Abordagem indireta para avaliação de danos em processos químicos com sistemas sensores de dano

Abstract

A dinâmica e a complexidade dos processos industriais são refletidas através das evoluções dos valores de suas variáveis operacionais obtidos via medições em tempo real. Dispositivos de monitoramento garantem um banco de dados rico em informação, permitindo tomada de decisão acerca da manutenção de ativos. Utilizou-se no presente trabalho informação de monitoramento para se avaliar o comportamento de um processo químico industrial através da inferência da degradação de componentes/sistemas via observação da condição de saúde implícita ao sistema, sem necessidade de ensaios destrutivos. Foram elaborados prognósticos sobre o tempo de vida útil remanescente (RUL) do sistema. A definição de padrões e critérios mais rigorosos na indústria do petróleo suscitou a avaliação da operação de hidrodessulfurização (HDS) através de um arranjo composto pelo reator catalítico de dessulfurização e um filtro posicionado na alimentação do óleo. Utilizaram-se os dados correspondentes gerados pelo monitoramento, segundo uma abordagem dinâmica, para avaliar o desempenho do filtro, sua repercussão sobre o sistema principal e inferir seu estado de saúde, em qualquer instante pelo sensor de dano. O diferencial de pressão do filtro funcionou como variável sensor da atividade do catalisador que exerceu efeito direto sobre a eficiência de processamento do reator para a conversão de compostos de enxofre do petróleo. Correlações entre o indicador de dano do sistema sensor (filtro) e o dano no equipamento principal reator (conversão de compostos de enxofre) foram de bons níveis, entre -0,76 e -0,92. A atividade do catalisador posto no leito do reator de dessulfurização do petróleo foi inferida através dos dados gerados pelo sensor diferencial de pressão do filtro da alimentação do petróleo. Na evolução operacional do processo (10 MPa, 400 ºC, 0,87 h⁻¹) dentro de uma campanha da unidade de hidrodessulfurização de 700 dias, formulou-se predição com base na metodologia dinâmica (sensor filtro, atividade), indicando que o catalisador tendo iniciado com atividade unitária atingiu uma atividade em torno de 0,50, permitindo uma conversão dos compostos de enxofre em cerca de 43 %, superior ao limite mínimo de 32 %, percentual imposto pela operacionalidade técnico-econômica do processo.