Análise de algumas falhas operacionais numa torre de fracionamento

Análise de algumas falhas operacionais numa torre de fracionamento.

1.            Abertura total da válvula de vapor do trocador de calor aquecedor:

Densidade do produto de base: aumenta, pois com a maior vaporização do produto de entrada só os produtos muito densos irão para a base aumentando a densidade da mesma.

Densidade do produto de topo: aumenta pois além dos produtos considerados, em relação a densidade, leves o topo passa a conter partículas de produtos intermediários devido ao excesso de energia térmica fornecido aumentando assim a densidade do produto de topo.

Densidade do produto das bandejas: aumenta pois produtos considerados, em relação a densidade, leves e intermediários passam para bandejas superiores a qual deveriam estar devido ao excesso de energia térmica fornecido aumentando assim a densidade do produto de cada bandeja.

Nível das bandejas: Diminui pois com excesso de vapor super aquecido aumenta a temperatura interna da torre e por conseguinte a quantidade de produto que vaporiza em cada bandeja fazendo com que o nível em cada uma tenda a diminuir.

Nível da base: Diminui pois como a saída de produto de base se mantém constante e a quantidade de produto que volta para a base em forma de refluxo diminui bem como a quantidade de produto que vai para a base proveniente da vazão de entrada o nível da mesma tende a diminuir.

Vazão de entrada: permanece constante.

Temperatura do topo: aumenta pois com o excesso de vapor todos os produtos da torre ficam super aquecidos até mesmo o de topo que como está mais quente e mais denso e pode não ser condensado totalmente no trocador de calor condensador logo, a quantidade de refluxo diminuiria o que contribuiria ainda mais para o aumento da temperatura do topo da torre ou o refluxo que saísse do condensador poderia estar com temperatura acima do normal o que também aumenta a temperatura de topo da torre.

Temperatura da base: aumenta pois com uma menor quantidade de produto caindo nela, já aquecido em demasia, e o trocador de calor refervedor mantendo seu ritmo operacional normal o pouco produto dela será mais super aquecido ainda no o trocador de calor revervedor e o que voltar da vazão de saída do trocador de calor revervedor com certeza estará com uma temperatura maior do que a que deveria e como o refluxo também está mais quente a temperatura de base aumenta.

Temperatura da bandeja: aumenta pois com o excesso de vapor super aquecido produzido e o refluxo com temperatura acima da normal, faz com que os produtos passem pelas bandejas com temperatura acima do normal contribuindo para aumentar mais ainda a temperatura da bandeja.

  

2.            Fechamento total da válvula de vapor do trocador de calor aquecedor:

Densidade do produto de base: diminui pois como o produto não será pré-aquecido produtos de densidade baixa e intermediária irão para na base por não terem sido vaporizados ainda, logo diminuem a densidade do produto da base.

Densidade do produto de topo: diminui pois com somente o refervedor funcionando e aquecendo o produto do processo, já que não se atinge ponto de ebulição instantaneamente, será vaporizada uma parte muito menor do que a que deveria do produto do processo assim só os produtos mais leves conseguiriam chegar ao topo, diminuindo, assim, a densidade do produto que atingisse o topo.

Densidade do produto das bandejas: diminui pois com somente o refervedor funcionando e aquecendo o produto do processo, já que não se atinge ponto de ebulição instantaneamente, será vaporizada uma parte muito menor do que a que deveria do produto do processo assim só os produtos mais leves conseguiriam passar pelas bandejas e ficar nelas,logo a densidade do produto em cada uma das bandejas diminui.

Nível das bandejas: diminui pois com a diminuição de vapor em movimento ascendente na torre e com pouco produto sendo condensado e retornando a torre em forma de refluxo o nível das bandejas tende a diminuir.

Nível da base: aumenta pois com a maior quantidade de produto do processo indo para ela e com a diminuição da vaporização do produto do processo o nível da base tenderá a subir.

Vazão de entrada: permanece constante.

Temperatura do topo: diminui pois os vapores que atingirão o topo estarão com temperatura inferior a desejada e em pouca quantidade já que o trocador de calor condensador permanece em suas condições operacionais normais haverá muita água de refrigeração para pouco vapor o que diminui mais ainda a temperatura do refluxo e por conseguinte também contribui para diminuir a temperatura de topo.

