Química

El amoniaco vaporizado se usa en sistemas de reducción catalítica y no catalítica para control de emisiones. Se inyecta amoniaco en el flujo de gas de chimenea y actúa como agente reductor. También se usa para mejorar la eficiencia del precipitador para control de partículas. El amoniaco puro se almacena en un tanque a presión entre 25 a 30 psig. Los requerimientos de almacenaje para amoniaco acuoso son de tras a cuatro veces las del amoniaco puro. Reto La liberación accidental a la atmósfera de vapor de amoniaco puro puede ser peligrosa, por lo que pueden requerirse medidas de seguridad y ambientales que afecten al controlador de nivel seleccionado.

Después de la desalinización, el petróleo crudo entra a la columna de destilación donde la destilación fraccional separa los hidrocarburos en flujos separados, cortes o fracciones. Para la operación optima de la columna de destilación, los controladores de nivel deben lidiar con la aparición de espuma, burbujas y temperaturas de moderadas a altas. Reto Los vidrios de nivel y sistemas de desplazador montados en cámaras externas han proporcionado tradicionalmente la medición de nivel en destilación. Hoy, el radar adaptado a las cámaras existentes está ganando popularidad debido a los requerimientos de mantenimiento menos demandantes del radar y su sencillez de adaptación. Las altas temperaturas del producto requieren censores de nivel tolerantes a la temperatura.

Changes a gas or vapor to a liquid; condensation is employed in the reflux process to improve the efficiency of distillation Challenges Tower vapors are condensed prior to entering an accumulator (reflux drum) where level can assist controlling tower pressure

Los depuradores eliminan los olores, los contaminantes, los gases ácidos y los desechos químicos del aire y de las corrientes de líquidos o del biogás. En un depurador húmedo, la corriente contaminada fluye a contracorriente de agua o una sustancia química líquida, que elimina el componente indeseable del gas o líquido. La depuración química generalmente requiere grandes cantidades de productos cáusticos. Reto La supervisión precisa del nivel de agua en el recipiente de depuración requiere un control para alimentar la cantidad correcta de agua de reposición al depósito de reciclaje. Situado en la carcasa del depurador húmedo, el dispositivo de control de nivel para el control de salida de agua debe estar equipado con una alarma de nivel.

La extracción líquido – líquido (LLX), extracción de solvente o división, es un procedimiento de separación selectiva para aislar y concentrar una substancia valiosa de una solución acuosa usando un solvente orgánico. El LLX puede servir como una alternativa cuando la destilación no es efectiva. El LLX se usa en procesos farmacéuticos, agrícolas y de alimentos química orgánica e inorgánica, hidro-metalurgia y fragancias. Reto: En la extracción del tipo mezclador-asentador, los tanques de alimentación y solvente se monitorea en nivel. El solvente y la alimentación se mezclan completamente en una cámara de mezcla-asentamiento y la mezcla se cambia a una cámara de separación donde se asienta en fases ligera y pesada. Las fases separadas se monitorean y se separan con controladores de nivel de interfase.

Heat Recovery Steam Generator (HRSG) from cracked gases for additional steam and power generation Challenges Improving heat rate efficiency through feedwater heater level control Utilities steam and condensate recovery system Optimizing makeup water treatment, energy management, steam generation cycle, condensate and waste heat recovery

Desde ingredientes farmacéuticos activos (APIs) hasta inhibidores de corrosión de fase de vapor (VCIs), cualquiera de miles de aditivos y agentes pueden ser inyectados al flujo de proceso en una industria dada para alterar o conferir nuevas propiedades al producto o mejorar las dinámicas de proceso. Los sistemas de inyección y sistemas de patines químicos ofrecen un amplio rango de opciones de control de dosis. Reto Un sistema de inyección química típicamente consiste de uno o mas tanques o contenedores de suministro químico, un tanque de medición, un contenedor con mezclador (si se requiere), una bomba variable y controladores de proceso. Los tanques químicos y paquetes de patines químicos requieren monitoreo de nivel para asegurar que los tanques no se desborden o se queden sin alimentación química.

El nitrógeno, el gas comercial más utilizado, es el gas ideal para los mantos en tanque cuando se inyecta en el espacio libre superior en un tanque de almacenamiento. Evita la ignición de líquidos inflamables, inhibe la pérdida de gases y protege los químicos, productos farmacéuticos y alimentos de la degradación del oxígeno y la humedad. El nitrógeno también se usa como agente de purga y en aplicaciones criogénicas. Reto La medición de flujo másico monitoreará el uso de nitrógeno como gas de manto en tanques. Un medidor de flujo másico puede rastrear el uso como una medida de control de costos y determinar cuándo, dónde y quién utiliza el gas. El monitoreo de flujo de las líneas de alimentación puede prevenir condiciones inseguras que pueden surgir cuando el suministro de gas es insuficiente.

