Controle de Pressão em Equipamentos Industriais

Nesta aula, traremos um exemplo de controle de pressão extraído de Campos e Teixeira (2010). A coluna de destilação é um processo muito comum na indústria. A função da coluna é separar componentes que entram na coluna (chamados componentes da corrente de entrada da coluna) em dois componentes, sendo que um deles sairá pelo topo da coluna e o outro sairá pelo fundo da coluna.

Tomemos como exemplo uma coluna de destilação que receba como entrada uma corrente de hidrocarbonetos que contenham:

• C2 - Entano (pequena quantidade)
• C3 - Propano (pequena quantidade)
• C4 - Butano ou gás liquefeito de petróleo (em grande quantidade)
• C5+ - Pentanos ou gasolina natural (em grande quantidade)

O objetivo dessa coluna, chamada desbutanizadora, é separar esses componentes deixando no topo o máximo possível de C4 e no fundo o máximo possível de C5+. O C4 ou GLP é vendido na forma de botijões de gás para os consumidores. A composição desses componentes é fiscalizada pela Agência Nacional do Petróleo (ANP) e precisa estar dentro de rigorosas especificações.

Para tanto, é preciso medir essas especificações. O equipamento que realiza tal medida é chamado de cromatógrafo. Esses equipamentos costumam ser caros e de difícil manutenção, dificultando seu uso. Entretanto, sabe-se que a composição desses produtos está relacionada com sua temperatura. A pressão está correlacionada com a composição e a temperatura. Assim, se a pressão e a composição forem bem conhecidas, então existe um perfil de temperatura na coluna que garante a composição dos produtos do topo e do fundo. Portanto, é imprescindível controlar a pressão nesses processos.

Você pode observar na Figura 3 que há um controle de pressão do reservatório (denominado de PIC). Esse esquema de controle é chamado de controle de pressão com condensação parcial. Nesse caso, apenas uma parte dos vapores no topo da coluna é condensada e continua a existir uma corrente de gases no vaso de topo da coluna. A válvula de controle (comandada pelo controlador de pressão) atua na retirada do gás no topo da coluna.

Clique a seguir e veja algumas aplicações que envolvem o controle de pressão.