As novas instalações de construção frequentemente passam por um processo de limpeza antes de entrarem em operação. Tubulações e vasos podem conter uma variedade de detritos, incrustações, óxidos e óleo que devem ser removidos para que a planta funcione de maneira eficaz.
Para continuar a operar com eficiência máxima, os sistemas de processo, vasos e tubulações devem ser mantidos o mais limpos possível. Alguns dos subprodutos normais dos processos operacionais criam depósitos que variam de incrustações a lamas, precipitados e até mesmo depósitos metálicos. Esses tipos de acúmulo contaminam os vasos e tubulações e podem reduzir significativamente a eficiência do sistema, causando eventualmente entupimento e falha da unidade.
As duas principais categorias de limpeza química são a limpeza química pré-operacional — parte das atividades de pré-comissionamento ou comissionamento — e a limpeza química pós-operacional ou de manutenção — parte do trabalho regular de desligamento.
Limpeza química pré-operacional:
Realizada para remover qualquer material estranho remanescente das atividades de construção, seja no tubo ou na fabricação do sistema. As principais considerações na fase pré-operacional incluem escória de laminação, produtos de corrosão, escória de soldagem, óleo, graxa, areia, sujeira, revestimentos protetores temporários e outros detritos de construção.
Limpeza pós-operacional:
Realizada por vários motivos, incluindo redução da transferência de calor, redução do fluxo, segurança (por exemplo,H2S, ferro pirofórico, LELs, amônia, etc.), redução da área de superfície (por exemplo, catalisador), acesso para inspeção completa e muito mais. O tipo e a frequência da limpeza pós-operacional variam de acordo com o projeto do sistema, os requisitos operacionais e o histórico de operação e tratamento de fluidos/água.
O método de enchimento e imersão é frequentemente utilizado para a limpeza interna de superfícies de recipientes e tubos de grande volume, onde não é possível uma circulação adequada (por exemplo, trocadores de calor, recipientes, caldeiras, etc.). O sistema é enchido com uma solução química de limpeza e drenado após um determinado período de tempo. Se necessário, esse processo pode ser repetido várias vezes até que o equipamento esteja limpo. Os ácidos minerais têm a capacidade de reagir com depósitos metálicos com pouca ou nenhuma agitação. Essa aplicação pode ser usada para limpeza pré-operacional e/ou pós-operacional (manutenção).
Limpeza com ácido mineral – Decapagem
A limpeza com ácido mineral é utilizada para remover incrustações metálicas e produtos de corrosão. É normalmente aplicada em três etapas: desengorduramento, recolha de metal e passivação. Este método tornou-se uma opção de último recurso devido a uma variedade de razões, incluindo questões ambientais, de segurança e de eliminação.
Remoção de incrustações alcalinas
A remoção de incrustações alcalinas é utilizada apenas para a remoção de depósitos orgânicos. Tal como o método de enchimento e imersão, também é utilizado quando a circulação não é viável. No entanto, uma agitação mais intensa pode melhorar os resultados. A pulverização a vapor é uma forma comum de agitação neste método.
Este método envolve encher um sistema com uma solução química de limpeza e fazê-la circular com uma bomba. Este é o método mais comum utilizado para limpeza química na indústria. É importante manter a velocidade do fluido dentro de um determinado intervalo para evitar corrosão. Além disso, a concentração e a temperatura da solução de limpeza devem ser monitoradas durante toda a operação. Tal como acontece com qualquer método de decapagem, recomenda-se aplicar este método em três etapas diferentes: desengorduramento, coleta de metal e passivação.
Limpeza com agente quelante – Decapagem
Os agentes quelantes mais comuns utilizados na decapagem são o ácido cítrico e o EDTA. Estes agentes são recomendados para a limpeza pré-operacional e pós-operacional de sistemas geradores de vapor. Semelhantes aos ácidos minerais, mas muito mais seguros de utilizar, estes agentes também são aplicados numa operação em três fases: desengorduramento, recolha de metal e passivação. Apesar das etapas de limpeza separadas, o ácido cítrico e o EDTA são usados em uma solução de lote único, reduzindo significativamente o volume de resíduos gerados durante o processo.