El nitrógeno se usa comúnmente como gas de manto en tanques para evitar la ignición de líquidos inflamables, proporcionar una barrera al oxígeno y la humedad, inhibir la pérdida de gases y mantener el equilibrio de presión de un tanque. El nitrógeno es el gas más utilizado para aplicaciones de mantos en tanques. Los sistemas de nitrógeno son prominentes porque son fáciles de usar y requieren poco o ningún mantenimiento. Reto Un medidor de flujo másico puede rastrear el uso de nitrógeno como una medida de control de costos y determinar cuándo, dónde y quién utiliza el gas.

Para proteger recursos acuáticos naturales, las aguas residuales industriales deben neutralizarse de modo que no sean ácidas ni alcalinas antes de ser desehechados. El proceso de neutralización tiene lugar en un tanque donde se agregan soluciones acuosas ácidas o alcalinas al agua residual. El ácido sulfúrico, el hidróxido de sodio y el carbonato de calcio son los más comúnmente utilizados. Reto El nivel se mide en los tanques de neutralización y regeneración química, que generalmente implican agitación y productos químicos agresivos. Idealmente, el sistema de monitoreo del nivel del tanque debería ser fácilmente extraíble para una limpieza frecuente. Los sensores de nivel de contacto deben ser del tipo barra única para evitar la acumulación de medios en las sondas.

En términos de tonelaje anual, la cal es la primera de entre los químicos de tratamiento para agua. La cal se usa para ajuste de pH, eliminación de fosfato, acondicionamiento de lodo y bio-sólidos y en asociación con otros químicos para precipitación. La cal se mezcla inicialmente con agua en reductores de cal para formar una emulsión llamada cal ablandada. La cal ablandada se añade a agua cruda para formulación bajo condiciones controladas con cuidado. Reto Regularmente contenida en tanques agitados, la emulsión de cal es ligeramente abrasiva, y puede ser corrosiva dependiendo de los otros químicos involucrados. El censado de nivel por contacto debe usar sondas de varilla única para evitar acumulación del medio.

Las mezclas de gasolinas requieren un control de nivel de los diferentes componentes, mezcla en línea, almacenamiento de aditivos, sistemas de dilución y sistemas de inyección. Las mezclas consisten de diversos tipos de gasolinas, alquilados, reformados, benceno, tolueno y xileno. Los aditivos incluyen aceleradores de octanos, desactivadores de metales, agentes antioxidantes, inhibidores de gomas y óxido además de detergentes. Desafío El nivel normalmente se mide solo para el control de inventario y, en algunos casos, para transferencia de custodia. La precisión de la indicación de nivel requerida varía. Si el nivel se usa solo para el control de inventario interno, se puede usar una medida menos precisa. Si el nivel se usa para transferencia de custodia, se requerirán mediciones muy precisas

Los agentes químicos empleados en procesos de campo incluyen aditivos para fluidos de perforación, inyección de metanol para estimulo de reserva, inyección de glicol para inhibición de hidratos, químicos para tratamiento de agua producida, inhibidores de corrosión y espuma, de-emulsificantes, químicos para eliminación de sal y agentes de reducción de arrastre (DRAs). Los químicos se administran frecuentemente por vía de patines de inyección de químicos. Reto El monitoreo de nivel controla el inventario químico y determina cuando los tanques requieren llenado. Aunque la medición precisa viene regularmente de bombas de medición química, es importante que los tanques no se vacíen o se desborden.

Clor-alcalino (CA) se refiere a la fabricación de cloro y sosa cáustica. Estos están entre los 10 químicos producidos a nivel mundial y son ingredientes principales en la fabricación de farmacéuticos, detergentes, desinfectantes, herbicidas, pesticidas y PVC. El cloro y la sosa cáustica están hechos por la electrolisis de agua salada. Reto En el proceso de membrana preferido de CA, los instrumentos de nivel controlan la alimentación de agua salada saturada y agua desmineralizada, y el nivel de líquido cáustico. El control de nivel mantiene un nivel lo suficientemente alto en los compartimientos de ánodo y cátodo para asegurar la saturación de membrana, por ello previene cualquier intercambio de gases vía la membrana en la parte superior de la célula de electrolisis.