Temperatura da base: diminui pois  com somente o trocador de calor refervedor funcionando e aquecendo o produto do processo, já que não se atinge ponto de ebulição instantaneamente, além do produto da base está sendo aquecido a temperatura inferior a deseja, o aumento do nível de base contribui para dificultar a tarefa do refervedor que mesmo que aqueça boa parte do produto de base sempre haverá a vasão do produto do processo frio. Assim a temperatura da base diminui.

Temperatura da bandeja: diminui pois com o mau aquecimento do produto do processo a temperatura dos produtos que passarão pelas bandejas stará inferior a desejada e com o refluxo em temperatura, também menor que a desejada a temperatura das  bandejas tende a diminuir.

3.            Abertura total da válvula de entrada de carga:

Densidade do produto de base: permanece constante e dentro do padrão pois essa é a condição normal de operação do processo.

Densidade do produto de topo: permanece constante e dentro do padrão pois essa é a condição normal de operação do processo.

Densidade do produto das bandejas: permanece constante e dentro do padrão pois essa é a condição normal de operação do processo.

Nível das bandejas: permanece constante e dentro do padrão pois essa é a condição normal de operação do processo.

Nível da base: permanece constante e dentro do padrão pois essa é a condição normal de operação do processo.

Vazão de entrada: permanece constante e dentro do padrão pois essa é a condição normal de operação do processo.

Temperatura do topo: permanece constante e dentro do padrão pois essa é a condição normal de operação do processo.

Temperatura da base: permanece constante e dentro do padrão pois essa é a condição normal de operação do processo.

Temperatura da bandeja: permanece constante e dentro do padrão pois essa é a condição normal de operação do processo.

  

4.            Fechamento total da válvula de entrada de carga:

Densidade do produto de base: não existe para ser avaliado pois sem produto do processo entrando na torre não há processo.

Densidade do produto de topo: não existe para ser avaliado pois sem produto do processo entrando na torre não há processo.

Densidade do produto das bandejas: não existe para ser avaliado pois sem produto do processo entrando na torre não há processo.

Nível das bandejas: não existe para ser avaliado pois sem produto do processo entrando na torre não há processo.

Nível da base: não existe para ser avaliado pois sem produto do processo entrando na torre não há processo.

Vazão de entrada: não existe para ser avaliado pois sem produto do processo entrando na torre não há processo.

Temperatura do topo: não existe para ser avaliado pois sem produto do processo entrando na torre não há processo.

Temperatura da base: não existe para ser avaliado pois sem produto do processo entrando na torre não há processo.

Temperatura da bandeja: não existe para ser avaliado pois sem produto do processo entrando na torre não há processo.

5.            Abertura total da válvula de saída do produto de base para fora do processo:

Densidade do produto de base: aumenta pois com a diminuição do nível da base a quantidade de produto que irá para o trocador de calor diminuirá e como a vazão de vapor do mesmo não se altera, a pouca quantidade de produto que vai para seu interior será super aquecida e super  vaporizada, logo só produtos muito densos é que voltarão para a base aumentando a densidade da mesma. (ainda to em dúvida de quando o produto da base chega a zero se tem densidade sem produto, ou seja, diminui a densidade).

Densidade do produto de topo: aumenta pois com super aquecimento do vapor devido a diminuição no nível da base produtos leves, intermediários e pouco densos evaporarão e atingirão bandejas nas quais não deveriam estar devido ao excesso de energia térmica que possuem aumentando assim a densidade do produto que chega ao topo.

Densidade do produto das bandejas: aumenta pois com super aquecimento do vapor devido a diminuição no nível da base produtos leves, intermediários e pouco densos evaporarão e atingirão bandejas nas quais não deveriam estar devido ao excesso de energia térmica que possuem aumentando assim a densidade do produto de cada bandeja.

Nível das bandejas: Diminui pois com excesso de vapor super aquecido aumenta a temperatura interna da torre e por conseguinte a quantidade de produto que vaporiza em cada bandeja fazendo com que o nível em cada uma tenda a diminuir.

