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  1. 1. DE SMET DO BRASIL Comércio e Indústria Ltda. Av.: Brigadeiro Faria Lima, 1461 – Torre Sul – 9º andar - 01452-002 São Paulo – SP - Brasil Tel.: (55-11) 2884-4400 – Fax: (55-11) 2884-4488 – e-mail: info@desmetballestra.com.br A De Smet Group Company Por: MTM/RBR PLANTA DE EXTRAÇÃO DE ÓLEO VEGETAL POR SOLVENTE 4000 Ton/Dia (flakes) 5000 Ton/Dia (expandido) MANUAL DE OPERAÇÃO PROJETO: BUNGMT Nova Mutum - Mato Grosso - Brasil
  2. 2. Manual de Operação De Smet Ballestra -ii- BUNGMT-00-MTM
  3. 3. Manual de Operação De Smet Ballestra -iii- BUNGMT-00-MTM Índice 1 GENERALIDADES.................................................................................................................................... 6 2 INTRODUÇÃO........................................................................................................................................... 8 3 CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO ................................................................................................................ 9 3.1 MATÉRIA-PRIMA E REQUISITOS DE OPERAÇÃO........................................................................................... 9 3.2 PARÂMETROS DE UTILIDADES................................................................................................................. 10 3.3 DADOS DE OPERAÇÃO PARA A CONDIÇÃO DE PROJETO ........................................................................... 11 4 PRINCÍPIOS DE OPERAÇÃO DA EXTRAÇÃO................................................................................. 16 4.1 SEÇÃO DO EXTRATOR ...................................................................................................................... 16 4.2 SEÇÃO DE DESSOLVENTIZAÇÃO.................................................................................................... 20 4.3 SEÇÃO DE EVAPORAÇÃO................................................................................................................. 23 4.4 SEÇÃO DE DESTILAÇÃO................................................................................................................... 25 4.5 SEÇÃO DE CONDENSAÇÃO.............................................................................................................. 29 4.6 SEÇÃO DE SEPARAÇÃO DE ÁGUA E SOLVENTE.......................................................................... 34 4.7 SEÇÃO DE RECUPERAÇÃO DE SOLVENTE NA ÁGUA EFLUENTE............................................ 39 4.8 SEÇÃO DE RECUPERAÇÃO DE SOLVENTE (SISTEMA DE ÓLEO MINERAL)........................... 39 4.9 SEÇÃO DE AQUECIMENTO E RESFRIAMENTO FINAL DE ÓLEO............................................... 42 4.10 SEÇÃO DE DEGOMAGEM............................................................................................................. 43 4.11 SEÇÃO DE VAPOR E CONDENSADO .......................................................................................... 44 4.12 SEÇÃO DO TANQUE DE SOLVENTE E SEPARADOR / DECANTADOR.................................. 45 4.13 SEÇÃO DE TORRES DE RESFRIAMENTO................................................................................... 46 5 INÍCIO E OPERAÇÃO DA PLANTA DE EXTRAÇÃO...................................................................... 47 5.1 INICIAÇÃO DA PLANTA ............................................................................................................................ 47 5.2 INICIANDO O EXTRATOR.......................................................................................................................... 49 5.3 INICIANDO A DESTILAÇÃO....................................................................................................................... 53 5.4 INICIANDO O DESSOLVENTIZADOR TOSTADOR ........................................................................................ 56 6 VERIFICANDO AS CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO........................................................................... 58 6.1 EXTRATOR .............................................................................................................................................. 58 6.2 DESTILAÇÃO ........................................................................................................................................... 61 6.3 RESFRIAMENTO DO ÓLEO NO ITEM 181B................................................................................................. 68 6.4 PERFIL DE DEPRESSÕES DA SEQÜÊNCIA ATMOSFÉRICA DE CONDENSAÇÃO DE GASES ............................ 68 6.5 DESSOLVENTIZADOR............................................................................................................................... 73 6.6 ESPECIFICAÇÕES DO SOLVENTE............................................................................................................... 73 6.7 ESPECIFICAÇÃO DE ÓLEO MINERAL (ABSORÇÃO DE ÓLEO) .................................................................... 77 7 PARALIZAÇÃO DA PLANTA ............................................................................................................... 77 7.1 PARADA DO EXTRATOR........................................................................................................................... 77 7.2 PARADA DO DESSOLVENTIZADOR TOSTADOR - DT................................................................................. 81 7.3 PARADA DA UNIDADE DE DESTILAÇÃO ................................................................................................... 84 7.4 PARANDO O SISTEMA DE EFLUENTE........................................................................................................ 84 7.5 PARADA DO SISTEMA DE RECUPERAÇÃO DE SOLVENTE .......................................................................... 84 8 MEDIDAS DE SEGURANÇA ................................................................................................................. 84 8.1 QUANDO FALTA ENERGIA ELÉTRICA....................................................................................................... 85 8.2 QUANDO A PRESSÃO DE VAPOR FALHA .................................................................................................. 85 8.3 QUANDO O RESFRIAMENTO DE ÁGUA FALHA.......................................................................................... 85 8.4 PRECAUÇÕES IMPORTANTES ................................................................................................................... 86 9 PARADA DE EMERGÊNCIA................................................................................................................. 86 10 AUTOMAÇÃO.......................................................................................................................................... 87
  4. 4. Manual de Operação De Smet Ballestra -iv- BUNGMT-00-MTM 10.1 BOMBAS............................................................................................................................................. 87 10.2 MOTORES ........................................................................................................................................... 88 10.3 VÁLVULAS ON-OFF............................................................................................................................ 91 10.4 VÁLVULAS DE CONTROLE................................................................................................................... 92 10.5 TRANSMISSORES DE PRESSÃO............................................................................................................. 94 10.6 TRANSMISSORES DE TEMPERATURA................................................................................................... 96 10.7 TRANSMISSORES DE NÍVEL................................................................................................................. 99 10.8 TRANSMISSORES DE VAZÃO ............................................................................................................. 101 10.9 INDICADOR / CONTROLADOR DE NÍVEIS ........................................................................................... 102 10.10 INDICADOR / CHAVE DE NÍVEL ......................................................................................................... 102 10.11 INDICADOR / CHAVE DE FLUXO ........................................................................................................ 103 10.12 INDICADOR DE VELOCIDADE / ZERO-SPEED...................................................................................... 103 10.13 SENSORES DE GÁS ............................................................................................................................ 105 11 VÁRIOS................................................................................................................................................... 106 11.1 VOLUME TOTAL DE MISCELA EM OPERAÇÃO DA PLANTA .................................................................. 106 11.2 VELOCIDADE DO EXTRATOR ............................................................................................................. 106 12 LUBRIFICAÇÃO ................................................................................................................................... 108 13 DESCRIÇÃO E MANUTENÇÃO DOS EQUIPAMENTOS .............................................................. 116 13.1 ITENS 1, 1A E 1B - TRANSPORTADORES DE CORRENTE (FORNECIMENTO DO CLIENTE).................... 116 13.2 ITEM 3 - EXTRATOR.......................................................................................................................... 116 13.3 ITEM 4 - TREMONHA DA SAÍDA DO EXTRATOR ................................................................................. 123 13.4 ITEM 5 - TRANSPORTADOR DE CORRENTE HORIZONTAL/VERTICAL ................................................. 124 13.5 ITEM 8A – ROSCA E TREMONHA DE ENTRADA DO EXTRATOR .......................................................... 124 13.6 ITEM 8A-SG - VÁLVULA GUILHOTINA DE ENTRADA ........................................................................ 124 13.7 ITEM 8B - VÁLVULA ROTATIVA........................................................................................................ 125 13.8 ITENS 8EX - VÁLVULAS ROTATIVAS ................................................................................................ 125 13.9 ITENS 16H - HIDROCICLONES ........................................................................................................... 125 13.10 ITEM 17 - TANQUE DE MISCELA ....................................................................................................... 126 13.11 ITEM PRE-18 – PRÉ EVAPORADOR .................................................................................................... 126 13.12 ITEM 18A – EVAPORADOR FINAL ..................................................................................................... 126 13.13 ITEM 18B/22 - DOMO SEPARADOR / TERMINADOR (STRIPPER) DE ÓLEO VEGETAL.......................... 126 13.14 ITEM 19 - CONDENSADOR A VÁCUO ................................................................................................. 127 13.15 ITEM 20A - PRÉ-AQUECEDOR DE SOLVENTE ..................................................................................... 127 13.16 ITEM 20B/C - CONDENSADOR .......................................................................................................... 127 13.17 ITEM 20D - CONDENSADOR FINAL.................................................................................................... 128 13.18 ITEM 29 – LAVADOR DE GASES DO DT. ............................................................................................ 