Feedstock comes into the plant and goes through the ethylene furnaces (pyrolysis) Once cracked into a variety of hydrocarbons and hydrogen, it immediately begins to recombine into larger molecules To prevent these reactions, the cracked vapor goes through the quench towers to cool using oil or water The largest hydrocarbons are carried with the water into the quench settler or the quench water separation drum (QWSD) Challenges Loss of control of interface will reduce ethylene production due to inefficient quench tower operation As feedstock is increased, more cooling fluids are required The residence time in the settlers needs to be minimal to maintain composition and prevent secondary reactions A quench settler or QWSD that catches the hydrocarbon liquids and water from the quench tower creates an interface in the QWSD and possibly an emulsion layer if too much caustic is added The interface is important to recirculate the quench water from the settler to the tower and not recirculate the hydrocarbons which will reduce productivity and potentially cause fouling of equipment; also applies to quenching oil versus tars and other heavy hydrocarbons If fluid composition negatively changes in the quench tower, less ethylene is produced from the feedstock reducing efficiency and productivity. Regulating an interface level can also aid in using less caustic if quench water is used

Los procesos farmacéuticos, químicos y de polimerización usan tanques reactores para contener las reacciones químicas. La velocidad de reacción química y la calidad del producto se controlan frecuentemente por un intercambiador de calor externo para elevar la temperatura y un sistema criogénico para reducir la temperatura. Los reactores comúnmente contienen impulsores para mezclar el producto. Reto La instrumentación de nivel en un contenedor reactor tipo tanque debe lidiar con diversos y a menudo agresivos productos químicos, agitación, mezclado, espuma en la superficie y variaciones en la presión y temperatura. El monitoreo de bajo nivel en la línea de descarga, monitoreo de alto nivel en el tanque y medición de la interfase espuma/emulsión es muy recomendable.

El método catalítico de convertir compuestos en otros compuestos usa una catálisis química para incrementar el índice de reacción. El catalítico no tiene cambio químico después que la reacción ha ocurrido y puede recuperarse de la mezcla de reacción. Treinta de los cincuenta primeros químicos de producción se crean directamente por catálisis. Reto En el reactor-regenerador de fondo fluidizo (FBRR), un fluido pasa a través del catalítico en velocidades suficientemente altas para suspender el sólido y causar que se comporte como si fuera un fluido. La medición en el tanque de reacción debe lidiar con condiciones de proceso severas. El producto final y, en algunas configuraciones, el catalítico gastado, están el en controlador de nivel.

La fermentación industrial es el proceso de descomponer substancias orgánicas y re-ensamblarlas para producir otros compuestos químicos. Combustibles alternativos como etanol y químicos como metanol y un amplio rango de ácidos pueden desarrollarse usando este proceso. La fermentación química toma lugar en grandes tanques llamados fermentadores en un proceso que puede ser aeróbico o anaeróbico. Reto Dependiendo del tipo de recipiente de fermentación y el medio que se procese, el controlador de nivel regularmente tiene que lidiar con agitación y aireación. Típicamente se generan espuma o burbujas pues los agentes de fermentación tienen propiedades surfactantes. Cuando se procesan ácidos, los controladores de nivel de contacto deben tolerar el medio tan agresivo.

Los rehervidores, o vaporizadores, son intercambiadores de calor que proporcionan calor al fondo de una torre de destilación. Hierven el líquido del fondo de las torres para generar vapores que se devuelven a la torre para conducir el proceso de separación por destilación. El rehervidor puede vaporizar parcial o completamente la corriente que recibe desde la parte inferior de la torre. Reto El exceso de líquidos del rehervidor (fondo o purga) desborda un deflector donde el nivel se controla por medio de un controlador de nivel. Si el nivel de rehervidor es demasiado bajo, afectará la tasa máxima de flujo de producto de fondo que se puede extraer. Un nivel de rehervidor inexacto también puede degradar el control de la composición para configuraciones de control de balance de materiales.

Measuring and ensuring proper liquid levels in your seal pots protects expensive equipment and your brand. Whatever your application, high-quality liquid level instrumentation is crucial. For end-users that means accurate performance, advanced diagnostics, and no calibration necessary regardless of specific gravity changes. For seal pot manufacturers that means a variety of price and performance options, with worldwide safety approvals and simple, easy to stock configurations.

Cuando se requiere la separación de vapor de agua y líquidos, un recipiente separador, un tambor de expansión o un tambor de succión del compresor se emplean en unidades de proceso. El recipiente de separación recibe la mezcla del condensado caliente donde el líquido se separa por gravedad y cae al fondo mientras que el vapor sale por la parte superior. Reto Típicamente, un tanque de recolección ubicado debajo de la cámara de separación recoge el líquido por gravedad empleando un control de nivel de líquido y una válvula de control para regular la cantidad de líquido extraido. El control también mantiene una barrera de vapor mientras descarga el líquido recogido a la misma velocidad de acumulación. En algunos separadores, como los tambores de destello, el nivel de líquido debe mantenerse dentro de un rango extremadamente estrecho para un control muy ajustado.