Nível da base: Diminui devido a maior retirada de produto e também devido ao menor retorno de produto do refervedor que está super aquecendo o produto que passa por ele contribuindo ainda mais para a diminuição do nível da base.

Vazão de entrada: Permanece constante.

Temperatura do topo: aumenta pois além do vapor que alcança essa região da torre estar mais quente que o normal o condensador não conseguirá manter o refluxo na temperatura desejada logo este virá para a torre com uma temperatura maior que a desejada aumentando, assim, a temperatura do topo da torre.

Temperatura da base: aumenta pois com a entrada de carga pré aquecida e o retorno do refervedor super aquecido e com o refluxo numa temperatura acima do normal a temperatura do produto de base tende a aumentar.(qdo o nível do produto de base chega a zero agente mede temperatura do que n existe?)

Temperatura da bandeja: tende a aumentar pois com o vapor e o refluxo que passam por ela em temperatura acima do normal além do aumento da temperatura interna da torre que faz com que mais partículas do líquido presente na bandeja evaporem aumenta a temperatura na mesma.

  

6.            Fechamento total da válvula de saída do produto de base para fora do processo:

Densidade do produto de base: diminuirá pois com o ascendente nível da base pó produto de base atingirá a entrada de carga e a saída do refervedor o que fará com que os vapores leves e intermediários voltem a se misturar com o produto de base e escapem dele em menor quantidade que o padrão diminuindo assim a densidade do produto de base.

Densidade do produto de topo: aumenta pois as partículas que o alcançarem poderão estar carregando partículas mais pesadas que elas por borbulhar no produto de base logo essas partículas mias densas contribuirão para aumentar a densidade do produto de topo da torre.

Densidade do produto das bandejas: aumenta pois as partículas que as transpassarem poderão estar carregando partículas mais pesadas que elas por borbulhar no produto de base logo essas partículas mias densas contribuirão para aumentar a densidade das bandejas

Nível das bandejas: com a diminuição do vapor ascendente o nível das bandejas tende a diminuir.

Nível da base: aumenta em virtude da alimentação permanecer constante enquanto a válvula de retirada de produto de base está fechada.

Vazão de entrada: permanece constante.

Temperatura do topo: diminui pois os vapores que atingirão o topo estarão com temperatura inferior a desejada e em pouca quantidade já que o trocador de calor condensador permanece em suas condições operacionais normais haverá muita água de refrigeração para pouco vapor o que diminui mais ainda a temperatura do refluxo e por conseguinte também contribui para diminuir a temperatura de topo.

Temperatura da base: diminui pois haverá um acúmulo de produto na base elevando o nivela da mesma e comprometendo o aquecimento do fluido de base e como ele não é aquecido totalmente devido a seu grande volume sua temperatura fica inferior a desejada.

Temperatura da bandeja: diminui pois com o vapor que passa por ela com temperatura inferior a comum e o refluxo estando mais frio do que o que deveria a temperatura nela tende a diminuir.

  

7.            Abertura total da válvula de vapor do trocador de calor refervedor:

Densidade do produto de base: aumentará pois o com o super aquecimento do produto de base que vai para o refervedor só produtos muito densos voltarão e cairão novamente na base o que aumentará a densidade da mesma.

Densidade do produto de topo: aumenta pois a maior vaporização de produtos leves, intermediários, e densos faz com que produtos intermediários alcancem o topo da torre aumentando a densidade do produto dessa região.

Densidade do produto das bandejas: aumenta pois com o excesso de vapor em sentido ascendente partículas densas e intermediárias alcançam bandejas superiores as quais deveriam se encontrar normalmente contribuindo para aumenta a densidade em cada bandeja.

Nível das bandejas: diminui devido ao aumento da temperatura interna da torre, do aumento da temperatura do refluxo, do aumento da temperatura do vapor que passa pela bandeja o nível tende a diminuir com o aumento da vaporização do fluido presente nela.

Nível da base: diminui pois com o super aquecimento do produto do processo uma quantidade menor de produto de saída do refervedor volta a base o que contribui para a diminuição do nível da mesma ou ainda se o condensador não conseguir liquefazer os vapores de topo totalmente a diminuição da quantidade de refluxo também agravará a situação de diminuição do nível da base.