Limpeza com ácido mineral – Decapagem
A limpeza com ácidos minerais é muito semelhante à decapagem com agentes quelantes. Continua a ser frequentemente utilizada devido ao seu baixo custo. É mais comum em sistemas de tubagem do que em recipientes de sistemas dispendiosos. Além de serem económicos, os ácidos minerais são capazes de realizar a limpeza à temperatura ambiente quando utilizados em concentrações mais elevadas.
Desengorduramento
A desengorduramento geralmente se refere a uma lavagem alcalina das superfícies internas do equipamento de processo para remover, acima de tudo, matéria orgânica. Se incorporado à filtragem, pode ser usado para remoção de detritos de um sistema durante a limpeza pré-operacional. Alguns dos produtos químicos mais comumente usados para fins de desengraxamento, para evitar a formação de espuma e/ou melhorar a transferência de calor nos equipamentos de processo incluem: hidróxido de sódio, fosfato trissódico, metassilicato de sódio, carbonato de sódio e surfactantes não iônicos.
Limpeza com solventes
O tipo de solvente utilizado para a limpeza com solvente deve basear-se em estudos laboratoriais da amostra de depósito encontrada no interior do sistema. Isso ajudará a garantir que o resultado esperado da limpeza química seja alcançado com o mínimo de despesas e riscos para o sistema. Se o volume do sistema for grande, pode-se utilizar um fluido de corte para reduzir o custo de um solvente potencialmente caro.
Quando os recipientes de grande volume não são projetados para sustentar níveis completos de líquido, o método de limpeza em cascata é a melhor opção. Adicionar produtos químicos na parte superior do recipiente e manter o nível na parte inferior é um método comum na limpeza de torres.
Limpeza de torres
O método em cascata é comumente usado para torres com um grande número de bandejas. Uma mistura quente de produtos químicos é adicionada perto do topo do recipiente e cai em cascata pelas bandejas, dissolvendo qualquer depósito nas bandejas. Para melhorar o processo de limpeza, é uma boa prática agitar o fluido com um gás injetado na parte inferior da torre.
A limpeza por fluxo bifásico pode ser aplicada para reduzir o custo e a quantidade de resíduos gerados. Vários padrões podem ser usados no fluxo bifásico, sendo os três mais comuns o fluxo borbulhante, o fluxo contínuo e o fluxo anular. Cada padrão requer um projeto de engenharia especial para reduzir o risco.
Tubulação de pequeno diâmetro/volume
Tubulações de pequeno diâmetro podem ser limpas com eficácia aplicando-se um padrão de fluxo contínuo. Normalmente, água e ar são usados em quantidades específicas para produzir uma alta relação de força de limpeza.
Tubulação de grande diâmetro/volume
Com um projeto adequado, o fluxo anular pode ser usado para limpar tubulações de grande diâmetro. Esse método é econômico, especialmente se a tubulação não foi projetada para nenhum método de limpeza “convencional”.
O método de fluxo contínuo foi especialmente concebido para a limpeza de tubagens. Consiste na aplicação de um fluxo contínuo de produtos químicos líquidos enviado entre dois pigs separadores. A força motriz para mover o fluxo contínuo através da tubagem pode ser um líquido ou um gás.
Limpeza de tubulações
Qualquer tubulação, independentemente do diâmetro, requer um grande volume de produtos químicos para ser preenchida e circular. Para reduzir a quantidade de produtos químicos e resíduos, pode-se usar um método de fluxo contínuo para obter resultados muito semelhantes. É necessário prestar atenção especial aos cálculos de velocidade e volume durante a fase de pré-engenharia.