La mezcla y combinación de ingredientes líquidos es esencial en toda la industria química. Los sistemas en línea y montados sobre patines incluyen mezcla en kotes y continua para formulación y mezcla de diferentes líquidos. Un impulsor con aspas en el recipiente de proceso logra la mezcla de líquidos miscibles. Reto Un sistema de mezclado puede ser tan simple como un recipiente con un agitador y tan complejo como un sistema en patines controlado por un PLC con capacidades de calentamiento, enfriamiento, homogeneización e inyección de vapor. Los controles de nivel monitorean los niveles del tanque y activan alarmas en caso de incidentes de llenado insuficiente o sobrellenado.

Las torres de destilación a gran escala utilizan un sistema de reflujo para lograr una separación de producto más completa. El reflujo es la porción del producto líquido superior condensado de una torre que se recicla hacia la parte superior de la torre donde fluye hacia abajo para proporcionar enfriamiento y condensación de los vapores ascendentes. Reto El tambor de reflujo, o acumulador, sirve como un punto de distribución para el reflujo y el destilado. El líquido condensado sale del tambor de reflujo gracias a un controlador de nivel. El control del nivel en el tambor es crítico para garantizar que la cantidad adecuada de reflujo regrese a la torre de destilación. Una indicación deficiente del nivel de líquido puede causar costosos problemas operativos y la degradación del producto.

Los tambores de sobrecarga se ubican con frecuencia entre unidades de proceso para ayudar a reducir el efecto de las variaciones de la velocidad de flujo entre las unidades de proceso interconectadas. Un nivel bajo en el tambor de puede resultar en capacidad reducida, mientras que un nivel alto puede causar arrastre de líquido hacia el proceso. En una aplicación caracterizada por fluctuaciones de inercia y turbulencia, una señal estable de nivel es altamente deseable. Reto Contrariamente al objetivo de control normal de mantener una medición en un punto de ajuste fijo, el propósito de un control de nivel en el tambor de sobrecarga es amortiguar los cambios en el flujo controlado mientras se mantiene el nivel de líquido en el recipiente entre ciertos límites. Para los tambores de sobrecarga generalmente es más importante permitir que los niveles «fluctúen» para minimizar las variaciones de velocidad del flujo.

Los fabricantes de productos químicos son los principales usuarios de vapor para la limpieza, secado, fermentación, depuración con vapor y recuperación química. La cocción al vapor en sitio ( SIP) es un método ampliamente utilizado para la esterilización en línea de recipientes, válvulas, líneas de proceso y conjuntos de filtros. El vapor se crea en una caldera donde el calor transforma el agua sometida también a presión en vapor. Reto El control del nivel de tambor de la caldera es crítico para una generación de vapor segura y eficiente. El control de nivel del tambor mantiene el nivel a una carga de vapor constante. Un nivel demasiado bajo puede exponer los tubos de la caldera sobrecalentándolos sufriéndo daños. Un nivel demasiado alto puede interferir con la separación de la humedad del vapor lo que reduce la eficiencia de la caldera y transporta la humedad al proceso.

El agua altamente purificada es esencial en el procesamiento de productos altamente purificados y de grado Premium en las industrias química, farmacéutica, de bebidas, cosméticos y electrónicos. La deionización (DI) se usa frecuentemente para eliminar minerales del agua circulando el agua a través de dos fondos separados de ion – cation y anion – seguido de saturación de fondo mezclado. Reto Las múltiples unidades de fondo DI tienen pares de tanques donde un eliminador de gas CO2 opcional puede colocarse entre ellos. Las unidades DI de fondo único incorporan los intercambiadores cation y anion mezclados en un mismo tanque. Además de monitorear agua de alimentación, un controlador de nivel en el tanque mezclador operará la bomba de transferencia para enviar el agua purificada al almacenaje.

La selección de la tecnología de separación de entre 20 variedades líderes depende de la naturaleza del químico, el número de fases y la capacidad, velocidad y eficiencia requeridos. La destilación -separación de substancias basada en diferencias de volatilidad – es el método más ampliamente usado de separación y purificación. Hoy, aproximadamente 40,000 torres de destilación operan en la plantas químicas de los Estados Unidos. Reto La medición de nivel en el fondo de la torre de destilación controla los rangos de producto del fondo. Un control de nivel pobre podría permitir que líquido se acumule en los recipientes de eliminación causando daño y reduciendo la producción. Un nivel muy bajo puede causar cavitación en la bomba. En torres de extracción relacionadas, el control de nivel de interfase proporciona separación óptima de sustancias asociadas.