Química

10 de setembro de 2000

Água: PQU usa água fluvial na torre e economiza US$ 2,7 MI por ano

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Publicado por: Quimica e Derivados
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    Projeto permite à Petroquímica União, de Mauá-SP, utilizar apenas o poluído Rio Tamanduateí para abastecer sua torre de resfriamento, e deixar de pagar pela cara água municipal

    O principal sistema de resfriamento instalado na Petroquímica União (PqU), em Mauá-SP, apresentava diversos problemas associados ao uso de água de reposição de má qualidade e em combinação com as condições operacionais críticas dos trocadores de calor. As fontes de água de reposição disponíveis para esta instalação eram água municipal e fluvial.

    Química e Derivados, Água: A Torre da PqU opera a seis ciclos de concentração.

    A Torre da PqU opera a seis ciclos de concentração.

    A qualidade da água municipal é excelente, sendo a sua maior desvantagem o alto custo de US$2,95/m3. Embora o custo da água fluvial (Rio Tamanduateí) seja mais baixo, US$0,32/m3, sua qualidade é muito inferior do ponto de vista de corrosão, deposição e fouling (incrustração) microbiológico. A água fluvial passava por processo de filtração e cloração, entretanto, continuava a apresentar um alto nível de amônia, matéria orgânica, turbidez e sólidos suspensos.

    Além disso, são encontrados vários tipos de microrganismos na água do Rio, inclusive bactérias anaeróbicas. A metalurgia do sistema é constituída por cobre, latão admiralty, cobre-níquel e aço carbono, possuindo trocadores com água tanto do lado casco quanto do lado tubo. Em conseqüência da má qualidade da água fluvial e das severas condições operacionais dos trocadores com baixa vazão de água e alta temperatura de película, surgiam vários problemas, quando o sistema de resfriamento não era tratado de maneira adequada.

    Tal como documentado, a planta apresentou uma rápida e intensa perda de transferência térmica nos trocadores de baixa vazão, parada de trocadores de calor individuais, ou de produção inteiras, além de substituição freqüente dos feixes de troca térmica. Afora as condições operacionais desfavoráveis, o sistema também apresentava vazamentos de processo de hidrocarbonetos, com sensível impacto sobre o programa de tratamento em termos de manutenção de um controle eficaz da corrosão, da deposição e dos microrganismos.

    A solução para esses problemas, ou seja, a aplicação no sistema de um programa de limpeza em linha, englobou uma tecnologia de produtos resistentes aos halógenos, à base de AEC/HRA/HPSI (Dianodic Plus, da BetzDearborn), que trouxe os seguintes benefícios à unidade da PqU:

    – Economia de US$2,7 milhões por ano através da utilização de 100% de água fluvial como reposição na torre de resfriamento, ao invés da mistura de água municipal/fluvial.
    – Operação da torre de resfriamento com ciclos maiores, ou seja, seis ciclos. Isto levou a uma redução de 28 m3/h na descarga da torre, minimizando o impacto ambiental e diminuindo os custos do programa de tratamento.
    – Redução das taxas de corrosão em aço carbono e cobre/liga, ou seja, menor que 2 mpy e 0.3 mpy, respectivamente, levando a um prolongamento da vida útil dos equipamentos e redução dos custos operacionais e de manutenção.
    – Aumento da confiabilidade operacional das unidades de processo. Com base nos dados coletados até o presente, será possível alcançar a meta de cinco anos de campanha.
    Também procuramos deixar claras as economias e os resultados do programa, o qual dividimos em duas fases:

    Química e Derivados - Água - Tabela 1 - Composição da água fluvial.

    Tabela 1 – Composição da água fluvial

    Fase I – A primeira fase do programa foi a limpeza em linha e foi realizado de setembro a novembro de 1998. Face a deficiência da transferência de calor decorrente de problemas de corrosão, deposição e contaminação microbiológica, o índice operacional da planta apresentava-se inferior do que a sua capacidade projetada.

    Nesta época, a torre de resfriamento operava com 4,5 ciclos e a água de reposição consistia de uma mistura de 70% de água fluvial e 30% de água municipal.

    A monitoração do sistema indicava que a contagem microbiológica, o nível de bactérias redutoras de sulfato e as taxas de corrosão eram consistentemente elevados. Em conseqüência, alguns dos trocadores de calor críticos exigiam limpezas freqüentes. Foi implantado, em setembro de 1998, um programa de limpeza em linha para solucionar estes problemas e otimizar a taxa de produção. Foram utilizados monitoramentos exclusivos e representativos para acompanhar a evolução do programa de limpeza em linha.

    Fase 2 – Consiste no tratamento propriamente dito e começou em setembro de 1998, estendendo-se até o presente momento.
    Simultaneamente, com a aplicação do programa de limpeza em linha, foi aplicado um novo tratamento ao sistema de resfriamento com a tecnologia Dianodic Plus com o objetivo de alcançar as seguintes metas principais:

    Química e Derivados - Água - Tabela 3 - Trocadores de calor - dados operacionais.

    Tabela 3 – Trocadores de calor – dados operacionais.

    1) Utilizar 100% de água fluvial como reposição;
    2) Operar a torre com 6 ciclos de concentração;
    3) Campanha de 5 anos, sem limpeza dos trocadores de calor;
    4) Manter as taxas de corrosão do aço carbono e cobre/ligas inferiores a 2,0 mpy e 0,3 mpy, respectivamente.

    Em vista da má qualidade da água de reposição, os três primeiros objetivos representam um desafio substancial em termos do desempenho do programa de tratamento. Para garantir a continuidade da eficiência do desempenho do programa, foi implantado um programa de monitoração e controle para, inicialmente, avaliar a limpeza do sistema e em seguida disponibilizar ferramentas para reação em tempo hábil a alterações adversas das condições do sistema.


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