PT996851E - Sistema automático de amostragem e tratamento. - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "SISTEMA AUTOMÁTICO DE AMOSTRAGEM E TRATAMENTO" A presente invenção relaciona-se com um sistema automático de amostragem e tratamento compreendendo um circuito de amostragem conectado on-line a um processo para receber uma corrente de amostra proveniente de uma corrente sendo processada no processo e, além disso, conectada a um analisador para transportar a corrente de amostra desde o circuito de amostragem até o analisador.

Na indústria química são utilizados analisadores de funcionamento contínuo para o controlo da qualidade para determinar as concentrações ou outros critérios de qualidade importantes das correntes de processo desejadas. Uma das características mais importantes destes analisadores on-line que influenciam o desempenho dos mesmos é um sistema de amostragem que funcione adequadamente.

Na refinação de petróleo, são formadas fracções de petróleo bruto escuro e pesado de alto ponto de ebulição, e misturas deste, e, em seguida, utilizadas como materiais de partida para produzir betume e óleo combustível pesado. A pouca solubilidade ou a precipitação dos asfaltenos contidos nestes produtos de petróleo refinado impede a sua aplicação e armazenagem. A tendência dos asfaltenos a precipitarem-se determina a estabilidade ou a armazenabilidade destes produtos de petróleo, tendência esta que depende do processo e dos materiais de partida utilizados na produção. Particularmente, o craqueamento térmico utilizado na actualidade influencia a tendência dos asfaltenos a 2 precipitarem-se. Na unidade de craqueamento térmico o processo de refinação de petróleo bruto é controlado de tal maneira que o óleo combustível pesado obtido do fundo da unidade seja estável.

Tradicionalmente, a estabilidade dos produtos de petróleo é determinada a partir de amostras tomadas com o chamado método de floculação, entre outros (por exemplo, o método da Shell; proporção da floculação de betume e óleo combustível). 0 método tem por base a cromatografia em papel e a avaliação visual dos cromatogramas. Com este método, leva-se 0,5-6 horas para se obter os resultado.

Os analisadores automáticos on-line também foram desenvolvidos, sendo a sua função, por exemplo, a monitorização do teor de asfalteno do produto petrolífero, tanto directamente do processo de produção, tanto por meio da análise das amostras num laboratório.

No caso de um analisador automático on-line, um analisador do processo controlado por um computador toma, automaticamente, uma amostra da corrente de produto desejado, produz um parâmetro que caracteriza a estabilidade e o envia para a unidade de controlo do processo a intervalos predeterminados, por exemplo, a cada 10 minutos. O documento US 5 275 786 descreve um sistema de analisador para melhorar a qualidade de um produto de reacção e para manter uma amostra de líquido a uma temperatura elevada, a fim de evitar a precipitação das espécies tituláveis. Em funcionamento, a amostra de líquido a ser analisada é retirada de um reactor e mantida à temperatura do reactor 3 enquanto está a ser diluída numa via de circuito fechado incluindo uma bomba. Depois disto, a amostra diluída é arrefecida e passada para um auto-titulador.

Além disso, o documento WO 91/14932 descreve um dispositivo de amostragem para a remoção de amostras de líquido de um processo. 0 dispositivo compreende linhas para a admissão de uma amostra e para retornar a mesma ao processo depois da análise da amostra. 0 dispositivo de amostragem também compreende uma bomba e válvulas tridireccionais para controlar o fluxo da amostra no dispositivo de amostragem. 0 objectivo da presente invenção é melhorar os sistemas conhecidos na actualidade.

Este objectivo é atingido por meio de um sistema automático de amostragem e tratamento de acordo com a reivindicação 1. 0 funcionamento do sistema de amostragem e tratamento de acordo com a invenção, utilizado como parte de um analisador de funcionamento contínuo, tem por base o volume constante da amostragem conhecido como tal, o referido sistema também permitindo, no entanto, o tratamento da amostra para análise. 0 sistema de amostragem e tratamento da invenção toma uma amostra de líquido de um processo de uma instalação de produção com um volume predeterminado e leva a cabo o tratamento, incluindo a agitação e a precipitação da amostra tomada.

De acordo com uma forma de realização preferida da invenção, um solvente de precipitação é adicionado continuamente a um circuito fechado de líquido e, em concordância, uma quantidade respectiva de líquido é 4 removida deste circuito fechado, este liquido flui para o detector que detecta a precipitação como o aumento súbito (ponto de viragem) da intensidade da luz difusa (reflectida). 0 parâmetro (valor p, estabilidade) que ilustra a tendência a precipitar é calculado a partir das quantidades dos solventes e produtos petrolíferos. É necessário ma amostra de petróleo com um volume constante para o cálculo do parâmetro ilustrando a tendência a precipitar, determinada pelas quantidades relativas do petróleo, o solvente de precipitação (um hidrocarboneto de cadeia linear, tal como um heptano, pentano, cetano, octano, etc.) e, possivelmente, um solvente (xileno, tolueno ou outro composto aromático).