Vazão de entrada: permanece constante.

Temperatura do topo: aumenta devido ao aumento da temperatura do vapor que chega ao topo e pelo refluxo voltar para a torre com temperatura maior que a devida o que aumenta a temperatura dessa região da torre.

Temperatura da base: aumenta pois o produto do processo continua sendo pré-aquecido no aquecedor, o pouco produto que sai da entrada de produto do refervedor na torre está super aquecido, e o refluxo está com temperatura acima da padrão aumentando, assim, a temperatura da base.

Temperatura da bandeja: aumenta pois com o excesso de vapor super aquecido produzido e o refluxo com temperatura acima da normal, faz com que os produtos passem pelas bandejas com temperatura acima do normal contribuindo para aumentar mais ainda a temperatura da bandeja.

  

8.            Fechamento total da válvula de vapor do trocador de calor refervedor:

Densidade do produto de base: diminui pois o produto da base não será mais aquecido pelo refervedor assim os produtos alguns leves e intermediários continuarão constituindo esse produto e diminuindo sua densidade

Densidade do produto de topo: diminui pois como somente os produtos leves e alguns intermediários que são vaporizados no aquecedor conseguem subir e só os muito leves conseguem atingir o topo da torre diminuindo assim a densidade do produto da mesma.

Densidade do produto das bandejas: diminui pois como somente os produtos leves e alguns intermediários que são vaporizados no aquecedor conseguem subir isso contribui para diminuir a densidade dos produtos em cada bandeja.

Nível das bandejas: diminui pois com a diminuição de vapor em movimento ascendente na torre e com pouco produto sendo condensado e retornando a torre em forma de refluxo o nível das bandejas tende a diminuir.

Nível da base: aumenta pois com a maior quantidade de produto do processo indo para ela e com a diminuição da vaporização do produto do processo o nível da base tenderá a subir.

Vazão de entrada: permanece constante.

Temperatura do topo: diminui pois sómente o aquecedor está vaporizando o produto do processo logo o derivado que chega até o topo chega com temperatura inferior a desejada e ao ir para o condensador retorna em forma de refluxo mais frio ainda e isso contribui para a diminuição da temperatura de topo.

Temperatura da base: diminui pois como o refluxo está mais frio que o que deveria e com o produto de base sendo somente pré-aquecido (ficando com temperatura inferior a normal) a temperatura da base tende a diminuir.

Temperatura da bandeja: diminui devido ao refluxo que passa por elas estar com temperatura abaixo do normal bem como pelo fato do vapor que as transpassa estar com temperatura inferior a desejada.

  

9.            Abertura total da válvula de entrada do refluxo na torre:

Densidade do produto de base: diminui pois como a vasão de reflu7xo aumenta maior quantidade de produto leve chaga a base diminuindo a densidade do produto presente na mesma.

Densidade do produto de topo: diminui pois o refluxo é um produto bem leve e ao se misturar com o produto de topo, pouco mais denso que ele diminui a densidade do produto presente lá.

Densidade do produto das bandejas: diminui pois o refluxo é um produto bem leve e ao se misturar com o produto presente em cada uma das bandejas ele diminui a densidade dos mesmos.

Nível das bandejas: tende a subir devido a maior vazão de refluxo logo maior quantidade desse fluido na bandeja causando aumento e transbordamento do fluido da bandeja em tempo menor que o normal.

Nível da base: aumenta pois quanto maior a vazão de refluxo as vazões de retirada de produto de base para refervedor e para fora do processo continuam a mesma e com excesso de refluxo chegando o nível da base tende a aumentar.

Vazão de entrada: permanece constante.

Temperatura do topo: diminui pois o refluxo é um produto frio que tende a manter a temperatura de topo em determinado valor, logo com o aumento de sua vasão a temperatura de topo diminui.

Temperatura da base: diminui pois como o refluxo é o produto mais frio da torre o aumento de sua vazão irá acarretar influência na temperatura do produto de base o que diminuirá sua temperatura.

Temperatura da bandeja: diminui pois com maior quantidade de refluxo passando por ela o produto da bandeja tende a ser resfriado e logo tem sua temperatura diminuída.