128 13.19 ITEM 32/34 - SEPARADOR ÁGUA-SOLVENTE E TANQUE DE SOLVENTE............................................. 128 13.20 ITENS 41/70D - EJETOR DO SISTEMA DO STEAM DRY....................................................................... 129 13.21 ITENS 41/19 - EJETOR DO SISTEMA DE CONDENSAÇÃO..................................................................... 129 13.22 ITENS 41/506 - EJETOR DO SECADOR DE ÓLEO................................................................................. 130 13.23 ITEM 45 - FERVEDOR DE ÁGUA RESIDUAL........................................................................................ 130 13.24 ITEM 46-1 - SEPARADOR DE CONDENSADO ...................................................................................... 130 13.25 ITEM 46-2 - TANQUE FLASH DE CONDENSADO ................................................................................. 130 13.26 ITEM 46/22 - SEPARADOR DE VAPOR................................................................................................ 131 13.27 ITEM 46/70A - TANQUE COLETOR DE CONDENSADO DO DT ............................................................ 131 13.28 ITEM 46/70B - TANQUE FLASH DE CONDENSADO DO DT................................................................. 131 13.29 ITEM 49 - AQUECEDOR DE SOLVENTE .............................................................................................. 131 13.30 ITEM 60A – ECONOMIZADOR DE PRIMEIRO ESTÁGIO........................................................................ 131 13.31 ITEM 60B – EVAPORADOR................................................................................................................ 132 13.32 ITENS 63 - TANQUES DE ARMAZENAMENTO DE SOLVENTE............................................................... 132 13.33 ITENS 99A-99B-99C – DECANTADOR DE SOLVENTE (SOLVENT TRAP) ............................................. 133 13.34 ITEM 70D - DESSOLVENTIZADOR-TOSTADOR................................................................................... 133 13.35 ITEM 81/3T - RESFRIADOR DE ÓLEO DE LUBRIFICAÇÃO DO MANCAL DO EXTRATOR ....................... 136 13.36 ITEM 81-70D/LUB - RESFRIADOR DE ÓLEO DE LUBRIFICAÇÃO DO REDUTOR DO DT ...................... 137 13.37 ITEM 81-P60/P22 ECONOMIZADOR ÓLEO-MISCELA......................................................................... 137
  5. 5. Manual de Operação De Smet Ballestra -v- BUNGMT-00-MTM 13.38 ITENS 81-32/45 - ECONOMIZADOR DE ÁGUA/ÁGUA ......................................................................... 137 13.39 ITEM 120 - ABSORVEDOR DE SOLVENTE .......................................................................................... 137 13.40 ITEM 122 - STRIPPER DE ÓLEO MINERAL.......................................................................................... 138 13.41 ITEM 136 - VENTILADOR CENTRÍFUGO ............................................................................................. 138 13.42 ITEM 180 - AQUECEDOR DE ÓLEO MINERAL .................................................................................... 139 13.43 ITEM 181A E 181-B - ECONOMIZADOR ÓLEO/ÓLEO E RESFRIADOR DE ÓLEO MINERAL................... 139 13.44 ITEM 506 - SECADOR DE ÓLEO ......................................................................................................... 139 13.45 ITEM 521 - AQUECEDOR DE ÓLEO .................................................................................................... 139 13.46 ITENS 581A E B - RESFRIADORES DE ÓLEO FINAL............................................................................. 140 13.47 ITEM 582L - TANQUE DE COLETAGEM DE GOMA OU LECITINA ........................................................ 140 13.48 ITENS 5613 - TORRES DE RESFRIAMENTO......................................................................................... 140
  6. 6. Manual de Operação De Smet Ballestra -6- BUNGMT-00-MTM 1 GENERALIDADES No complexo da fábrica, a planta de extração de solvente produz óleo bruto e farelo a partir de sementes de óleo que tenham sofrido previamente uma preparação adequada. A extração de solvente será efetuada em boas condições de operação desde que a preparação da semente esteja adequada, dentro dos parâmetros de operação. Isso resulta em uma isenção conveniente de óleo no farelo e, por conseqüência, o óleo cru produzido estará dentro dos padrões exigidos para o fácil refinamento. O solvente usado na planta é o Hexano, uma substância altamente inflamável. Por conta disso, a planta de extração é uma área restrita e, portanto, só pode ser acessada por pessoas autorizadas. O uso de material elétrico que não seja a prova de explosão assim como chamas expostas são estritamente proibidas. Vestuário Especial (antiestático) e sapatos devem ser usados pelo pessoal da operação da fábrica. O hexano é caracterizado pelos propriedades a seguir: • Ponto de ebulição para pressão atmosférica: 68,7°C • Pressão de vapor para 20°C: 160 mbar. • Limite de explosão mais baixo: (L.E.L) 1,22 % V/V ou 46,5g/m³ mistura Ar/hexano. • Limite de explosão mais alto: (H.E.L.) 6,9 % V/V ou 264 g/m³ mistura Ar/Hexano. • Temperatura de ignição própria: 225 °C. • Densidade específica do Gás de Hexano: 2.79 (ar = 1). O projeto de Extração de Óleo Vegetal por Solvente e Destilação foi obtido através de uma simulação rigorosa do processo. Os balanços de massa e energia incluem a área da destilação, o processo de preparação de semente, o Extrator, o Dessolventizador-Tostador, o setor de degomagem e o circuito de óleo mineral para a recuperação de solvente. Os balanços realizados incluem os fluidos de processo: óleo vegetal, óleo mineral, solvente, miscela e também os fluidos de serviço: vapor, condensado e água de resfriamento e ar comprimido. Com o auxílio da simulação do processo determinam-se as condições mais adequadas para o projeto dos equipamentos. Para isso, consideram-se diferentes parâmetros, tais como a capacidade, os consumos de vapor, a recirculação de solvente, a circulação de óleo mineral, etc., e realiza-se uma otimização conjunta e global de consumos e tamanho de equipamentos. Com base em simulações para diferentes condições de operações, realizam-se as especificações de: • Válvulas de controle • Bombas de processo • Ejetores • Válvulas de segurança • Diâmetros de tubulação • Purgadores de vapor
  7. 7. Manual de Operação De Smet Ballestra -7- BUNGMT-00-MTM • Outros (pulverizadores, etc.) Para o projeto e/ou especificação consideram-se, com base na simulação do processo, diferentes condições de operações e condições de emergências (contingências). Os equipamentos são verificados nas seguintes condições: • Condição de Verão • Condição de Inverno • Condição de Arranque e Transitórios • Contingências As bombas e válvulas de controle são verificadas e simulam em outras condições, além das enumeradas anteriormente: • Condição normal (projeto); • Condição máxima (típico: 120% da capacidade de projeto, para estados transitórios como acionamento); • Sujeira prevista de equipamentos e/ou filtros; • Condição em baixa carga da fábrica (típico: 50% da capacidade de projeto). A otimização das condições de operações de projeto e tamanho dos equipamentos baseia-se nos seguintes princípios: • Manutenção mínima obtida mediante minimização do número de equipamentos em operação; • Permitir um Lay Out satisafatório; • Uso de equipamentos para cada propósito; • Ótima relação [tamanho de equipamentos]/[consumo de serviços]; • Minimização da sujeira mediante o projeto adequado; • Simplicidade e robustez de operação; • Equipamentos mais eficientes implicam em condições menos severas de operação (menores temperaturas, menor vácuo no Stripper, Item 22, e no Secador de Óleo, Item 506, consequentemente em menor degradação de Óleo Vegetal); • Otimização do consumo global de vapor, evitando aquecimento e resfriamento consecutivos de miscela ou óleo (Ex. menor temperatura de Stripping permite degomar sem o resfriamento de óleo); • Segurança na operação da Planta de Extração; • Equipamentos de Segurança projetados especificamente para a condição de contingência, como o Fervedor de Águas Residuais, Item 45, e o Condensador do DT, Item 20B/C; • Mínimo de Solvente no circuito de ar sem unidade de resfriamento (Frios); • Mínimo de Solvente Residual em Óleo com baixa temperatura no Stripping (Item 22).
  8. 8. Manual de Operação De Smet Ballestra -8- BUNGMT-00-MTM 2 INTRODUÇÃO O circuito de material (massa) inclui todos os equipamentos pelo qual grãos (as lâminas e/ou massas expandidas) convenientemente preparados passam depois de deixar a planta de Preparação de Grãos e, entrar na seção de Processo de Extração até passar para a seção de peletização (ou para a seção de granulação, ensacamento ou armazenamento). Depois da fase de laminação e/ou expandida/prensa, dois transportadores em série, Itens 1A e 1B, levam o material à Entrada do Extrator. A passagem do material pelo transportador para a entrada do Extrator é feita por meio de uma rosca tampão com tremonha, Itens 8A ou 2, que serve como selo entre as partes externa e interna do Extrator para limitar a captação de ar e saída do solvente. A seção de Extração pode ser completamente isolada da Preparação pelo fechamento automático da Válvula Guilhotina, Item 8 A-SG, entre o transportador de Massa, Item 1B e a rosca tampão com tremonha, Itens 8A e 2. O farelo sem óleo e escorrido que sai do Extrator através da tremonha, Item 4, e válvula guilhotina do extrator, item 4SG, é recolhido por um transportador Horizontal- Vertical, Item 5, em cadeia, que o conduz e descarrega no Dessolventizador Tostador (Item 70D). O Dessolventizador Tostador (Item 70D) é um aparelho cilíndrico de vários estágios. Cada estágio possui um fundo duplo pelo qual circula vapor que aquece o farelo e provoca a evaporação do solvente sem haver contato direto entre o vapor e o farelo. Há também a entrada de vapor no último estágio do dessonventizador que aquece diretamente o farelo. O calor fornecido pelo vapor ao farelo provoca a evaporação do solvente. Assim os vapores e o hexano evaporado saem pela parte superior do aparelho e seguem para a Destilaria / Condensadores. O solvente condensado volta a ser introduzido no Extrator, após separação da água que acompanha os gases de hexano. O farelo, dessa forma, submete-se a um tratamento chamado “tostagem” que consiste em sua cocção em atmosfera úmida. O vapor direto que passa através do farelo fornece o calor necessário para elevar sua temperatura a 100-107°C e, assim, evapora quase todo o solvente contido no farelo. A cocção em atmosfera úmida prossegue durante toda a passagem de farelo pelo Dessolventizador-Tostador, ao mesmo tempo em que uma parte da umidade incorporada se evapora novamente. No último compartimento do DT “steam dryer”, a umidade se evapora por meio de flash sendo aspirado por um ejetor e injetado no economizador item 60A para pré-aquecer a miscela. O farelo que sai do DT passa pelo transportador, Item 9, que o conduz para os processos posteriores.
  9. 9. Manual de Operação De Smet Ballestra -9- BUNGMT-00-MTM 3 CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO 3.1 Matéria-prima e requisitos de operação A planta de extração requer uma alimentação permanente de: • Material bem preparado de lâmina de grão de soja, ou massa expandida; • Vapor saturado seco a 6 / 10 barg; • Energia elétrica: 380V - 3 fases - 60 Hz; • Água de resfriamento, tratada de modo a evitar incrustações nos tubos para condensadores e refrigeradores de óleo. P min.=3 barg. (na entrada do condensador, Item 19); • Ar comprimido para os circuitos pneumático e instrumentos de 5 a 7 barg. Qualquer interrupção na alimentação de um ou de vários destes fluidos causará inevitavelmente a interrupção da extração completa da planta.