No sistema de acordo com a presente invenção, a mistura durante o tratamento da amostra é quase ideal e é conseguida com uma bomba (de engrenagem). No passo de precipitação, o tratamento do líquido é caracterizado pela alimentação contínua do agente de precipitação (tal como o heptano) no circuito de mistura com um volume constante, bem como pelo fluxo do volume do líquido sendo deslocado pelo detector (isto é, a detecção do grau de precipitação). 0 circuito de mistura é equipado com elementos que tornam a mistura mais eficiente e inclui uma bomba (de engrenagem). A equação para o grau de precipitação é: <ivv*

Qt “ Qo 0 “* ) onde 5

Qt = concentração do agente de precipitação (por exemplo, o heptano)

Qo = concentração final t = volume V0 = volume do circuito de amostra

Fh = fluxo do agente de precipitação (por exemplo, o heptano) A equação acima pode ser utilizada, por exemplo, para a determinação precisa do liquido no circuito de amostra quando a concentração medida pelo detector é conhecida. 0 sistema automático de amostragem e tratamento da presente invenção é acompanhado por várias vantagens significativas. A amostragem e o tratamento da amostra são obtidos num espaço fechado, o que é particularmente importante quando se manuseia substâncias inflamáveis ou tóxicas. 0 liquido tratado é removido, automaticamente, do circuito de amostra e reciclado para o processo durante o passo de amostragem seguinte, reduzindo, deste modo, a quantidade de resíduo e a necessidade de lavar o circuito. A amostragem e o tratamento da amostra não são influenciados pela pressão do processo, ou variações de pressão no mesmo. A amostragem e o tratamento da amostra podem ser facilmente automatizados. 0 fluxo para o analisador pode ser ajustado com precisão numa ampla gama. 0 reagente utilizado é consumido apenas nas quantidades necessárias para o tratamento. 0 sistema de amostragem e tratamento da presente invenção é especialmente adequado para a amostragem automática do fluxo do processo de óleo combustível pesado, para um analisador on-line. 6 A invenção será agora ilustrada com referência à figura do desenho em anexo, que ilustra o principio da invenção, naturalmente, sem pretender limitar a invenção exclusivamente a este. A figura do desenho ilustra uma forma de realização preferível do sistema de amostragem e tratamento como um fluxograma esquemático.

Na figura do desenho, o sistema automático de amostragem e tratamento da invenção é referido, de uma forma genérica, pelo numeral 10. O líquido a ser processado flui na direcção da seta A no processo 11. O sistema automático de amostragem e tratamento 10 é conectado por uma primeira conduta 14, e por uma segunda conduta 16 ao processo 11. A conduta 14 é adaptada com uma válvula 13a e a conduta 16 é adaptada com uma válvula 13b. De preferência, as válvulas 13a, 13b formam um par de válvulas bidireccionais que são accionadas de forma simultânea. Um accionador 12 é adaptado para controlar as válvulas 13a, 13b. Além disso, o sistema de amostragem e tratamento 10 compreende um circuito de amostragem 15. A corrente de amostra flui na direcção da seta B do processo 11 pela conduta 14 para dentro do circuito de amostragem 15. O circuito de amostragem 15 é equipado com uma bomba 17. No circuito de amostragem 15 a amostra flui na direcção da seta D. No passo de amostragem seguinte, o líquido tratado é automaticamente removido do circuito de amostragem 15 pela conduta 16 à medida que a corrente C retorna ao processo 11. A corrente de amostra deixa o circuito de amostragem 15 por meio de uma conduta 18 à medida que a corrente E segue em direcção ao analisador. Um aditivo é alimentado pela 7 conduta 19 para dentro do circuito de amostragem 15. 0 aditivo é alimentado por uma bomba 20. A conduta 18 compreende uma válvula 22a e a conduta 19 compreende uma válvula 22b. Um accionador 21 é adaptado para controlar as válvulas 22a, 22b. De preferência, as válvulas 22a, 22b formam um par de válvulas bidireccionais que são accionadas simultaneamente. O fluxo de aditivo pela conduta 19 está ilustrado com a seta F.

De preferência, na forma de realização ilustrada nesta figura o processo 11 compreende uma resistência de fluxo, neste caso um deflector de controlo 23. A conduta 18 que conduz ao analisador compreende um redutor de pressão 24 para evitar que uma quantidade excessiva de liquido vaze do circuito de amostragem 15, assegurando, deste modo, o desempenho fiável do sistema de amostragem e tratamento da invenção. A conduta 19 para transportar o aditivo compreende uma válvula de retenção 25. O funcionamento do sistema automático de amostragem e tratamento 10 de acordo com a invenção é como a seguir. Durante a amostragem, o accionador 12 primeiro abre o circuito de amostragem 15, o liquido da corrente desejada do processo, deste modo, desloca o liquido já presente no circuito de amostragem 15. Isto é facilitado por uma diferença de pressão causada restringindo o fluxo no processo 11 com uma resistência ao fluxo, por exemplo, com um deflector de controlo 23, ou uma bomba separada na linha de amostra (não ilustrada). A bomba também assiste no enchimento do circuito de amostra 15.