  

10.        Fechamento total da válvula de entrada do refluxo na torre:

Densidade do produto de base: aumenta pois como não há refluxo na torre, o produto leve do refluxo não vai mais a base logo a densidade do produto de base tende a aumentar pois só os produtos densos ficarão nela.

Densidade do produto de topo: aumenta pois como não há refluxo o produto de topo fica com a mesma densidade do vapor que chega até o topo da torre ou seja superior ao devido.

Densidade do produto das bandejas: aumenta pois como não há refluxo o produto de topo fica com a mesma densidade do vapor que chega até elas ou seja densidade maior que a correta.

Nível das bandejas: diminui pois não há mais vazão de refluxo para compensar a parte do fluido da bandeja que evapora e pode até impedir que o produto de uma bandeja transborde para outra.

Nível da base: diminui pois como não há vazão de refluxo e as retiradas da base permanecem constantes o nível da mesma tende a diminuir.

Vazão de entrada: permanece constante.

Temperatura do topo: aumenta pois como não há mais refluxo no topo só em encontra os vapores leves em temperatura alta e que tende a aumentar mais ainda devido ao não resfriamento da torre com o refluxo.

Temperatura da base: aumenta pois como não há refluxo a base fica apenas com parte do produto pré-aquecido e com os resíduos muito quentes que provém do refervedor logo a sua temperatura tene a aumentar.

Temperatura da bandeja: aumenta sem o refluxo a temperatura de cada bandeja fica inicialmente igual a do vapor que passa por ela e tende a subir.

  

11.        Abertura total da válvula de água do trocador de calor condensador:

Densidade do produto de base: diminui pois o trocador de calor passará a produzir mais refluxo o que aumentará a quantidade do mesmo circulando na torre e por conseguinte na base o que diminui a densidade do produto presente na mesma.

Densidade do produto de topo: diminui pois com maior quantidade de refluxo no topo, que é um fluido muito leve, ele ajuda a diminuir a densidade do topo da torre quando se mistura ao produto de topo presente lá.

Densidade do produto das bandejas: diminui pois o refluxo é um produto bem leve e ao se misturar com o produto presente em cada uma das bandejas ele diminui a densidade dos mesmos.

Nível das bandejas: tende a subir devido a maior vazão de refluxo logo maior quantidade desse fluido na bandeja causando aumento e transbordamento do fluido da bandeja em tempo menor que o normal.

Nível da base: aumenta pois quanto maior a vazão de refluxo as vazões de retirada de produto de base para refervedor e para fora do processo continuam a mesma e com excesso de refluxo chegando o nível da base tende a aumentar.

Vazão de entrada: permanece constante.

Temperatura do topo: diminui pois o refluxo é um produto frio que tende a manter a temperatura de topo em determinado valor, logo com a abertura da válvula de água do condensador a temperatura dele tende a ser menor que a esperada e quando ele vai ao topo da torre a temperatura de topo diminui.

Temperatura da base: diminui pois o refluxo é um produto frio e com a abertura da válvula de água do condensador a temperatura dele tende a ser menor que a esperada e quando ele vai a torre que chega a base interfere na temperatura do produto de base logo a temperatura da base diminui.

Temperatura da bandeja: diminui pois o refluxo é um produto frio e com a abertura da válvula de água do condensador a temperatura dele tende a ser menor que a esperada e quando ele vai ás bandejas provoca uma diminuição da temperatura do fluido que se encontrava sobre ela.

12.        Fechamento total da válvula de água do trocador de calor condensador:

Densidade do produto de base: aumenta pois o fechamento dessa válvula impede a condensação do produto de saída do topo da torre que originaria o refluxo. Assim o produto volta em forma de gás para a torre e como é volátil demais e não vai encontrar nenhuma diminuição de temperatura que o torne liquefeito, ele não desce logo a base fica somente com produtos mais densos e sua densidade aumenta.

Densidade do produto de topo: diminui pois o produto de topo se misturará com o gás leve que retorna no lugar do refluxo e sua densidade diminuirá. (mas se a temperatura aumenta partículas intermediária não vão chegar ao topo o tornando mais denso?)

