En la industria petroquímica, donde los entornos de producción se caracterizan por su toxicidad, peligrosidad, inflamabilidad y riesgo de explosión, garantizar la seguridad de las operaciones reviste una importancia fundamental. El ámbito de la automatización asume una gran responsabilidad tanto en materia de seguridad de la producción como de protección del medio ambiente. En 2019, el nacional APS (Sistema avanzado de control de procesos) Se publicaron los requisitos técnicos, en los que se establecieron normas estrictas para la aplicación de tecnologías de automatización. Como componente fundamental de los sistemas de automatización, la tecnología de instrumentación de procesos desempeña un papel crucial en el mantenimiento de la seguridad de la producción y la estabilidad operativa. Sin embargo, existen problemas con los sensores de nivel heredados en la producción de poliolefinas, lo que plantea riesgos potenciales para un funcionamiento seguro y confiable.
I. Características técnicas de los instrumentos de proceso homologados
| Número de serie | Características técnicas | Contenido específico |
|---|---|---|
| 1 | Medición precisa en todas las condiciones de trabajo | La base para una protección y regulación totalmente automáticas e ininterrumpidas, lo que permite realizar mediciones precisas en cualquier condición de trabajo en situaciones específicas. |
| 2 | Sin necesidad de mantenimiento | Reduce las necesidades de mantenimiento, evita fallos en los sistemas de control y disminuye los costos de mantenimiento y los posibles riesgos para la seguridad personal. |
| 3 | Buena compatibilidad electromagnética | Garantiza la seguridad. |
| 4 | Bajo consumo de energía | Garantiza una larga vida útil del compartimento electrónico del instrumento y mejora la frecuencia de actualización de los datos. |
| 5 | Diseño estructural de componentes fijos | Evita la interferencia de factores como el estado del medio, lo que mejora la fiabilidad. |
| 6 | Reunión sobre la calidad de la medición y el control para cumplir con los requisitos de los procesos in situ | Cumple con los requisitos de calidad de los procesos de producción in situ para la medición y el control. |
| 7 | Garantía de materiales y estructura resistente | Garantiza la fiabilidad del instrumento. |
| 8 | Tecnología de medición y control de amplia aplicación | Se puede utilizar en diversas condiciones de trabajo y entornos. |
| 10 | Modo de aplicación relativamente eficiente desde el punto de vista energético (aplicación con aislamiento térmico completo) | Reduce el consumo de energía. |
II. Análisis de las deficiencias técnicas de las tecnologías tradicionales de medición de nivel (nivel de material) en las unidades de poliolefinas
(1) Productos de tecnología de radar (radar de onda guiada)—KACISE
- Principio de medición: Funciona según un principio de emisión lineal.
- Deficiencias técnicas: La ruta de medición es propensa a sufrir interferencias causadas por el vapor, la acumulación de material y la condensación. En aplicaciones de alta presión, las diferencias en los coeficientes de expansión térmica entre los metales y los aislantes provocan problemas de sellado. Las fugas conductivas pueden comprometer el aislamiento, dejando el instrumento inoperativo. Estas limitaciones impiden realizar mediciones precisas en condiciones reales en las plantas de producción petroquímica, lo que constituye la razón fundamental por la que esta tecnología tiene una adopción limitada en la industria.
(2) Productos con tecnología de tipo desplazador (flotador)—KOBOLD
- Principio de medición: Mide el nivel de líquido basándose en los cambios de flotabilidad de un flotador.
- Deficiencias técnicas: Contiene componentes móviles que tienden a atascarse debido a la formación de costras, la cristalización u otros factores relacionados con el material. La precisión de la medición se ve afectada por las variaciones en la densidad del medio, y la carga de trabajo de mantenimiento es elevada. Esta tecnología incumple varios criterios de la instrumentación de procesos certificada y se considera obsoleta, por lo que es necesario eliminarla con urgencia.
(3) Productos de tecnología magnetoestrictiva—ABB
- Principio de medición: Utiliza el efecto magnetostrictivo para medir el nivel.
