O fornecimento de hidrogénio de elevada pureza é fundamental para muitas aplicações industriais em que as impurezas prejudicam o desempenho.
A purificação do hidrogénio é necessária para:
- Produção química.
- Refinação de metais.
- Refinação de petróleo.
- Processamento de alimentos.
- Fabrico de semicondutores.
As refinarias utilizam hidrogénio gasoso no seu processo de hidrocraqueamento, desaromatização ou dessulfuração.
A recuperação e a purificação de hidrogénio puro podem ser realizadas a partir de diferentes fluxos ricos em hidrogénio, tais como gases de síntese provenientes de processos de reforma a vapor de gás natural ou de gaseificação.
O requisito de pureza para o H2 é de até 99,9999% por mole e é alcançado com um processo de purificação exigente.
Processa.
Como o nome sugere, as centrais HyCO produzem grandes quantidades de hidrogénio (H2) e monóxido de carbono (CO).
Neste caso, o processo HyCO é alimentado com Gás Natural e Vapor (Fig. 1).
Fig. 1 Diagrama do processo da fábrica HYCO
É uma instalação de produção de hidrogénio que utiliza gás natural como matéria-prima. O gás natural reage com o vapor de água no reformador primário a alta temperatura e pressão para produzir um gás de síntese, que é uma mistura principalmente de H2 e CO.
Reação 1: CH4 + H2O ↔ 3H2 + CO
O gás de combustão é rico em hidrogénio, mas contém uma certa proporção de monóxido de carbono. Num outro reator, o CO é convertido em hidrogénio adicional por reação com vapor.
Reação 2: CO + H2O ↔ H2 + CO2
O gás resultante tem um elevado teor de hidrogénio, juntamente com dióxido de carbono.
O CO2 é um subproduto que tem de ser removido do processo. Isto deve-se ao seu elevado ponto de congelação, que pode obstruir os processos de separação no refrigerador.
O CO2 é removido por absorção com uma solução de amina. Em seguida, passa por um secador, para extrair a humidade, bem como algum do CO2 que sobrou do processo anterior. O arrefecedor permitir-nos-á separar o H2 e o CO. O CO passa por 3 colunas no refrigerador de destilação antes de se tornar um produto puro.
O hidrogénio separado é então purificado numa unidade PSA (Pressure Swing Adsorption). O PSA é a parte do processo que purifica o H2 para que possa ser enviado para a rede de H2 da refinaria. Após a unidade de PSA, é importante conhecer a pureza do hidrogénio, o que pode ser feito através do analisador de gás modelo LaserGas II MP.
Dados típicos do processo:
CO e CH4 medidos em H2 puro
Solução de extração,
Gama de CO: 0-10 ppm
Gama de CH4: 0-20 ppm
Razões.
A contaminação por H2 deve ser detectada. As razões são as seguintes:
– Fornecer hidrogénio de alta qualidade ao cliente.
– Proteger os processos do cliente que utiliza o hidrogénio
– Otimizar ao máximo a durabilidade do absorvedor da instalação HYCO, para redução de custos
– Efetuar a substituição do absorvedor apenas quando os valores-limite forem atingidos
– Aumentar a eficiência da instalação
– Poupança de energia
Solução proposta por MATELCO.
Um analisador de gases LaserGas II MP da empresa norueguesa NEO Monitors, que mede simultaneamente o CO e o CH4 no hidrogénio em gamas muito baixas (ppb).
Princípio de medição: Espectroscopia de linha única a laser (TDLAS)
A estabilidade zero permite baixos níveis de alarme e minimiza o risco de paragens da instalação devido a falsos alarmes.
Ao utilizar este analisador de gases, os custos de manutenção são significativamente reduzidos.
Vantagens do analisador:
- Medição de gases vestigiais (ppb), modo de extração, num ambiente controlado
- Medição em tempo real altamente fiável
- Reduzir as emissões para o ambiente
- Fácil de instalar e utilizar
- Otimização do processo através da redução dos custos operacionais
- Poupança de energia
- Tempo de resposta em segundos (2 a 10 dependendo do caudal)
- Não há interferência de outros gases na amostra
- Sem desvio do zero
- Custos mínimos de manutenção e funcionamento
- Certificado ATEX
Se precisares de resolver qualquer dúvida ou consulta que tenhas sobre o analisador de gases, basta enviares-nos um e-mail a partir da secção de contactos e um dos nossos especialistas entrará em contacto contigo o mais rapidamente possível.