  10. 10. Manual de Operação De Smet Ballestra -10- BUNGMT-00-MTM 3.2 Parâmetros de Utilidades A tabela a seguir mostra as variáveis de projeto de utilidades: Variável Valor Unidade Nominal Mínimo Máximo Água de Resfriamento Vazão m3 /h 2667 - 3750 Temperatura °C 32 20 32 Vapor Saturado de Aquecimento Pressão de Operação barg 6 - 10 Altitude Geográfica de Localização de Fábrica Altitude sobre o Nível do Mar m 450 - - Pressão Atmosférica Pressão mmHg 760 - - Vapor Total da Planta Vazão Kg/h 31.500 - 38.000 Pressão barg 6 - 10 Vapor Direto do DT Vazão Kg/h 21.250 - - Pressão barg 6 - 10 Vapor Indireto do DT Vazão Kg/h 4.000 - - Pressão barg 10 - 10 Vapor da Destilaria Vazão Kg/h 6.250 - 8.000 Pressão barg 6 - 10
  11. 11. Manual de Operação De Smet Ballestra -11- BUNGMT-00-MTM 3.3 Dados de Operação para a condição de Projeto Item / Variável Unidade Valor de Referência Faixa de Operação Típica Observações Extrator Entrada de sólidos Vazão ton/dia 4.000 lam. / 5.000 exp. - - Matéria Gordurosa % massa 20 18 / 20 - Umidade % massa 9,5 9 / 10 - Temperatura ºC 60 55 / 62 - Entrada de hexano Vazão ton/h 160 - - Lt/h 253 - - Temperatura ºC 58 55 / 62 - Saída de miscela Vazão m3 /h 197 - - Temperatura ºC 56 54 / 58 - Concentração % massa 25 20 / 28 - Saída de farelo Vazão ton/h 191 Temperatura ºC 56 54 / 58 - Retenção de Hexano % massa 30 28 / 32 - Dessolventizador-Tostador (DT) Entrada de sólidos Vazão ton/h 191 - Matéria Gordurosa % massa 0,5 0,5 / 0,6 Sem Adição de Degomagem Umidade % massa 10 9 / 11 - Saída de Vapores do DT (70D) para o Evaporador 60A Temperatura ºC 72,8 70 / 80 - Saída de sólidos Temperatura ºC 95 100 / 105 - Umidade % máx. 16 - - Pressão mmH2O(g) -100 -150 / -50 - Temperatura ºC 80 90 / 100 -
  12. 12. Manual de Operação De Smet Ballestra -12- BUNGMT-00-MTM Item / Variável Unidade Valor de Referência Faixa de Operação Típica Observações Evaporação de miscela Entrada de miscela a 60A Vazão m3/h 197 - - Temperatura °C 54 / 60 - - Concentração % massa 25 20 / 28 - Densidade kg/m3 673 - - Saída vapor de 60B Pressão mmHg(g) -360 / -370 -502 (máx.) - Saída de miscela de 60B Vazão m3 /h 66 - - Temperatura °C 51 - - Concentração % massa 67 / 69 50 / 55-90 - Saída de miscela 81-P60/P22 Temperatura °C 70 / 73 - - Salida de Condensado de Pre-18 Temp. °C 85 / 90 100 (máx.) - Saída de miscela de 18ª Temperatura °C 95 / 100 90 / 110 - Vapor de Aquecimento a 18ª Pressão barg 1,7 0,8 / 2,0 - Saída de vapor de 18B Pressão mbarg -360 / -370 -502 (máx.) - Saída de miscela de 18B Vazão ton/h 35 - - m3 /h 45 Temperatura °C 95 / 100 90 / 110 - Concentração % massa 95 / 97 - - Stripping de Óleo Vapor Direto adicional no Fundo 22 Pressão barg 0,5 0,4 / 5,0 - Saída de gases do 22 Temperatura °C 98 - - Pressão mmHg(g) -360/-370 -502 (max) - Saída de Óleo do 22 Vazão ton/h 33 - - m3/ h 41 Temperatura °C 95 / 100 90 / 110 - Saída Óleo 81-P60/P22 Temperatura °C 72 70 / 75 - Secagem e resfriamento do óleo Saída de gases do 506 Pressão mmHg(g) -652 - - Vapor para o 41/506 Pressão barg 2 - - Saída de gases do 41/506 Pressão mmHg(g) -222 - - Saída de Óleo de 506 Vazão ton/h 32 - - m3 /h 38 Temperatura °C 85 / 90 - - Umidade % massa 0,10 - - Saída de Óleo de 581 Temperatura °C 40 - -
  13. 13. Manual de Operação De Smet Ballestra -13- BUNGMT-00-MTM Item / Variável Unidade Valor de Referência Faixa de Operação Típica Observações Condensação a vácuo de gases / vapores da Evaporação Entrada de gases no 19 Pressão mmHg(g) -360 / -370 -502 (máx.) - Temperatura °C 60 - - Saída de gases do 19 Pressão mmHg(g) -394 - - Temperatura °C 34,8 24 / 35 - Entrada de água no 19 Vazão m3 /h 2500 - Temperatura °C 32 - - Saída de água do 19 Temperatura °C 36 - - Vapor para o 41/19 Pressão barg 8,0 - - Condensação de gases atmosféricos Saída de gases do DT (70D) Temperatura °C 72 78 (máx.) - Pressão mmH2Og -10 -20 / 0 - Saída de gases do 29 Temperatura °C 72 - - Pressão mmH2Og -20 -30 / -10 - Saída de gases do 60A Temperatura °C 59 58 / 70 - Pressão mmH2Og -100 -120 / -80 - Saída de gases do 20A Temperatura °C 59 56 / 60 - Pressão mmH2Og -105 -135 / -90 - Saída de gases do Extrator -3 Temperatura °C 54 - - Pressão mmH2Og -5 -10 / -5 - Saída de gases do 20B/C Temperatura °C 37 / 38 - - Pressão mmH2Og -108 -140 / -100 - Saída de gases do 20D Temperatura °C 33 / 34 24 / 35 - Retorno de Água de Resfriamento para a Torre Temperatura °C 36 36 / 38 -
  14. 14. Manual de Operação De Smet Ballestra -14- BUNGMT-00-MTM Item / Variável Unidade Valor de Referência Faixa de Operação Típica Observações Circuito de óleo mineral Entrada de Óleo mineral no 120 Vazão kg/h 10.260 - m3 /h 12 7 / 16 Temperatura °C 34 - - Saída de gases do 120 (ventilação) Item 136 Vazão kg/h 216 / 540 735 Medido a P e T de operação.m3 /h 200 / 500 680 (máx. start-up/ contigências) Temperatura ºC 33 - - Pressão mmH2Og -225 -450 / -150 - Óleo mineral do 120 Temperatura ºC 45 - - Óleo mineral do 181A Temperatura ºC 70 / 75 - - Vapor direto no 180 Pressão barg 2,0 - - Vapor de aquecimento do 180 Pressão barg 1 / 1,5 - - Saída de óleo mineral do 180 Temperatura ºC 96 90 / 105 - Vapor Direto no 122 Pressão barg 2,0 - - Saída de gases de 122 Temperatura ºC 95 - - Pressão mmHg(g) -360 / -370 -502 (máx.) - Zona do Fundo do 122 Pressão mmHg(g) -330 / -340 - - Saída de Óleo mineral de 122 Temperatura ºC 95 90 / 100 - Entrada de água de resfriamento no 181B Vazão m3 /h 40 - - Temperatura ºC 32 21 / 33 - Saída de água do 181B Temperatura ºC 37 - -
  15. 15. Manual de Operação De Smet Ballestra -15- BUNGMT-00-MTM Item / Variável Unidade Valor de Referência Faixa de Operação Típica Observações Separação e stripping da água efluente Saída de água do 32/34 Vazão m3/h 11 16 (máx.) - Temperatura °C 43 - - Alimentação de água no 45 Temperatura °C 80 - - Saída de gases do 45 Temperatura °C 92 85 / 95 - Saída de água do 45 Temperatura °C 95 / 98 90 / 101 - Saída de água do 81-32/45 (tubos) Temperatura °C 60 / 63 - - Separação e aquecimento de hexano Saída de hexano do 34 Vazão ton/h 160 - - m3 /h 247 - - Temperatura °C 44 - - Entrada de hexano no 20A Temperatura °C 247 - - Saída de solvente do 20 A a 49 Temperatura °C 55 / 57 - - Saída de solvente do 49 a Extrator Temperatura °C 57 / 60 62 (max.) - Vapor de aquecimento do 49 Pressão barg 0,8 2,5 / 3,5 (máx.) Utilizado no Start-Up Recuperação de Condensados Saída de Vapor Flash de 46/70B Pressão barg 1,5 / 2,5 - - Saída de Vapor Flash de 46B Pressão barg 0 - - Temperatua °C 100 - -
  16. 16. Manual de Operação De Smet Ballestra -16- BUNGMT-00-MTM 4 PRINCÍPIOS DE OPERAÇÃO DA EXTRAÇÃO 4.1 SEÇÃO DO EXTRATOR Esta seção inclui todos os equipamentos em que o material preparado da semente de soja passa após deixar a planta de preparação e antes de entrar na seção de manuseio do farelo. Um conjunto de transportadores, Itens 1A e 1B, montados em série levam o material de semente preparado para o silo com a rosca alimentadora do extrator, Itens 8A/1-2. Esta rosca está preparada com uma comporta de abertura para o extrator e forma um tampão de selo com o farelo, limitando a entrada de ar no extrator ou saída de hexano. O Extrator pode ser completamente isolado da área da preparação pelo fechamento da válvula guilhotina, Item 8A-SG, que se situa entre o transportador de massas laminadas / expandidas e a rosca de alimentação. Dentro do extrator, a massa é submetida a um processo de extração de solvente contracorrente em múltiplos estágios. O farelo extraído e drenado deixa o extrator pela tremonha de descarga, Item 4, que absorve o fluxo do material do extrator para o dessolventizador através do transportador horizontal / vertical, Item 5. O extrator pode ser isolado do DT pelo fechamento da válvula guilhotina existente na saída do extrator, item 4-SG. A miscela que deixa o extrator segue para o tanque de miscela, Item 17. Este tanque absorve as oscilações da vazão do extrator, de forma a alimentar a destilação com baixas perturbações. O solvente condensado e recuperado que segue para o Item 32/34 (solvente destilado da miscela mais o solvente dessolventizado da farinha do DT, Item 70D) é recuperado e retorna ao Extrator, através da bomba P1. 4.1.1 Item 736 - Ventilador de Segurança do Transportador de Alimentação (Item 1B) Este ventilador, Item 736, aspira o ar arrastado acima do material transportado pelo transportador Item 1B. Assim, se houver um eventual escape de solvente do extrator para os tranportadores 1A e 1B, o solvente será arrastado para a atmosfera e não seguirá para a área da preparação. Alarmes de segurança: • Sensor de mistura explosiva (detector de gás - opcional); • Monitoramento do motor; 4.1.2 Itens 1A e 1B - Transportadores de Corrente O material da planta de preparação é transportado para a entrada do extrator pelos transportadores de corrente, Itens 1A e 1B, e é descarregado passando através da válvula guilhotina 8A-SG, no silo 2 acima da rosca tampão situada na tremonha de entrada do extrator, Item 8A. Alarmes de segurança: • Monitoramento do motor;
  17. 17. Manual de Operação De Smet Ballestra -17- BUNGMT-00-MTM • Sensor de rotação da máquina (zero speed). 4.1.3 Item 8A-SG - Válvula Guilhotina de Entrada A válvula guilhotina é fechada automaticamente para evitar que o hexano escape durante o start-up e durante a paralisação da planta de extração. Alarme de segurança: • Sensor de aberto e fechado (chaves fim de curso). 4.1.4 Itens 2 e 8A - Tremonha de entrada do Extrator Este equipamento conduz o material que chega do transportador 1B ao extrator. A tremonha situada neste equipamento garante a selagem na entrada do extrator, Item 3, impedindo que o hexano escape deste no caso de super-pressurização interna e que o ar externo entre no extrator. O controlador de nível localizado no silo 2 controla o nível de massa na tremonha variando a rotação da rosca com o variador de frequência instalado no motor. Internamente o picker, item 3A, promove a constante agitação da massa, evitando o entupimento do silo 2. Alarmes de segurança: • Sensor de rotação da máquina (zero speed); • Monitoramento do motor; • Sensor e alarme de nível alto na tremonha. 4.1.5 Item 3 - Extrator O material da semente oleaginosa é misturado com miscela concentrada no Item 8A e segue para o Extrator. Essa mistura alimenta os cestos rotatórios vazios e, com isso, a extração começa imediatamente. As caçambas possuem divisórias seladas que garante que cada fase de miscela escoe em sua caçamba rotativa e que o leito de material permaneça embebido de miscela, o que maximiza o tempo de contato entre a miscela e a massa laminada / expandida. O leito de material é lavado continuamente com miscela de diferentes concentrações em contra-corrente. O extrator possui uma tela (“wedge bar”) na sua base que suporta o leito da massa laminada / expandida e permite que a miscela escoe livremente através dele. A miscela com diferentes concentrações é enviado para as bombas P3/X e é bombeada para chuveiros instalados no teto do extrator. Os últimos chuveiros (lado do Item 4) são alimentados com solvente puro. Este solvente é bombeado nos últimos estágios de extração de óleo, onde a massa está praticamente livre de óleo. Em seguida, o solvente absorve óleo da massa ao atravessar o leito e forma a miscela pouco concentrada. A miscela é bombeada pela última bomba P3/X para os chuveiros anteriores. Estes chuveiros enviam a miscela pouco concentrada em estágios de extração anteriores (lado do Item 8A e silo 2), que possuem maior concentração de óleo na massa. Dessa forma a miscela concentra-se cada vez mais ao atravessar os estágios anteriores.