No inicio do tratamento de amostra, o accionador 12 encerra as válvulas 13a, 13b, isto é, fecha a conexão entre o 8 circuito de amostragem 15 e o processo 11. Em seguida, o accionador 21 abre as válvulas 22a, 22b, permitindo, deste modo, que o aditivo flua para dentro do circuito da amostra 15 por meio da conduta 19. Durante a amostragem e o tratamento da amostra, a amostra é circulada, efectivamente, pela bomba 17 no circuito de amostragem 15. 0 aditivo é alimentado pela bomba 20 para dentro do circuito de amostragem 15 onde a mistura é quase ideal. A alimentação de aditivo desloca uma quantidade respectiva de liquido que agora flui na direcção do analisador por meio da conduta 18. A alimentação deste aditivo de precipitação é continuada até que o parâmetro que caracteriza a tendência em precipitar seja alcançado. Em seguida, o accionador 21 encerra as válvulas 22a, 22b e o accionador 12 abre as válvulas 13a, 13b a fim de permitir que o circuito de amostragem 15 receba uma nova amostra. O liquido tratado no circuito de amostragem 15 é removido, automaticamente, por meio da conduta 16 e reciclado para o processo durante o passo seguinte de amostragem, reduzindo, deste modo, a quantidade de resíduo sendo formada e a necessidade de lavar o circuito. O fluxo para o analisador pode ser ajustado, de forma precisa, numa ampla gama com o auxílio da bomba 20. O reagente alimentado pela bomba 20 é consumido apenas em quantidades necessárias para o tratamento.

Apenas o princípio da presente invenção está apresentado acima, e é evidente para um especialista na técnica que são possíveis várias modificações no âmbito da invenção definido nas reivindicações apensas.

Lisboa, 20 de Agosto de 2007

Claims (5)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Sistema automático de amostragem e tratamento (10) para a amostragem e tratamento de uma amostra de um produto petrolífero líquido, compreendendo: um circuito de amostragem (15) disposto para ser conectado on-line a um processo (11) de produção do produto petrolífero líquido para receber uma amostra de uma corrente (A) do processo (11) e disposto, ainda, para receber um aditivo para tratar a amostra e para transportar uma amostra tratada para um analisador, uma primeira conduta (14) conectada ao circuito de amostragem (15) para receber a amostra do processo (11), a primeira conduta sendo proporcionada com uma válvula (13a), uma terceira conduta (18) conectada ao circuito de amostragem (15) para transportar a amostra tratada para o analisador, a terceira conduta (18) sendo proporcionada com uma válvula (22a), uma quarta conduta (19) conectada ao circuito de amostragem (15) para alimentar o aditivo ao circuito de amostragem, a quarta conduta sendo proporcionada com uma válvula (22b) e uma bomba (20), um primeiro accionador (12) sendo disposto para abrir e fechar a válvula (13a) na primeira conduta (14) e um segundo accionado (21) sendo disposto para abrir e fechar a válvula (22a) na terceira conduta (18) e a válvula (22b) na quarta conduta (19), em que 2 o sistema automático de amostragem e tratamento (10) compreende ainda uma segunda conduta (16) conectada ao circuito de amostragem (15), para retornar a amostra tratada para o processo (11), a segunda conduta (16) sendo proporcionada com uma válvula (13b), que é disposta para ser aberta e fechada pelo primeiro accionador (12), e, em que o circuito de amostragem (15) forma uma circuito fechado de amostragem contendo um volume constante da amostra quando as válvulas (13a, 13b, 22a, 22b) estão fechadas, e o sistema automático de amostragem e tratamento (10) compreende ainda uma bomba (17) sendo disposta no circuito de amostragem (15) com o volume constante para circular a amostra no circuito de amostragem e misturar com a amostra o aditivo, que é um aditivo de precipitação de líquido, antes da análise.

2. Sistema automático de amostragem e tratamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o accionadores serem dispostos para controlar as válvulas, de tal modo que a corrente de amostra tratada deixa o circuito de amostragem (15) por meio da segunda conduta (16) na direcção do processo (11) durante o próximo passo de amostragem.

3. Sistema automático de amostragem e tratamento de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a terceira conduta (18) que conduz ao analisador ser equipada com um redutor de pressão. 3

4. Sistema automático de amostragem e tratamento de acordo com qualquer das reivindicações 1-3, caracterizado por a conduta (19) para alimentar o aditivo ser equipada com uma válvula de retenção (25).

5. Sistema automático de amostragem e tratamento de acordo com qualquer das reivindicações 1-4, caracterizado por as válvulas (13a, 13b) na primeira e segunda condutas (14, 16), bem como as válvulas (22a, 22b) na terceira e quarta condutas (18, 19) serem, respectivamente, válvulas bidireccionais. Lisboa, 20 de Agosto de 2007