Analytica 98

artigo 1
Imagem ilustrativa
Autores:
Dr. Vanjoaldo dos Reis Lopes Neto* 1
Dr. Leonardo Sena Gomes Teixeira 2
Dr. Luiz Carlos Lobato dos Santos 3
MsC. Márcio Luís de Souza Borges 4
Juscély Santos Carvalho 1
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REVISTA ANALYTICA - DEZ/JAN 19
propeno para produção de polipropileno.
Os cromatografos, assim como
outros equipamentos on line, são
instalados em edificações construídas
na área operacional, chamadas
de shelters. A amostra, em fase
gasosa, é transferida para o equipamento
por diferença de pressão
e necessita de acondicionamento
(redução de pressão e temperatura)
antes de sua injeção.
Por questões de segurança, os cilindros
de gases, insumos e padrões,
necessários para o funcionamento
do cromatógrafo são dispostos fora
do shelter.
Assim, conforme representação da
Figura 3, a instalação de um cromatógrafo
on line é fundamental para o
controle da purificação do propeno,
onde a determinação de etano e metano
nas duas correntes de propeno
ocorre de forma cíclica e alternada,
com períodos de análise programados
de acordo com o ciclo de análise.
Deste modo, além do controle da
eficiência do sistema de purificação,
este sistema permite avaliar a qualidade
do produto comercializado.
Atualmente, existem no mercado
softwares de gerenciamento de
dados de analisadores que permitem
monitorar e diagnosticar remotamente
o funcionamento destes
equipamentos instalados na planta.
Através destes softwares é possível
acompanhar variáveis críticas dos
analisadores (temperatura de forno,
tempo de retenção em cromatografia,
por exemplo); variáveis de processo
(como, temperatura, vazão,
pressão); fluxo de amostra para o
equipamento; etc. Estes softwares
podem ser configurados para que o
técnico responsável pelos analisadores
possam se antecipar à possíveis
falhas do analisador e evitar que um
resultado incorreto chegue até a
operação da planta, evitando assim
tomadas de decisões errôneas que
poderiam causar perda de produção
e até mesmo parada de plantas.
3. Etapas para
instalação de um
analisador de processo
3.1 Justificativa para aquisição
de analisador
Analisadores são equipamentos
caros, que devem ter sua aquisição
justificada pela engenharia de processo.
O processo petroquímico de destilação
do benzeno, por exemplo, necessita
de determinações dos teores
de benzeno, tolueno, xilenos e não
aromáticos na entrada (carga) e nas
saídas, principalmente no topo, onde
se avalia a pureza do benzeno produzido.
Em rotina de laboratório convencional,
o tempo decorrido entre a
coleta da amostra até a recepção dos
resultados pelo operador pode chegar,
em média, a duas horas, sendo,
portanto, realizadas por cromatógrafo.
A depender do fluxo do processo
e disponibilidade de equipamentos,
o risco de produção de produto não
conforme pode ser grande.
Por exemplo, numa sequência hipotética
de eventos ocorrida numa
planta de destilação de benzeno,
onde a rotina no laboratório para
aferição da qualidade do produto
final seja em horário par (0, 2, 4h,
...). Deste modo, um fato ocorrido às
00:30h, que levou a perda de especificação
do benzeno, somente será
detectado pela amostra coletada às
2h, com emissão deste resultado às
4h. Somente a partir desse horário,
a operação pode executar manobra
para corrigir a falha. Esta correção
será detectada apenas numa amostra
extra, coletada às 5h, cujo resultado
será emitido às 6h.
Estes eventos poderiam gerar um
grande impacto financeiro. Contudo,
se nesta planta fosse instalado um
analisador cromatográfico na entrada
e saída desta torre, a periodicidade
das determinações poderia cair
para aproximadamente 10 min., com
possibilidade de até 144 determinações
diárias, onde uma corrente não
conforme poderia ser identificada e
corrigida em até 30 min.
Deste modo, ao justificar um projeto
de analisador para uma planta,
além dos aspectos técnicos de funcionalidade,
dados de produtividade
e, consequentemente, financeiros
devem ser computados. Deste modo,
mesmo que o analisador tenha menores
exatidão e precisão que as
determinações de bancada, ele pode
ser adquirido para controle da planta,
alimentando o sistema de modelagem
quimiométrica da planta com
seus dados, deixando as análises de
laboratório apenas para contingência,
caso haja uma descontinuidade
operacional do analisador, ou para
checagem, validação e tomadas de
decisões, quando existirem dúvidas
em relação a resultados emitidos.
Raciocínio análogo pode ser aplicado
à instalação de analisadores
em processos de cinética lenta, onde
a produção ocorre por batelada ou
em fluxos baixos, como as plantas
de produção de biodiesel por transesterificação.
Nestes casos, não há
previsibilidade de ganhos produtivos
com incremento da diminuição do
ciclo analítico, da amostragem até a
recepção do resultado. Por exemplo,
não há necessidade de investimento
em um analisador de pH, que emite
resultados continuamente, se a transesterificação
do biodiesel leva 2h.
Nestes casos, onde não há ganhos
operacionais ou de segurança para
planta, não se justifica implementar
um analisador.
Uma vez que o desígnio do analisador
é oferecer melhorias para
a fábrica em relação ao controle
de qualidade da produção e, consequentemente,
no aumento da
produtividade, deve-se avaliar se a
operação deste equipamento contribui
para que a balança custo–benefício
esteja pendendo para o lado do
beneficio. Caso a planta não atinja
os índices de produtividade deseja-