ANÁLISE HAZOP

A seguinte tabela 46 apresenta os resultados da análise HAZOP.

73 Tabela 41 - Análise HAZOP da corrente de acetona pelo forno.

PALAVRA-GUIA VARIÁVEL CAUSAS POSSÍVEIS CONSEQUÊNCIAS

POSSÍVEIS

PROTEÇÕES DO SISTEMA

MEDIDAS CORRETIVAS

Mais Temperatura

1. Falha do laço de controle da temperatura de saída da acetona.

2. Baixa vazão da acetona através do forno por falha na bomba.

Decomposição apreciável da acetona e aquecimento dos gases da exaustão, ambos devidos ao aumento de temperatura.

1. Nenhuma.

2. O TC-03 detectaria o erro e regularia a vazão de combustível.

1. Encravamento SE-5 no combustível por alta temperatura dos gases de exaustão.

Menos Temperatura

Falha do laço de

controle da temperatura de saída da acetona.

Perda de rendimento e produtividade devido à diminuição da cinética da reação.

Nenhuma Instalar TAL na saída de acetona.

Não / menos Vazão

1. Falha na bomba de carga.

2. Falha elétrica que afete as duas bombas.

Aumento da temperatura nos tubos do forno com perigo de formação de incrustações nos tubos ou rompimento dos tubos.

1. O PSL-1 ativará a bomba de reserva.

2. Nenhuma.

2. Encravamento SE-1 no combustível por baixa vazão de acetona.

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PALAVRA-GUIA VARIÁVEL CAUSAS POSSÍVEIS CONSEQUÊNCIAS

POSSÍVEIS

PROTEÇÕES DO SISTEMA

MEDIDAS CORRETIVAS

Mais Vazão Não se aplica. - - -

Inverso Vazão Não se aplica. - - -

Mais Pressão

1. Válvula de retenção foi bloqueada.

2. Obstrução dos tubos por deposição de incrustações.

Danos ao sistema de bombeamento, pois está bloqueado apesar de estar funcionando, alcançando a pressão de shutoff.

1 e 2. Válvula de alívio e tubulação de descarga da bomba dimensionadas à pressão de projeto de shutoff.

1. Encravamento SE-2 na bomba por pressão muito alta

Menos Pressão Rompimento do tubo dentro do forno.

Vazamento de acetona gasosa dentro do forno, promovendo queima descontrolada. A possível queda de pressão pode ativar a bomba reserva

desnecessariamente.

Nenhuma.

Instalar sensor-transmissor de diferença de vazões mássicas com encravamento.

Outra Composição Não se aplica. - - -

75 Tabela 42 - Análise HAZOP da corrente de combustível (fuel oil) ao forno.

PALAVRA-GUIA VARIÁVEL CAUSAS POSSÍVEIS CONSEQUÊNCIAS POSSÍVEIS PROTEÇÕES

DO SISTEMA

MEDIDAS CORRETIVAS Mais Temperatura Não se aplica.

Menos Temperatura Não se aplica.

Não / menos Vazão

Falha no laço de controle da temperatura de saída da acetona do forno, com fechamento da válvula.

Diminuição, com possível

extinção, da chama do forno. Nenhuma.

Instalar um medidor de pressão com alarme PAL após válvula FCV-02.

Mais Vazão

Falha no laço de controle da temperatura de saída da acetona do forno, com abertura da válvula.

Aumento da temperatura nas tubulações do forno com possibilidade de incrustar e romper os tubos.

Nenhuma.

Medida corretiva já adotada (aumento da temperatura na corrente de acetona).

Inverso Vazão Não se aplica.

Mais Pressão Não se aplica

Menos Pressão Rompimento da tubulação de combustível.

Diminuição, com possível

extinção, da chama do forno. Nenhuma.

Medida corretiva já adotada (baixa vazão na corrente de combustível).

Outra Composição Não se aplica.

