercado de petróleo e gás. Se você tiver mais alguma dúvida, não hesite em nos contatar.