Millorar la seguretat dels processos i el rendiment de producció

Seguretat del procés de coberta de tancs

publicat el

Per a molts enginyers i fabricants de processos, hi ha dues àrees vitals en el cicle de producció que requereixen molta atenció; seguretat del procés i qualitat del producte. En ambdós casos, és primordial mesurar i controlar amb precisió els nivells d'oxigen als dipòsits i recipients de procés. Aquesta història d'èxit explora com un sistema d'inertització de mesurament d'oxigen basat en analitzadors va permetre a una planta de fabricació avançar en la seguretat del procés, millorar la qualitat del producte i augmentar el rendiment de producció.

Baixeu el PDF

Una gran planta de fabricants químics internacionals, ubicada a Detroit, MI, produeix un catalitzador especialitzat que s'utilitza a la indústria de l'automòbil. La producció requereix un procés exclusiu i patentat que introdueix diversos components en un gran dipòsit a granel i es barregen amb dissolvents. Alguns dels components de la mescla, inclòs el dissolvent en si, són inflamables, la qual cosa presenta la perillosa amenaça de combustió. S'han implementat nombroses tècniques de mitigació, especialment un sistema d'inertització de pressió, en un esforç per mantenir la seguretat del procés. Aquesta tècnica utilitzava una vàlvula de pressió per controlar la quantitat de gas inert introduït a l'espai de capçalera del vaixell en funció dels canvis de pressió.

L'objectiu era accelerar el procés de càrrega del recipient de mescla i, per tant, augmentar la producció de catalitzador.

Tot i que el sistema d'inertització a pressió va funcionar prou durant uns quants anys, mancaven dos components inestimables que necessitava la planta i ja no era una solució viable. En primer lloc, va ser la necessitat de mesurar i documentar amb precisió que s'havia eliminat la quantitat adequada d'oxigen de l'espai de capçalera per mantenir els nivells per sota del llindar de combustible, fent així el vaixell inert. En segon lloc, va ser la capacitat de modificar el sistema per augmentar els cabals dels diferents components químics que formen la barreja. L'objectiu era accelerar el procés de càrrega del recipient de mescla i, per tant, augmentar la producció de catalitzador. A causa de l'èxit del producte del fabricant al mercat, la demanda havia augmentat i la taxa de producció patia el coll d'ampolla creat al tanc de mescla.

Obertura d'un dipòsit de procés
La millora de la seguretat del procés i el rendiment de la producció es pot buscar eficaçment mitjançant l'ús efectiu de l'anàlisi d'oxigen i el control d'inert.

Preocupació

L'enginyeria de seguretat de la planta havia determinat que per evitar l'acumulació d'electricitat estàtica i l'acumulació a les línies d'alimentació, la velocitat d'alimentació volumètrica havia de romandre baixa. Aquesta taxa era molt inferior a la que el sistema era capaç de produir des d'una perspectiva mecànica. Sense una mesura precisa dels nivells d'oxigen necessaris per mantenir els llindars de seguretat, el risc era massa gran per augmentar encara més les taxes d'alimentació. Així, es va crear el coll d'ampolla.

Solució

Amb l'encàrrec d'idear una tècnica que pogués eliminar el coll d'ampolla i millorar el rendiment de la producció, un grup d'enginyers de planta va buscar una solució. L'equip va decidir avançar amb un sistema de control d'inertització de nitrogen basat en analitzadors d'oxigen. El primer pas del projecte va ser determinar la concentració màxima d'oxigen permesa sota la qual havien de mantenir-se, ja que els sistemes d'inertització tenen com a objectiu mantenir els nivells d'oxigen a l'espai superior del dipòsit per sota d'un nivell regulat.

El primer pas del projecte va ser determinar la concentració màxima permesa d'oxigen que necessitaven per mantenir-se, ja que els sistemes d'inertització tenen com a objectiu mantenir els nivells d'oxigen a l'espai superior del dipòsit per sota d'un nivell regulat.

La mesura adequada de l'oxigen és imprescindible, ja que la majoria de les dades disponibles a les taules del fabricant que s'utilitzen per al càlcul de la concentració límit d'oxidant (LOC) o la concentració màxima d'oxidant (MOC) i els límits superiors o inferiors d'inflamabilitat (UFL/LFL) per a diversos compostos químics són empíriques. Això vol dir que les dades són inexactes i que es pot esperar algun marge d'error. L'Associació Nacional de Protecció contra Incendis (NFPA) ho ha abordat a la seva directriu 69 i ha establert factors de seguretat que eliminen les incerteses i els errors del costat de la seguretat.

Orientació NFPA 69 2019
Directriu 69 de la NFPA

Estàndard NFPA 69 sobre sistemes de prevenció d'explosions, edició 2019

Aquesta norma ha de cobrir els requisits mínims per instal·lar sistemes per a la prevenció d'explosions en tancaments que continguin concentracions inflamables de gasos, vapors, boires, pols o mescles híbrides inflamables. Aquesta norma ha de proporcionar informació bàsica per als enginyers de disseny, el personal operatiu i les autoritats competents.

Més informació sobre NFPA 69

Un cop establert un objectiu de concentració màxima d'oxigen, l'equip va començar a avaluar els cabals de les línies de subministrament de matèries primeres del sistema. En augmentar la velocitat d'alimentació de diferents línies, van establir unes dotacions precises d'augment de la productivitat mantenint l'oxigen per sota del màxim permès. L'emoció va augmentar a mesura que les dades van determinar que el rendiment del material al recipient de mescla podria augmentar suficientment a una velocitat aproximada de 2 vegades i mitja sense comprometre la seguretat; confirmant el valor de la proposta d'introducció d'un sistema complet d'anàlisi d'oxigen.

A més, les dades generades per l'analitzador d'oxigen es poden alimentar fàcilment a un PLC i emmagatzemar-les amb finalitats de seguiment. Això és molt valuós per resoldre problemes i documentar el compliment de seguretat quan sigui necessari.

Conclusió

L'ús d'un sistema d'inertització de mesura d'oxigen basat en analitzadors va resultar ser un avantatge per al client. Els va permetre, en primer lloc, garantir que la seguretat es mantingués sempre mantenint els nivells d'oxigen per sota del llindar necessari per reduir molt el risc de combustió. A més, el client va assolir el seu objectiu d'augmentar les taxes de producció en més del doble, la qual cosa va tenir un impacte positiu important en els seus ingressos. Finalment, va crear l'oportunitat de generar i documentar els registres de dades necessaris en cas d'una auditoria de seguretat.

MSA BacharachEls experts en inertització de gas estan disponibles per ajudar-vos en una varietat d'aplicacions. Per obtenir ajuda, proporcioneu els detalls del projecte a myBacharach.com/GAsurvey i un dels nostres enginyers d'aplicacions us ajudarà a optimitzar el vostre procés mitjançant la inertització.

Comença el teu projecte de coberta de tancs ara

Més informació sobre l'anàlisi de gasos