  18. 18. Manual de Operação De Smet Ballestra -18- BUNGMT-00-MTM A miscela concentrada é filtrada pela capela (“tent-screen”) e é enviada para os hidrociclones (itens 16H) através da bomba P-15 ou para o tanque de miscela (Item 17), seguindo por gravidade. A massa do último estágio, que está livre de óleo, é descarregada por uma abertura no piso da tela do extrator. A massa cai na Tremonha de Descarga, Item 4 e, em seguida, a caçamba que ficou vazia é novamente carregada com a massa proveniente do Item 8A/1-2. 4.1.6 Item 4 - Tremonha da Saída do Extrator O farelo da saída do extrator é descarregado na tremonha de saída, Item 4, e é transportado pela rosca transportadora para o transportador de corrente horizontal/vertical, Item 5. Essa tremonha regula a quantidade de farelo que é enviado pelo transportador, Item 5, para o DT, Item 70D. Alarmes de segurança: • Dispositivo de segurança que se rompe quando a rosca estiver super carregada ou bloqueada por material externo; • Sensor de rotação da máquina (zero speed); • Monitoramento de amperagem do motor; • Sensor e alarme de nível alto na tremonha. 4.1.7 Item 4-SG - Válvula Guilhotina de Entrada A válvula guilhotina é fechada automaticamente para evitar que o hexano escape durante o start-up e durante a paralisação da planta de extração. Alarme de segurança: • Sensor de aberto e fechado (chaves fim de curso). 4.1.8 Item 5 - Transportador de Corrente Horizontal/Vertical O material da saída da tremonha, Item 4, segue para o transportador de corrente, Item 5. Ele é conduzido para a válvula rotativa 8B e, em seguida, alimenta o dessolventizador-tostador, Item 70D. Alarmes de segurança: • Dispositivo de segurança que se rompe quando o transportador estiver super carregado ou bloqueado por material externo; • Sensor de rotação da máquina (zero speed); • Monitoramento de amperagem do motor; • Sensor e alarme de nível alto na tremonha; • Todos os equipamentos de fluxo de massa anteriores param quando Item M5 parar.
  19. 19. Manual de Operação De Smet Ballestra -19- BUNGMT-00-MTM 4.1.9 Item 17 - Tanque de Miscela A miscela que alimenta o tanque de miscela, Item 17, é proveniente dos hidrociclones (itens 16H) através da bomba P-15 ou diretamente do extrator por gravidade. O tanque de miscela é o tanque pulmão entre o extrator e a destilação. A miscela é enviada para a destilaria diretamente ao Item 60A (Evaporador de Primeiro Estágio) através da bomba P-8. O tanque também recebe o óleo não totalmente dessolventizado ou secado da P-22, P- 506 ou de drenos. A vazão de miscela que alimenta o primeiro equipamento da destilação, Item 60A, é controlada pela válvula de controle FV-P8. Esta vazão pode ser determinada em função do transmissor de densidade (DT-P8) controlando a concentração de miscela desejada, mantendo a quantidade de solvente no circuito constante. Desta maneira, se a vazão de alimentação de sólidos no extrator não variar, uma vazão de miscela constante implicará uma composição de miscela aproximadamente constante. O tanque de miscela também permite absorver as variações de solvente entre o Extrator, Item 3, e o Separador de Água-Solvente, Item 32/34. O farelo fino que eventualmente possa ter entrado com a miscela do extrator deposita- se na parte inferior do corpo e é purgado para os decantadores Itens 99A-B-C, ou descarregado nas caçambas próximas ao lado da alimentação do extrator. Alarmes de segurança: • Transmissor de nível; • Transmissor de temperatura. 4.1.10 Itens 16H - Hidrociclones A miscela da saída da tremonha do extrator segue para o Tanque de Miscela, Item 17, passando pelos hidrociclones (itens 16H) através da bomba P-15, sendo que um dos hidrociclones fica aguardando em stand by. Como caminho alternativo a miscela da saída da tremonha do extrator segue por gravidade para o Tanque de Miscela, Item 17. Em seguida ela é bombeada pela bomba P-8 e passa pelos hidrociclones Itens 16H. 4.1.11 Item 36P - Ventilador Centrífugo de purga Esse ventilador aspira o ar do Extrator, Item 3, e o descarrega para a atmosfera. O ventilador só é ligado quando ocorrem paradas longas, manutenções, etc, para pugar o vapor de hexano presente no extrator. 4.1.12 Item 81/3T - Resfriador de Óleo de Lubrificação do Mancal do Extrator O óleo limpo proveniente da bomba P506 ou P22 passa pelo Resfriador, Item 81/3T, para lubrificar o rolamento do mancal inferior do eixo principal do Extrator, Item 3 e a coroa / pinhão do acionamento .
  20. 20. Manual de Operação De Smet Ballestra -20- BUNGMT-00-MTM 4.2 SEÇÃO DE DESSOLVENTIZAÇÃO O farelo com solvente proveniente do extrator entra no Dessolventizador Tostador, Item 70D, pela válvula rotativa, Item 8B, que dosa uniformemente a quantidade de farelo que entra neste equipamento. Neste Item ocorre a remoção de solvente e a tostagem do farelo. O dessolventizador é feito de uma série de estágios cilíndricos de aço carbono sobrepostos, divididos em duas (três opcional) diferentes seções: • Seção de Pré-dessolventização; • Seção de Dessolventização e Tostagem; • Seção de Steam-Dry. Os estágios são numerados de cima para baixo. Dessa forma, o estágio superior, onde entra o farelo embebido de solvente, é o primeiro estágio. E o inferior, onde sai o farelo sem solvente, é o último estágio do DT. O principal propósito das bandejas da pré-dessolventização é reduzir a umidade no farelo. E a função das bandejas da dessolventização é, principalmente, remover o hexano do farelo e tostá-lo. O aquecimento do farelo é realizado pela injeção de calor indireto nos fundos jaquetados ou fundos duplos de vapor com o objetivo de evaporar a maior parte do solvente presente no farelo. Os condensados formados são enviados ao tanque de condensados, Item 46/70A. Injeta-se vapor direto no farelo no último estágio do dessolventizador para que a soja sofra um tratamento chamado “Tostagem”. Esse tratamento realizado sob atmosfera úmida consiste em elevar a temperatura do farelo a ~100°C (cocção) e evaporar quase totalmente o solvente contido no farelo. A cocção em atmosfera úmida prossegue durante toda a passagem de farelo pelo Dessolventizador-Tostador, ao mesmo tempo que uma parte de umidade incorporada se reevapora. Os vapores e gases de hexano fluem para a parte de cima do corpo e de lá são enviados para o Lavador de Gases, Item 29. Neste equipamento, as partículas de farelo fino do DT são capturadas por pulverizadores de água. O excesso de água do Item 29 é enviado em um dos compartimentos do DT por meio de jato ejetor de vapor, Item 41/29, onde os finos precipitarão em cima do farelo do DT e a água será evaporada. Após passar por uma série de processos, o hexano presente nesses gases é recuperado e retorna ao Extrator, Item 3. O steam-dry está na sequência do dessolventizador, auxiliando na secagem do farelo e remoção dos vapores de hexano residual através do ejetor / exaustor (Item 41/70D) e descarregando no Item 60A juntamente com os gases provenientes do DT (Item 70D). O aquecimento do farelo no steam-dry é realizado pela injeção de calor indireto nos fundos jaquetados ou fundos duplos de vapor com o objetivo de eventualmente retirar a maior parte do solvente residual presente no farelo.