Densidade do produto das bandejas: aumentará pois como não há refluxo a temperatura interna da torre tende a aumentar  e partículas intermediárias e densas podem adquirir energia térmica suficiente para ir a bandejas superiores a que devem ficar aumentando a densidade das mesmas.

Nível das bandejas: diminui pois com o aumento da temperatura da torre e com a ausência de refluxo uma parte maior do produto da bandeja tende a se vaporizar e seu nível tende a diminuir.

Nível da base: diminui pois com a falta de refluxo e a retirada de produto da base constante a tendência do nível de base é diminuir.

Vazão de entrada: permanece constante.

Temperatura do topo: aumenta pois o produto que deveria originar o refluxo não foi condensado ou ao menos resfriado e os vapores do produto de base continuam subindo e aumentando a temperatura de topo da torre.

Temperatura da base: aumenta pois com a ausência de refluxo não há fluido frio ara “compensar” (resfriar) o aquecimento do produto de base sofrido nos trocadores de calor aquecedor e refervedor logo a temperatura da base tende a aumentar ao invés de ficar constante.

Temperatura da bandeja: aumenta pois a temperatura do produto de base aumenta, o que significa vapor acima da temperatura, há a ausência de refluxo, ou seja, nada para resfriar as bandejas, logo a temperatura dos fluidos das bandejas aumenta.

  

13.        Abertura total da válvula de retirada do produto de topo do processo:

Densidade do produto de base: aumenta pois a quantidade de refluxo que chegará a base será menor que a esperada logo poucos produtos leves chegarão a base o que aumentará a densidade de seu produto.

Densidade do produto de topo: aumentará pois como a quantidade de refluxo vai diminuir fazendo com que menos refluxo se misture ao produto de topo, a densidade dele aumentará.

Densidade do produto das bandejas: aumentará pois com menor circulação de refluxo a temperatura da torre aumentará e mais partículas de produtos intermediários e densos conseguirão a energia térmica necessária para que elas migrem para uma bandeja superior, porém indevida a elas o que aumenta a densidade do produto das bandejas.

Nível das bandejas: diminui pois embora haja refluxo sua vazão é reduzida e insuficiente para evitar maior evaporação das partículas dos fluidas da bandeja devido ao aumento de temperatura e acarrete a diminuição do nível das bandejas;

Nível da base: diminui pois embora haja refluxo sua vazão é insuficiente para compensar, juntamente com a entrada de carga, as retiradas do produto de base e evitar a diminuição do nível da base.

Vazão de entrada: permanece constante.

Temperatura do topo: aumenta pois uma das funções do refluxo é regular a temperatura de topo, e como sua vazão está reduzida a temperatura do topo sobe.

Temperatura da base: aumenta devido a pouca quantidade de refluxo que chega até a base fazendo com que a temperatura da base saia de sua constante e aumente.

Temperatura da bandeja: aumenta pois embora haja refluxo sua vazão é reduzida e insuficiente para evitar maior evaporação das partículas bem como o aumento da temperatura na torre e nas bandejas.

  

14.        Fechamento total da válvula de retirada do produto de topo do processo:

Densidade do produto de base: diminui pois com o aumento da vazão de refluxo, pelo tubo de saída do produto de topo indevidamente, mais produto leve se dirige a base e a densidade de seu produto diminui.

Densidade do produto de topo: diminui pois com o excesso de refluxo se misturando ao produto de topo sua densidade se reduz.

Densidade do produto das bandejas: diminui pois com o excesso de refluxo se misturando ao produto de cada bandeja sua densidade se reduz.

Nível das bandejas: aumenta devido a elevada vazão de refluxo.

Nível da base: aumenta devido a maior vazão de refluxo.

Vazão de entrada: permanece constante.

Temperatura do topo: diminui pois o refluxo em excesso consegue manter o topo com uma temperatura menor que a desejada apresar da constante chegada de vapor.

Temperatura da base: diminui pois o excesso de refluxo altera a temperatura do produto de base colocando-a em um valor abaixo do esperado.

Temperatura da bandeja: diminui em virtude do excesso de refluxo que circula em sua suérfície.