76 Após a análise HAZOP, o diagrama de fluxo da instalação apresentado

anteriormente foi modificado, implantando as medidas corretivas adotadas da seguinte maneira:

 Sistema de encravamento SE-5 na saída dos gases de exaustão que, por um aumento na sua temperatura, fecha a entrada de combustível. Esse encravamento é independente do controle de temperatura da saída de acetona do forno e atua no caso desse falhar. Finalmente, ele também solucionará um possível aumento na vazão de combustível.

 Alarme de baixa temperatura (TAL) na tubulação de saída da acetona para o caso do laço de controle falhar e resultar na diminuição da vazão de combustível, o que consequentemente diminuiria a temperatura da corrente de acetona.

 Sistema de encravamento SE-1 na corrente de acetona que, ao detectar sua baixa vazão, fecha a entrada de combustível.

 Sistema de encravamento SE-2 na corrente de acetona após a bomba que, ao perceber pressão excessiva na descarga, a desligue.

 Sensor-transmissor de diferença de vazões mássicas de entrada e de saída do forno (FDT) com sistema de encravamento SE-3 que, ao detectar diferença de vazão (que causaria uma diminuição da pressão), fecha a corrente de acetona, encerrando o vazamento. Concomitantemente, a ação do PSL-1 é desativada, para que a bomba reserva não seja desnecessariamente ativada.

 Alarme de pressão baixa (PAL) após válvula FCV-02 para sinalizar uma baixa vazão ou pressão de combustível.

As correções tomadas aprimoram o sistema de controle e segurança do forno através da redundância de sinais que atuam no encravamento das correntes de combustível e acetona, que são os pontos críticos do processo. Assim, garante a proteção da instalação de qualquer falha que se produza nos laços de controle.

77 O diagrama corrigido de fluxo de instalação para o forno F-1 encontra-se na Figura 14

Figura 14 - Diagrama de fluxo de instalação.

7.6.1 Reator PFR

A reação de conversão de acetona em etenona é uma reação endotérmica e o reator PFR (R-1) é adiabático, o que significa que a temperatura do reator não atingirá níveis perigosos de operação. Por esse motivo não existe nenhum laço de controle no reator, apenas é monitorado a temperatura e pressão em seu interior.

7.6.2 Coluna de Destilação

A temperatura da coluna (C-1) é medida em vários pontos e controlada através do refervedor (E-4). O sistema de controle do refervedor é um controle em cascata que leva em consideração a temperatura da coluna e a vazão de vapor de aquecimento. Foram escolhidos controladores PID. A válvula de controle de vapor de aquecimento, FCV-08 é do tipo Fail-Close, pois, no caso de uma falha, deve-se parar o fornecimento de calor à torre.

No topo da coluna, a pressão é controlada por um laço de controle em cascata que regula a vazão de vapor que sai do pulmão, através da válvula de controle FCV-05.

Associado a esse laço é instalado um alarme de pressão alta e um encravamento por pressão muito alta, SE-06, que atua na válvula FCV-08 cortando a vazão de vapor no refervedor.

78 O condensador (E-3), por ser um condensador parcial e utilizar

apenas calor latente de fusão da amônia (líquido de arrefecimento), possui apenas indicadores de temperatura e pressão. A válvula de controle FCV-04 pertence ao laço de controle em cascata que controla o nível do pulmão (C-2), fornecendo maior vazão de amônia quando se detecta uma diminuição no nível e uma menor vazão quando se detecta um aumento no nível. No controle do nível do pulmão são instalados alarmes de nível baixo (LAL), para evitar o enchimento e transbordamento, e de nível alto (LAH), para evitar a cavitação da bomba P-2. A válvula FCV-04 é do tipo Fail-Open.

O controle do refluxo de topo é feito por um laço de controle de realimentação simples, sendo escolhido um controlador PI. É colocado um alarme de baixa vazão e um encravamento para muito baixa vazão no refluxo, SE-07, que atua fechando a válvula FCV-08, de forma redundante ao encravamento SE-06.

Tanto a coluna quanto o pulmão possuem válvulas de segurança para alívio de pressão.

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