  21. 21. Manual de Operação De Smet Ballestra -21- BUNGMT-00-MTM 4.2.1 Item 8B - Válvula Rotativa Esta válvula rotativa dosa uniformemente o farelo proveniente do Extrator no primeiro compartimento do Dessolventizador Tostador, Item 70D, e também pode evitar um fluxo de vapor do DT para o Extrator. A camisa da válvula rotativa é aquecida pelo vapor para evitar eventual encrustações. Alarmes de segurança: • Dispositivo de segurança que se rompe quando a válvula rotativa estiver super carregada ou bloqueada por material externo; • Sensor de rotação da máquina (zero speed); • Monitoramento de amperagem do motor. 4.2.2 Itens 41/70D - Ejetores do DT O ejetor / exaustor Item 41/70D retira os vapores e umidades do dessolventizador, auxiliando na secagem do farelo e eventual remoção dos vapores de hexano residual e descarregando no Item 60A juntamente com os gases provenientes do DT (Item 70D). 4.2.3 Item 46/70A - Tanque de Condensado do DT Neste recipiente é coletado todos os condensados do vapor indireto do DT (aquecimento do fundo duplo). O nível de condensados é medido pelo transmissor de nível deste tanque. Este aciona a válvula de controle LV-46/70A para enviar o condensado ao Tanque Flash do DT, Item 46/70B. Alarmes de segurança: • Transmissor de nível; • Transmissor de temperatura. 4.2.4 Item 70D - Dessolventizador-Tostador O farelo proveniente do extrator está embebido de solvente. A função do DT, Item 70D, é remover o solvente do farelo e tostá-lo. O fundo de cada compartimento é jaquetado e por ele passa vapor saturado que aquece o farelo indiretamente. O condensado formado é enviado para o Tanque de Condensado, Item 46/70A. Cada estágio possui facões que misturam e conduzem o farelo para o estágio seguinte. Dessa forma, essa homogeneização do farelo melhora a eficiência de troca de calor, evaporando a umidade e o solvente e tostando o farelo. A passagem de gases no primeiro estágio do pré-dessolventizador é feita pelo perímetro externo. E a passagem de gases nos demais estágios do pré-dessolventizador é feita pelo tubo central (“chaminé”). O farelo que, eventualmente, encrusta no tubo central, é removido por um raspador fixo. E nos demais estágios do dessolventizador os gases passam através das grelhas (“wedge bar” do tipo peperone).
  22. 22. Manual de Operação De Smet Ballestra -22- BUNGMT-00-MTM Na seção de pré-dessolventização a umidade do farelo é reduzida e uma grande parte do hexano presente no farelo é evaporado pela injeção indireta de vapor aquecido. Na seção de dessolventização injeta-se vapor direto uniformemente no material de seu último estágio (evaporação/flashing) e os vapores e gases de hexano passam pelo material e seguem para os estágios seguintes acima passando pelas grelhas (“wedge bar” tipo peperone). Além do vapor direto também injeta-se vapor indireto nos fundos duplos dos estágios acima. O aquecimento obtido pelo vapor direto e indireto é resposável por dessolventizar, tostar e pela cocção do farelo. O vapor, junto com o hexano evaporado do farelo, segue para a parte superior do DT e a mistura gasosa será condensada e separada posteriormente. Uma boa dessolventização e tostamento são obtidos pelo efeito combinado do aquecimento indireto pelos fundos jaquetados, a injeção de vapor direto, tempo de estadia e umidade controlada. O steam-dry (opcional) está na sequência do dessolventizador, auxiliando na secagem do farelo e remoção dos vapores de hexano residual através do ejetor / exaustor (Item 41/70D) e descarregando no Item 60A juntamente com os gases provenientes do DT (Item 70D). O aquecimento do farelo no steam-dry é realizado pela injeção de calor indireto nos fundos jaquetados ou fundos duplos de vapor com o objetivo de evaporar a maior parte do solvente presente no farelo. Alarmes de segurança: • Sensor de rotação da máquina (zero speed); • Monitoramento de amperagem do motor; • Sensor e alarme de nível alto ; • Transmissor de temperatura; • Transmissor de Nível • Transmissor de pressão; • Válvulas de Seguranças • Todos equipamentos de fluxo de massa anteriores param quando Item M70 parar. 4.2.5 Item 81/70D-LUB (OPCIONAL) - Resfriador de Óleo de Lubrificação do Redutor do Dessolventizador O óleo de lubrificação em recirculação através da bomba P-70D/LUB pelo redutor do Dessolventizador, passa por um Resfriador, Item 81/70D-LUB, e vai para lubrificar o redutor do Dessolventizador, Item 70D. Alarmes de segurança: • Transmissor de Temperatura; • Transmissor de Pressão.
  23. 23. Manual de Operação De Smet Ballestra -23- BUNGMT-00-MTM 4.3 SEÇÃO DE EVAPORAÇÃO Os gases provenientes do DT (Item 70D) são formados principalmente por solvente e vapor d’água, com uma composição que depende praticamente apenas de sua temperatura. A pressão de operação do DT é muito próxima da atmosférica, sendo operado levemente em depressão. Estes gases são enviados primeiramente ao Lavador de Gases (Item 29), onde entram em contato direto com uma pulverização de água quente, que retém a maior parte do conteúdo de sólidos que eventualmente foram arrastados do DT. Como a água de lavagem recircula, esta se aquece e, assim, os gases do DT não se condensam neste equipamento. O processo de recuperação de solvente se inicia quando os gases do DT já lavados são enviados para o Evaporador/Economizador de Primeiro Estágio, Item 60A. Neste equipamento grande parte dos gases se condensa transferindo calor latente para a miscela. O restante dos gases seguem para o Pré-aquecedor de Solvente, Item 20A e os condensados seguem por gravidade para o Separador de Água/Solvente, Item 32/24. Parte do condensado (ou todo o condensado) do Condensador a Vácuo, Item 19, é enviado pela bomba P-19 à parte inferior do espelho do lado do casco do Evaporador de Primeiro Estágio, Item 60A, com a finalidade de limpeza e de prevenção da ocorrência de corrosão por pites no feixe de tubos do Item 60A. Em seguida o condensado segue para o Item 32/34. Já o processo de destilação de miscela se inicia com a miscela proveniente do Extrator, Item 3, em seguida é bombeado para os hidrociclones 16H fluindo por gravidade para o Tanque de Miscela, Item 17, em seguida ela é bombeada pela bomba P-8, seguindo para o Evaporador de Primeiro Estágio, Item 60A. Opcionalmente a miscela proveniente do Extrator, Item 3, pode passar diretamente para o tanque de Miscela, Item 17 e diretamente através da P-8 para o Evaporador, Item 60A. A vazão de miscela enviada a este equipamento é controlada pela válvula de controle FV-P8, pelo transmissor de vazão. No equipamento 60A, a miscela se concentra devido a evaporação do solvente utilizando-se como o meio de aquecimento a grande massa de gases proveniente do DT e do ejetor de steam-dry (opcional), Item 41/70D. Esta evaporação é feita à vácuo, que é obtido com o ejetor de vapor, Item 41/19. Considerando que os gases do DT são gerados como consequência da dessolventização e da tostagem do farelo do Extrator, o equipamento 60A é denomidado como um economizador, já que aproveita essa corrente de gases em vez de utilizar o vapor vivo como fonte de calor . No primeiro passo o aquecimento da miscela é obtido pelo uso do calor latente dos gases do DT. A miscela concentrada é separada dos gases no domo do equipamento 60A (Domo Separador 60B) e por meio da bomba P-60 é enviada para o equipamento Economizador Óleo- Miscela (Item 81-P60/P22). 4.3.1 Item 29 – Lavador de gases do DT. Os vapores provenientes do Dessolventizador Tostador, Item 70D, são formados principalmente por solvente e água, mas podem arrastar partículas sólidas.
  24. 24. Manual de Operação De Smet Ballestra -24- BUNGMT-00-MTM Utilizando bicos spray, pulveriza-se água quente nestes gases que arrasta as partículas indesejadas. Os gases não se condensam pois a água de lavagem que recircula através da bomba P-29 se mantém aquecida pelo controle de temperatura de injeção de vapor direto. Os finos flutuantes na superfície da água são enviados para o DT através do Edutor, Item 41/29, ou diretamente para o Fervedor, Item 45. Consequentemente terá reposição constante de água limpa ou de condensado. O lavador de gases, Item 29, deve ser alimentado com água de condensado preferencialmente. A temperatura dos gases na saída do DT, Item 70D, é de 72 a 78°C. Sendo assim, a temperatura da água do Item 29 deve ser de, aproximadamente, 5 a 10°C acima da temperatura dos gases. A pressão no duto de gás entre o DT e o Lavador de Gases, Item 29, deve ser brandamente negativa (-10 mmH2O). Alarmes de segurança: • Transmissor de temperatura; • Sifão de segurança (visual). 4.3.2 Item 60A/B – Evaporador/Economizador de Primeiro Estágio O processo de recuperação de solvente se inicia no Evaporador Economizador, Item 60A/B, que condensa quase todo o vapor de água e solvente proveniente do Dessolventizador Tostador, Item 70D e ejetor de steam-dry (opcional), Item 41/70D. Os vapores, após serem limpos no Lavador de Gases, Item 29, entram pelo lado do casco do evaporador. Sua perda de carga, em condições normais, é de aproximadamente 40-70 mmH2O. O condensado segue por gravidade para o Separador de Água-Solvente, Item 32/34. Neste evaporador economizador também se inicia o processo de destilação da miscela. Nele evapora-se a maior parte do solvente contido na miscela proveniente do extrator. A miscela proveniente do Tanque de Miscela, Item 17, entra pela conexão cônica na parte inferior do equipamento 60A, passa pelo feixe de tubos e então ocorre a evaporação de grande parte do solvente presente na miscela, utilizando o calor latente dos gases do DT. O fluxo de miscela é controlado pela válvula FV-P8. Os vapores separados no Domo Separador 60B, são levados para o Condensador a Vácuo, Item 19, que é mantido sob vácuo pelo Ejetor, Item 41/19. A miscela separada no Domo é bombeada para o Pré Evaporador, Item Pre-18 (Evaporador 18A), passando pelo Economizador Óleo-Miscela, Item 81-P60/P22. Na drenagem do Item 60A/B a miscela poderá ser enviada para o Tanque de Miscela. O solvente evaporado no equipamento 60A representa aproximadamente 85-90% do total de solvente presente na miscela proveniente do Extrator, para condição de Verão, e 95- 97% para condição de Inverno ou alto vácuo da planta.