Este método foi concebido para uma limpeza rápida e eficiente — e, portanto, econômica — de instalações de processamento em uma única etapa. O termo “planta de processo” refere-se a grandes vasos de processo, reatores, trocadores e tubulações de interconexão. Trata-se de um processo de vaporização aprimorado, no qual produtos químicos são injetados no fluxo de vapor. Embora diversificado, esse método é usado com mais frequência para limpeza pós-operacional, a fim de remover H2S, benzeno, LELs, ferro pirofórico, mercaptanos e amônia.
Limpeza de desgaseificação e descontaminação
A desgaseificação é umprocesso de limpeza químicaque elimina elementos gasosos perigosos dentro de equipamentos de processamento petroquímico. Para melhorar o processo de desgaseificação, recomenda-se que a descontaminação (circulação de solvente) preceda a desgaseificação para reduzir a fonte de contaminação (por exemplo, lodo, depósitos pesados, etc.). O uso de uma série de produtos químicos especialmente projetados reduz e/ou elimina qualquer risco de parada para manutenção durante trabalhos a quente. Esse método reduz tanto a quantidade de resíduos quanto a exposição humana a substâncias perigosas durante os trabalhos de limpeza e manutenção.
Para uma partida segura e eficiente do equipamento gerador de vapor, recomenda-se remover qualquer matéria orgânica das superfícies internas. Os compostos de óleo e graxa de construção podem causar espuma e reduzir a transferência de calor nos tubos, o que pode causar falha nos tubos. Como medida preventiva, recomenda-se a fervura da caldeira antes das atividades de partida. Essa é outra maneira alcalina de limpar os sistemas geradores de vapor.
Comissionamento da limpeza da caldeira/condensador
A limpeza da caldeira é altamente recomendada para qualquer sistema de geração de vapor. A limpeza é realizada quando a caldeira é enchida com uma solução química à base de água. A solução é aquecida ligando a própria caldeira ou utilizando vapor de uma caldeira externa. Mantendo as condições acima do ponto de ebulição, a concentração química e o teor de óleo são monitorados por um determinado período de tempo ou até que o teor de óleo caia para um nível predeterminado.
Em vez de utilizar um grande volume de solução química concentrada, este método utiliza um gás misturado com a mesma concentração de solução química. É adequado para sistemas caracterizados por uma grande relação entre volume e área superficial. Isto proporcionaria resultados iguais ou muito semelhantes, com uma redução significativa da quantidade de produtos químicos utilizados e dos resíduos gerados. Com base numa aplicação específica, é possível determinar a natureza do gás; no entanto, recomenda-se vivamente a utilização de um gás inerte para esta aplicação. O método pode ser utilizado para as seguintes aplicações:
Limpeza de vasos/tubos de grande volume
Equipamento/tubulação – não projetado para pesos líquidos
A limpeza com bicos é outro método utilizado quando a relação volume/área superficial é elevada. Em vez de encher todo o sistema com produtos químicos dispendiosos, são utilizados bicos com cabeça rotativa de 360° para pulverizar as paredes do recipiente e manter o volume de produtos químicos relativamente baixo. Isto permite que o fluxo e a temperatura da solução química sejam mantidos dentro dos limites recomendados. As aplicações mais comuns do método de limpeza com bicos são:
Limpeza de vasos de grande volume
A limpeza química de tanques é um processo específico que deve ser projetado caso a caso. Com base na natureza do depósito, deve-se escolher um solvente adequado, que possa minimizar a mão de obra e o desperdício de material. O solvente escolhido é então circulado com uma bomba externa, estabelecendo vários ciclos de circulação. Este método tem várias vantagens em relação à prática convencional de limpeza de tanques: é um método econômico, reduz o tempo de limpeza, gera resíduos mínimos ou nulos (mais de 95% de recuperação de hidrocarbonetos), não requer a entrada de pessoal e apresenta um risco ambiental minimizado.