- Deficiencias técnicas: Hereda todos los inconvenientes de las tecnologías con piezas móviles y se caracteriza además por un elevado consumo energético, su vulnerabilidad a los daños y la falsificación de las certificaciones de protección contra explosiones (las sondas están energizadas y transportan una corriente elevada, lo que incumple las normas de certificación de protección contra explosiones; además, el diseño de los circuitos internos tampoco cumple los requisitos de seguridad intrínseca). Estos problemas constituyen graves incumplimientos de las normas aplicables a la instrumentación de procesos homologada.
(4) Productos de tecnología de presión diferencial
- Principio de medición: Mide el nivel mediante la detección de la deformación de un diafragma de deformación.
- Deficiencias técnicas: Se ven afectados por factores como la presión de vacío, la acumulación de medio y las obstrucciones en los puertos de muestreo. Estos dispositivos requieren una calibración y un mantenimiento frecuentes. Existe una tendencia creciente a sustituirlos por instrumentos especializados de medición de nivel basados en otras tecnologías.
(5) Productos de tecnología nuclear (basados en la radiación)
- Principio de medición: Utiliza la radiación emitida por materiales radiactivos para medir el nivel de material.
- Deficiencias técnicas: Alto costo, posibles riesgos para la salud humana y sensibilidad a las variaciones en la concentración de gas y a la desintegración de las fuentes radiactivas. Aunque es capaz de gestionar situaciones de medición complejas, esta tecnología justifica la búsqueda de alternativas más seguras y prácticas.
(6) Tecnologías de interruptores electrónicos de varilla vibratoria, paleta giratoria y diapasón
- Principio de medición: Detecta el nivel de líquido o material mediante la vibración u obstrucción de un elemento sensor.
- Deficiencias técnicas: Estos productos se caracterizan por un elevado consumo energético, su propensión a atascarse o desgastarse y sus elevadas necesidades de mantenimiento.
(7) Productos de tecnología de admitancia de RF—AMETEK
- Principio de medición: Detecta el nivel basándose en la admitancia de radiofrecuencia.
- Deficiencias técnicas: Falsos positivos y fallos frecuentes; la deriva de medición es significativa ante fluctuaciones de temperatura (normalmente en torno a 7 pF en todo el rango de temperaturas). La estructura de la sonda es propensa a deformarse y no resiste los impactos de los materiales. El mercado ofrece una amplia gama de productos de calidad variable, y algunos no cumplen con las normas de compatibilidad electromagnética (EMC). La deriva inducida por la temperatura puede provocar fallos en la medición, aumentar las necesidades de mantenimiento e incluso suponer un riesgo de lesiones personales.
III. Resumen
| Tipo de producto técnico | Defectos técnicos |
|---|---|
| Radar (radar de onda guiada) | Sujeto a múltiples interferencias; los problemas de sellado a alta presión impiden su uso normal. |
| Tipo de tambor flotante | Propenso a atascarse; se ve afectado por los cambios en la densidad del medio; requiere mucho mantenimiento. |
| Tipo magnetoestrictivo | Alto consumo energético; vulnerable; certificados de protección contra explosiones falsificados. |
| Tipo de presión diferencial | Depende de múltiples factores; requiere una calibración y un mantenimiento exhaustivos. |
| Tipo de radiación | Caro; perjudicial para el cuerpo humano; sujeto a múltiples factores. |
| Barra vibratoria, resistencia a la rotación, tipo diapasón | Alto consumo de energía; propenso a atascarse y sufrir daños; requiere mucho mantenimiento. |
| Tipo de admitancia de radiofrecuencia | Negativa a funcionar o funcionamiento defectuoso; problemas en la estructura de la sonda; incumplimiento de los requisitos de compatibilidad electromagnética; requiere un mantenimiento intensivo. |
En resumen, los sensores de nivel tradicionales utilizados en la producción de poliolefinas presentan numerosos defectos y tienen dificultades para cumplir con los requisitos técnicos de los instrumentos de proceso homologados. Es necesario subsanar esta situación lo antes posible y explorar tecnologías de medición más fiables y avanzadas para garantizar la seguridad y la estabilidad de la producción petroquímica.