  25. 25. Manual de Operação De Smet Ballestra -25- BUNGMT-00-MTM As condições de operações típicas para o equipamento são as seguintes: Verão Inverno Vácuo de fábrica [mmHg] 410-450 550 Concentração da miscela de saída [% p/p] ≈70%-80% ≈85-90% Diante do risco de corte temporário de vazão de miscela no 60A, este equipamento permite que toda a vazão de gases do DT passe para o Condensador do DT (equipamento 20 B/C), atravessando o equipamento 60A sem condensar e com uma perda de carga máxima de aproximadamente 70-100 mmH2O (isto é, aumenta aproximadamente 30 mmH2O), evitando uma pressurização indesejável do Item 70D. Para prevenir o acúmulo de sujeira na placa tubular inferior (partículas de farelo, óxidos, etc.), o equipamento possui um sistema de lavagem “in-situ”, que utiliza o solvente proveniente da bomba P-19, fazendo-o entrar através das conexões diametralmente opostas para melhorar a distribuição do mesmo na placa tubular. O solvente de lavagem junto com o condensado do equipamento escorrem através das conexões de drenagem ovais e dispostas no mesmo nível da placa tubular, que permitem uma capacidade alta de evacuação de líquido minimizando o nível do mesmo e aumentando a velocidade de escorrimento na placa, o que facilita o arraste dos sólidos. Além disso, estas conexões se situam no mesmo nível para minimizar a existência de zonas mortas propensas à decantação dos sólidos. 4.3.3 Item 41/29 - Edutor ou Ejetor de Vapor A água com finos de farelo proveniente do Lavador de Gases, Item 29, é enviada pelo Edutor através do vapor motriz para o DT, Item 70D ou para o Fervedor, Item 45. Há uma válvula ON-OFF na saída da sucção do edutor que fecha quando o DT indica nível mínimo de farelo, ou quando pára o Item 4. 4.4 SEÇÃO DE DESTILAÇÃO A miscela, proveniente do Evaporador de Primeiro Estágio, Item 60A/B, se pré-aquece no trocador de calor 81-P60/P22, aproveitando como fonte de calor o óleo proveniente do Terminador (Stripper) de Óleo Vegetal, Item 22, ou o óleo do Secador de Óleo, Item 506 (duas alternativas de operação). A miscela pré-aquecida entra no Pré-evaporador, Item Pre-18, pelo feixe de tubos em sua parte inferior, sendo aquecida por uso de vapor flash de baixa pressão proveniente do Tanque Flash de Condensado, Item 46B. Ao sair do Item Pre-18 passa pela válvula de controle LV-60B, que controla a vazão de entrada de miscela no Evaporador Final, Item 18A. Neste trocador de calor, a miscela circula pelo lado dos tubos, aquecendo-se por meio de vapor direto ou vapor de flash de alta pressão, proveniente do Tanque de Condensados, Item 46/70B, e o vapor condensa do lado do casco. A temperatura final de aquecimento é alcançada pela regulação de pressão de vapor no equipamento através da válvula de controle TV-18A. A válvula de controle LV-60B mantém pressurizado o circuito de miscela acima desta desde a descarga da bomba P-60. Esta pressurização permite aquecer a miscela no Item Pre-18 sem vaporização de solvente, evitando oscilações indesejáveis no fluxo. Uma vez que a miscela
  26. 26. Manual de Operação De Smet Ballestra -26- BUNGMT-00-MTM atravessa a válvula LV-60B, produz-se um flashing pela descompressão a vácuo, o que faz com que a mistura bifásica líquido-vapor entre no Evaporador 18A em alta velocidade. A válvula de controle LV-60B é manipulada automaticamente pelo controle de nível de líquido do Domo Separador, Item 60B. Do equipamento 18A, a miscela sai na temperatura final de aquecimento e à pressão de vácuo. Esta mistura líquido-vapor entra no Domo Separador, Item 18B, que se encontra acima do Terminador (Stripper) de Óleo Vegetal, Item 22. Estes dois conjuntos formam um único equipamento, o Domo Separador / Terminador (Stripper) de Óleo Vegetal, Item 18B/22. No Domo Separador 18B separam-se os gases e a miscela, drenando esta última por gravidade para o distribuidor de líquido de alimentação da coluna de stripping, Item 22. No Terminador (Stripper) de Óleo Vegetal a miscela já concentrada põe-se em contato direto com vapor de água (sparge). Assim, consegue-se separar o solvente do óleo, o que permite atingir a especificação de concentração de solvente no fundo do terminador. O conteúdo final de solvente no óleo dependerá, além disso, da temperatura e do vácuo de operação e da vazão de vapor injetado (sparge) no terminador. O óleo proveniente do terminador, Item 22, é enviado ao Tanque Pulmão, Item 502, através da bomba P-22, passando pelo Economizador, Item 81-P60/P22 . Em seguida ele pode ser enviado para a seção de degomagem ou para o Aquecedor de Óleo, Item 521 (aquecer se necessário), em seguida, ao Secador de Óleo, Item 506, onde é ajustada a umidade final. Antes de o óleo ser bombeado aos tanques de armazenamento ele passa pelo resfriador final, Item 581B e aquecendo a água desmineralizada que alimenta a planta de caldeira. 4.4.1 Item Pre-18 – Pré evaporador Este trocador de calor aproveita como fonte de calor o vapor flash de baixa pressão proveniente do Item 46B, como meio de pre-aquecer a miscela, antes de sua entrada na segunda etapa de evaporação, Item 18A. A miscela circula pressurizada pelo lado dos tubos, aquecendo-se sem vaporização pela contra-pressão que é produzida pela válvula LV-60B. Além disso, graças a configuração adotada de múltiplos passos, desenvolve uma alta velocidade que aumenta a eficiência de transferência de calor e diminui o possível encrustramento nas paredes dos tubos. O meio de aquecimento utilizado, como o condensado de vapor de flash de pressão atmosférica, proporciona a redução de temperatura nas paredes dos tubos, minimizando a degradação do óleo e, consequentemente, o sujamento do equipamento. O condensado de vapor flash é descarregado por gravidade ao Fervedor de Água Residual, Item 45. O mesmo está previsto com um selo hidráulico para prevenir o retorno de vapores deste último ao respiro de saída do Item Pre-18 que está à atmosfera. 4.4.2 Item 18A – Evaporador Final Este trocador de calor opera com vapor de aquecimento para elevar a temperatura da miscela à temperatura desejada, sendo a última etapa de evaporação de solvente na miscela. A miscela pré-aquecida proveniente do Item Pré-18, passa pela válvula LV-60B produzindo uma importante vaporização devido à diminuição de pressão. Esta mistura bifásica líquido-vapor que deixa a válvula e entra nos tubos do evaporador a alta velocidade,
  27. 27. Manual de Operação De Smet Ballestra -27- BUNGMT-00-MTM devido à presença de gases, evita uma encrustração prematura nas paredes dos tubos do equipamento. A miscela e o solvente evaporado seguem para o Domo Separador, Item 18B, onde são separados. A temperatura de saída da miscela no Item 18A é controlada pela malha de controle que manipula a válvula de controle TV-18A, controlando a vazão de vapor ao equipamento. Além disso, o vapor flash proveniente do Item 46/70B é aproveitado como fonte de aquecimento no Item 18A, sem a necessidade de uma válvula de controle (possui uma on-off), dado que o consumo do 18A é superior ao vapor flash produzido. A pressão de vapor de aquecimento poderá oscilar entre 0,5 - 1,5 barg. A pressão máxima recomendada é de 2,0 - 2,5 barg para evitar o encrustramento prematuro nas paredes dos tubos devido à alta temperatura que proporciona a formação de gomas e encrustamento do óleo. A outra implicação direta da temperatura (pressão de vapor de aquecimento) é na cor final do óleo. Durante condições de operação normais, com concentrações de miscela da ordem de 60-80%, a pressão de vapor não deve ser superior a 2,5 barg. Para estados transitórios de operação, o equipamento poderá evaporar miscela com uma concentração mínima da ordem de 50-65%, operando na maior pressão de vapor (3,5-4,0 barg) até se normalizar a planta, evitando dessa forma a formação de encrustamento. Nota: O encrustramento prematuro nas paredes dos tubos por alta temperatura se deve a formação de gomas e encrustamento do óleo. 4.4.3 Item 18B/22 - Domo Separador / Terminador (Stripper) de Óleo Vegetal O separador do Evaporador Final, Item 18B, e Terminador de óleo vegetal “Stripper”, Item 22, são construídos em um único conjunto denominado Item 18B/22. No domo deste equipamento separam-se os gases da miscela, provenientes do Evaporador Final, Item 18A. A miscela, em seguida, entra por gravidade no distribuidor de líquido do Stripper 22. Esta coluna está composta por zona superior com o disco de grelhas ou discos perfurados perfurados e na zona inferior inundada com bolhas. A linha de saída de líquido do Domo Separador aumenta de diâmetro na entrada do Item 22 onde se pode injetar uma vazão de vapor direto controlada para gerar um pré-stripping do óleo. A zona dos pratos dispõe de uma linha de by-pass de gases, para ser usada somente em caso estritamente necessário por alta perda de carga destes. Esta linha deve conter uma válvula, com capacidade de regulação da vazão e a correspondente placa de orifício de restrição de vazão. Na parte inferior da coluna, há um distribuidor de vapor (sparger) que permite gerar uma zona de borbulhamento no óleo. Como vapor de stripping reutiliza-se todo o vapor proveniente da descarga dos ejetores, Itens 41/506, de modo que os gases/vapores sobem passando por todos os pratos em contracorrente com o óleo descendente. Além disso, pode-se injetar uma vazão de vapor vivo adicional no distribuidor “sparger” mediante regulação da correspondente válvula globo acima da placa de orifício. O
  28. 28. Manual de Operação De Smet Ballestra -28- BUNGMT-00-MTM nível de óleo nesta zona é regulado automaticamente pela malha de controle que controla o nível do Item 22. Para assegurar o uso de vapor livre de umidade no equipamento com a finalidade de prevenir encrustamento por hidratação do óleo, o vapor opcional do fundo e o vapor de alimentação são obtidos do separador de vapor (Item 46/22), onde é tomado o vapor motriz dos ejetores, Itens 41/506. Tanto o nível de líquido da zona inundada como a vazão de vapor adicional são variáveis de operações a ajustar empiricamente, mas dentro de certas faixas. Na drenagem ou no inicio da operação do Item 18B/22 a miscela poderá ser enviada para o Tanque de Miscela, Item 17. 4.4.4 Item 81-P60/P22 - Economizador Óleo-Miscela Este equipamento permite pré-aquecer a miscela proveniente do Domo Separador, Item 60B, recuperando o calor do óleo proveniente do Terminador (Stripper) de Óleo Vegetal, Item 22, ou do secador, Item 506 (duas alternativas de operação). O óleo circula pelos tubos e a miscela pelo casco. A miscela é aquecida sem ocorrer vaporização, já que a mesma se mantém pressurizada pela contrapressão gerada pela válvula de controle LV-60B. O óleo proveniente do fundo do Item 22 é resfriado de 100-105ºC até 75-80ºC no Economizador Óleo-Miscela, Item 81-P60/P22 para entrar no processo de degomagem. Como alternativa, no caso de não ser necessário o resfriamento para entrar nas separadoras centrífugas , Item 518, pode-se enviar o óleo da P-22 diretamente à degomagem e utilizar o economizador, Item 81-P60/P22 com o óleo de secagem do Item 506, após a esta passando pelo resfriador de óleo final Item 581. Como alternativa, no caso de não ser necessário o resfriamento para entrar na degomagem com as separadoras centrífugas , Item 518, pode-se enviar o óleo da P-22 diretamente à secagem, através do trocador item 521 e em seguida o secador, Item 506 e utilizar o economizador, Item 81-P60/P22 com o óleo de secagem do Item 506. Por fim, passando pelo resfriador de óleo final Item 581. 4.4.5 Item 506 - Secador de Óleo Este equipamento consiste basicamente em um tanque flash com chicanas, que dão ao óleo tempo de residência suficiente nas condições de pressão e temperatura previstas, para que se remova a água contida no mesmo. Os vapores do equipamento 506 são aspirados pelos ejetores, Itens 41/506, cuja descarga de vapor motriz é utilizada como vapor de stripping no fundo do Item 22. Desta maneira, o consumo de vapor do secador se recupera totalmente e ao memo tempo se reduz o efluente aquoso gerado na planta, pela redução de consumo do vapor direto. A linha de alimentação de óleo para o secador possui uma injeção de vapor direto “sparge” que permite fazer um pre-stripping do óleo, sem afetar o vácuo do 506, já que este está dimensionado para incorporar muito pouca umidade. A vazão de vapor do mesmo é regulada mediante uma válvula globo manual, recomendando-se ajustar a pressão do manômetro localizado entre a válvula e a placa de orifício, RO-506 em 2,0 - 2,5 barg.
  29. 29. Manual de Operação De Smet Ballestra -29- BUNGMT-00-MTM 4.4.6 Item 41/506 - Ejetor do Secador de Óleo O ejetore Item 41/506 retira os vapores e umidade do secador de óleo, Item 506, e os descarrega no Terminador de Óleo, Item 22 (vapor de sparge). 4.4.7 Item 46/22 - Separador de Vapor Separa a umidade do vapor para alimentar o vapor de agitação “sparge” e os Ejetores, Itens 41/506 para minimizar a entrada de umidade no Terminador de Óleo, Item 22 e 506. 4.5 SEÇÃO DE CONDENSAÇÃO Podem-se distinguir duas vias distintas de condensação dos vapores gerados na planta. A primeira opera com vácuo e condensa os vapores gerados no processo de concentração da miscela, e a outra opera à pressão atmosférica e condensa os vapores provenientes principalmente do Dessolventizador Tostador, Item 70D, mas também é utilizada para condensar os gases proveniente do Extrator e demais recipientes que operam à pressão atmosférica. Circuito atmosférico de Condensação Os gases provenientes do Dessolventizador Tostador (Item 70D) são formados principalmente por solvente e água, com uma composição que depende praticamente apenas de sua temperatura. A pressão de operação do DT é muito próxima da atmosférica. Estes gases são enviados primeiramente ao Lavador de Gases (Item 29), onde são mantidos em contato direto com uma pulverização de água quente, que retém a maior parte do conteúdo de sólidos que puderam ser arrastados do DT. Como a água de lavagem se circula, esta se aquece mediante injeção de vapor no Item 29 controlada pela a válvula de controle e, assim, os gases do DT não se condensam neste equipamento. Os gases do DT já lavados juntamente com os provenientes do 41/70D e os gases do Fervedor, Item 45, são enviados para o Item 60A, onde se condensam parcialmente, transferindo calor latente para a miscela. A maior parte dos gases do DT se condensa neste Economizador. Os gases que não se condensaram no Primeiro Evaporador 60A passam para o Pré- aquecedor de Solvente (Item 20A). Neste equipamento, os gases são utilizados como meio de aquecimento para pré-aquecer o solvente proveniente da bomba P-1, que é alimentado ao extrator, Item 3. Os gases que não se condensam no Item 20A passam para o Condensador de Gases do Extrator e DT (Item 20B/C). Neste equipamento de tipo casco-tubos condensa-se o resto dos gases que não puderam ser condensados nos recuperadores de calor anteriores. A condensação é feita através de água de resfriamento da torre. O equipamento 20B/C também recebe os gases proveniente do Extrator, Item 3, dos Tanques 63, do Reator de Degomagem, Item 503B, do Separador de solvente 32/34 e do Tanque de Miscela 17. Estes equipamentos, em condições normais de operação, não têm uma grande vazão de gases de ventilação. No entanto, em certas contingências, estes poderiam gerar uma vazão apreciável de gases para os quais o equipamento 20B/C está disponível e projetado para condensar.
  30. 30. Manual de Operação De Smet Ballestra -30- BUNGMT-00-MTM Os gases que não se condensaram no Item 20B/C passam para a última etapa de condensação no Condensador Final de Ventilações (Item 20D). No equipamento 20D realiza-se a última etapa de condensação de solvente contra água de resfriamento ou do poço ou de emergência, diminuindo a temperatura dos gases até praticamente a temperatura disponível da água fria de resfriamento. O objetivo é diminuir a carga de solvente que passa junto com o ar para o último equipamento de recuperação de solvente: a Coluna Absorvedora de Óleo Mineral (Item 120). No Item 120, os gases passam por um recheio de anéis, onde se encontram com uma corrente de óleo mineral frio (em contracorrente) que absorve praticamente todo o solvente remanescente, deixando o ar acondicionado para sua ventilação atmosférica final. Os gases circulam através de todo circuíto atmosférico de condensação, aspirados pelo Ventilador, Item 136, que provoca a depressão requerida desde o topo da coluna 120 até o DT, possibilitando que o DT não aumente sua pressão de operação acima da pressão atmosférica. Nas etapas sucessivas de condensação através dos equipamentos 60A, 20A, 20B/C e 20D gera-se uma mistura de solvente e água condensados. Esta mistura se encontra à pressão atmosférica e drena por gravidade desde os equipamentos até o Separador de Água e Solvente, Item 32/34, onde o solvente é separado da fase aquosa. O solvente livre de água é enviado pela Bomba P-1 do Separador de Água e Solvente até o Extrator, sendo previamente aquecido. O pré-aquecimento do solvente se faz no equipamento 20A e, em seguida, se for necessário, realiza-se o aquecimento final no Aquecedor de Solvente, Item 49. 4.5.1 Item 20A - Pré-aquecedor de solvente Consiste de um equipamento de tipo casco-tubos. Os gases remanescentes que saem do evaporador de primeiro estágio, Item 60A, entram no pré-aquecedor de solvente, Item 20A pela parte inferior e atravessam o lado do casco, passando por uma série de chicanas que permite utilizar os gases como o meio de aquecimento para pré-aquecer o solvente a uma temperatura próxima necessária para alimentar o extrator. O condensado formado é conduzido para o separador de água e solvente, Item 32/34. Os gases não-condensados seguem para o Condensador, Item 20B/C. O solvente do separador 32/34 é bombeado pela bomba P1 ao pré-aquecedor de solvente, Item 20A. Ele entra pelo fundo do pré-aquecedor, pelo feixe de tubos, e sai pela sua parte superior. Em seguida ele é conduzido para o aquecedor final de solvente no Item 49, e segue para o extrator. O circuito de solvente possui um by-pass para se utilizar durante a posta em marcha “start up”. Nessa situação, considerando que com a planta parada podem estar entrando os vapores do Fervedor de Água Residual, Item 45 (provenientes do ejetor 41/19) no 60A e, em seguida, no 20A, o equipamento pode aquecer-se acima de 65-66 °C e, no momento de ser alimentado com solvente, pode produzir temporariamente uma vaporização de solvente à entrada do extrator. Não obstante poderia haver uma leve pressurização temporária no extrator, tanto o Item 20B/C, como a tubulação entre ambos estão dimensionados para lidar com uma grande quantidade de gases sem comprometer mecanicamente o Extrator. Na condição de verão, a vazão total de solvente até o extrator se pré-aquece de, aproximadamente, 43-46°C a 52-55°C neste equipamento, sendo necessário ou não um aquecimento posterior com o Aquecedor de Solvente, Item 49.
  31. 31. Manual de Operação De Smet Ballestra -31- BUNGMT-00-MTM Em condições de vácuo maior (inverno), o pré-aquecimento do solvente é menor que no verão, por dois motivos: a) Com maior vácuo disponível na planta obtém maior concentração de miscela de saída do Item 60A, com maior condensação de vapores provenientes do DT, reduzindo-se a quantidade de gases disponíveis para o Item 20A. b) O solvente proveniente do Item 32/34 se encontra a uma temperatura mais baixa com relação à condição do projeto (verão), em razão de temperatura mais baixa da água de resfriamento. No inverno, o aquecimento obtido no Item 20A pode ser da ordem de 50°C, podendo ser necessário um aquecimento posterior com o Item 49. O aumento do consumo de vapor para este último equipamento será compensado pela redução de consumo do Item 18A, porque a concentração de miscela de alimentação deste equipamento é maior (dentro dos limites mencionados para o vácuo e a água de resfriamento). 4.5.2 Item 20B/C - Condensador de Gases do DT e Extrator Este condensador é um trocador de calor do tipo casco-tubos que se compõe basicamente de dois equipamentos funcionais. O equipamento 20B condensa os gases provenientes do DT (Item 70D), e o equipamento 20C condensa as ventilações provenientes do Extrator (Item 3), do Separador- Acumulador de Solvente (Item 32/34), Tanques de Solvente (Item 63), Tanque de miscela (Item 17), etc. O condensado formado é coletado na parte inferior e segue para o separador de água e solvente, Item 32/34 entrando no coletor geral. A água de refrigeração da torre, fluido frio do trocador de calor, ligado normalmente em circuito em série com o Item 19 e que provém dos Itens 19 e 20D e, por isso, já está um pouco aquecida. Esta água entra pela parte inferior lateral, atravessa o condensador pelo feixe de tubos e sai pela parte superior lateral do equipamento. Em seguida a água aquecida é conduzida para as torres de resfriamento. A entrada de gases no equipamento 20C se faz de forma independente, de modo a separar os gases do DT daqueles provenientes do Extrator e demais recipientes. Aproximadamente 2/3 da área de troca térmica total funciona como 20B e 1/3 como 20C. Em condições de operação normal, o equipamento condensa praticamente toda a vazão de gases que entra, provenientes fundamentalmente do DT para a condição de projeto-verão, conseguindo uma aproximação “approach”de 3-4°C entre a água que entra e os condensados que saem do equipamento. O equipamento tem perda de carga muito baixa em condições de operação normal. Em caso de contingência de corte de fornecimento de miscela ao 60A, o equipamento pode condensar todos os gases provenientes do DT, Item 70D, com uma perda de carga máxima da ordem de 70-100 mmH2O, evitando pressurizar o Extrator e os demais recipientes. O equipamento 20C também está projetado para a condensação de uma importante vazão de gases de solvente provenientes do Extrator, no caso de uma grande vaporização de solvente neste último. A perda de carga do equipamento e linha de ventilação do Extrator não compromete este último.
  32. 32. Manual de Operação De Smet Ballestra -32- BUNGMT-00-MTM Embora este equipamento 20B/C receba os gases do DT e de outros recipientes, estes últimos não ficam diretamente vinculados ao DT, já que as linhas de gases se conectam com o equipamento em zonas diferentes. Em caso de pressurização do DT, o setor 20B do equipamento condensa a maior parte dos gases provenientes deste, razão pela qual não transmitir pressão para os outros recipientes (extrator, etc). Dessa forma, o Extrator e os outros equipamentos não seriam afetados de forma considerável por uma pressurização do DT. 4.5.3 Item 20D - Condensador Final de Ventilação Este trocador de tipo casco-tubos realiza nesta última etapa de condensação dos gases de vapores de água e hexano provenientes do condensador 20B/C, que são ventilados como efluentes gasosos. Os vapores a serem condensados entram pela parte inferior e atravessam o lado do casco do condensador. O condensado formado é coletado por um tubo na parte inferior e segue para o separador de água e solvente, Item 32/34. Os gases não-condensados seguem por outro bocal do condensador na sua parte superior e são conduzidos para o absorvedor de solvente, Item 120. A água de refrigeração, que pode vir das torres de resfriamento e dos poços de água e água de emergências, entra por uma tubulação na parte inferior do condensador, atravessa o feixe de tubos e segue para o condensador, Item 20B/C. Nas condições do Projeto-Verão consegue-se esfriar os gases com uma aproximação de 1-2°C com relação à água de entrada do poço “água fria” ou das torres. Condensação à Vácuo No processo de concentração da miscela a vácuo geram-se vapores de solvente que devem ser condensados para poder recircular o solvente no Extrator. Os gases provenientes dos itens 60B, 18B/22 e 122 entram no Condensador à Vácuo (Item 19) onde são condensados utilizando-se água de resfriamento da torre. Os gases que não condensam no condensador a vácuo, Item 19, são aspirados pelo ejetor Item 41/19, gerando o vácuo requerido para a operação de evaporação e stripping. A descarga de gases do ejetor é enviada para o Fervedor de Água Residual, “Stripper de Efluente” (Item 45) onde os gases são aproveitados como fluido de incoporação de solvente que contém na água residual. Finalmente os gases são utilizados como fonte de calor adicional no Item 60A. Todos os condensados (solvente + água) do equipamento Item 19 são aspirados pela bomba P-19 e enviado para o Separador de Água e Solvente, Item 32/34. Uma parte ou na totalidade da vazão é desviada para o Item 60 A, para a limpeza / lavagem da sua placa tubular inferior, logo seguindo o seu curso ao separador Item 32/34, pela ação da gravidade. 4.5.4 Item 19 - Condensador à Vácuo A finalidade deste equipamento é condensar os vapores de água e solvente proveniente do evaporador de primeiro estágio, Item 60A, do Cume do Stripper de Óleo, Separador Item 18B e os gases das colunas stripping (Item 22 e 122) utilizando a água de resfriamento da torre.
  33. 33. Manual de Operação De Smet Ballestra -33- BUNGMT-00-MTM É um equipamento relativamente compacto de baixa perda de carga (10 – 15 mmHg) e alta eficiência de condensação. Os gases entram pelo invólucro central do condensador basicamente divididos em dois setores, um superior e outro inferior e passam pelo lado do casco. Ao entrar, os gases se dividem em dois fluxos que seguirão para a esquerda e para a direita e atravessam por uma série de chicanas. A parte de superior permite a condensar a maior parte da vazão de vapores e o condensado é drenado pelas duas saídas laterais opostas. Os vapores que não condensaram entram na parte inferior e são aspirados pelo Ejetor 41/19, saindo por uma conexão lateral, na parte central do condensador. Os condensados formados saem por uma conexão central e seguem para a Bomba P-19, ao 60A e, em seguida, ao separador de solvente 32/34. O fluido frio utilizado neste equipamento é a água de refrigeração proveniente das torres de resfriamento. A água entra por uma tubulação na parte inferior do equipamento, passa pelos feixes de tubos e saem pela parte superior do condensador. Em seguida esta corrente de água segue para o condensador 20B/C. A aproximação "approach" que se consegue entre a temperatura de saída de gases não condensados e a de entrada de água de resfriamento é de aproximadamente 1,5 - 3°C. Por esta razão, deve-se considerar que para baixas temperaturas de água de resfriamento (Inverno) o solvente condensado poderia sair com um alto sub-resfriamento e, conseqüentemente, requereria um consumo de energia adicional para aquecê-lo e para poder enviá-lo novamente para o Extrator. O ideal é que a temperatura mínima da água não seja inferior a 19 - 22°C, ou seja, um valor de temperatura que permita obter uma concentração de miscela de saída do 60B não seja superior a 90%. 4.5.5 Itens 41/19 - Sistema Vácuo Conta-se com um único sistema geral de vácuo de planta para a evaporação de solvente da miscela nos itens 60A e 18A e para stripping de óleo vegetal e mineral, nos itens 18B/22 e 122 respectivamente. A condensação dos vapores do Item 60A e 18A se realiza em um único Condensador a Vácuo, Item 19, que está ligado ao ejetor 41/19. Este ejetor succiona os vapores não condensados e os conduzem ao Item 45. O sistema de vácuo possui, além disso, uma reciclagem de gases no ejetor Item 41/19, para limitar o máximo vácuo na planta, evitando o arraste de líquido nos domos 60B e 18B em condições de vácuo muito alto. A recirculação de gases se dá desde a descarga até a aspiração do ejetor. Para isso dispõe-se de uma válvula na linha de recirculação de gases, que se recomenda abrir e operar somente no caso de se alcançar a pressão máxima de vácuo recomendada, de 540 / 560 mmHg. Acima desse valor de vácuo não é recomendável operar a planta, já que não se produz uma boa economia de vapor, como também podem gerar os seguintes inconvenientes: possibilidade de arraste nos domos por alta velocidade de gases e/ou probabilidade de geração de espuma no Item 18B por alta concentração de miscela de entrada no Item 18A (por alta evaporação no Item 60A). O valor de pressão de vácuo deverá ser encontrado experimentalmente, sendo que se devem considerar os seguintes itens: • Vácuo não superior a 540 / 560 mmHg;
  34. 34. Manual de Operação De Smet Ballestra -34- BUNGMT-00-MTM • Concentração de miscela de saída do evaporador Item 60B: não deve ser superior a 90 - 93%; • Observar que não se gere espuma no Separador, Item 18B. Caso se observe um vácuo superior ao indicado, um arraste de miscela no separador 32/34, ou presença de espuma no Cume de Stripper/Separador de Óleo 18B, o vácuo deverá ser reduzido, abrindo-se a válvula de recirculação do ejetor Item 41/19 ou com uma estrangulação parcial do vapor motriz do ejetor. 4.6 SEÇÃO DE SEPARAÇÃO DE ÁGUA E SOLVENTE Nas etapas sucessivas de condensação através dos equipamentos 19, 60A, 20A, 20B/C e 20D gera-se uma mistura de solvente e água condensados. Os condensados se encontram à pressão atmosférica e seguem por gravidade até a entrada do Separador-Acumulador de Solvente, Item 32/34, onde o solvente é separado da fase aquosa. O regulador de interface é um pequeno recipiente externo ligado através de tubos no fundo do equipamento principal e instalado um pouco acima do meio do tanque, que permite um ajuste manual para regular a altura da interface água-solvente no interior do equipamento. Deste pequeno recipiente a bomba P-32 aspira e envia a água separada de solvente controlando o nível do recipiente através de uma válvula de contrôle até o Fervedor de Água Residual (Stripper de efluentes), Item 45, passando pelo economizador Água/Água, Itens 81- 32/45, onde é previamente aquecida com a água quente que sai do Item 45. Em caso de contingência de parada da bomba P-32, o regulador de interface possui um transbordo de água por alto nível que drena por gravidade, alimentando diretamente o Item 45. A água que entra no Fervedor de Água Residual, Item 45, é aquecida com vapor de descarga do ejetor 41/19 ou complementado pelo vapor vivo, para vaporizar qualquer solvente presente neste líquido. Os vapores seguirão para o Item 60A, juntamente com os gases proveniente do DT. Em seguida a água é resfriada nos Economizadores Água-Água 81-32/45 e, finalmente, é conduzida até a drenagem final. O solvente líquido, livre de água, é enviado pela bomba P-1 do Separador-Acumulador 32/34 ou Acumulador de Solvente, Item 34, ao Extrator, Item 3, sendo previamente aquecido. O pré-aquecimento se faz no equipamento Pré-aquecedor de Solvente, Item 20A e, em seguida, se for necessário, realiza-se o aquecimento final no Aquecedor de Solvente (Item 49) e finalmente alimenta-se o Extrator, Item 3. O Item 34 possui uma linha de drenagem por transbordo até o tanque de armazenamento de solvente puro, para que, em caso de excesso de repleção deste, o nível não supere um valor máximo de operação. O Item 34 também possui uma alternativa de drenagem de eventual água decantada no fundo do tanque aspirado pela bomba P-34 e enviando de volta com a vazão muito baixa para o tanque 32. O Item 34 também possui uma alternativa de drenagem da água decantada no fundo do tanque aspirado pela bomba P-19. Além disso, o equipamento, Item 32/34, possui um sistema de limpeza “in-situ” que permite eliminar em condições normais de operação, o farelo e outras sujeiras que possam ter- se acumulado no fundo.
  35. 35. Manual de Operação De Smet Ballestra -35- BUNGMT-00-MTM 4.6.1 Item 32/34 - Separador Água-Solvente e Tanque de Solvente O equipamento se compõe de um Primeiro Setor (Item 32), onde ocorre a separação de água e solvente e um Segundo Setor composto de dois compartimentos (Item 34) que funciona como reservatório de solvente. A seção do separador que realiza a separação (Item 32) possui duas placas perfuradas direcionadoras de fluxo e, em seguida, um “Pack” de Placas Paralelas (inclinadas para impedir o acúmulo de partículas) por onde o fluido é forçado a passar. Essa parte interna está especialmente projetada para permitir uma separação eficiente evitando retromistura por turbulências. O equipamento possui uma única entrada com coletor de mistura água-solvente, que entra pelo centro do mesmo. A mistura circula para a outra extremidade do equipamento e passa através do “pack” de placas separando-se em duas fases. O solvente (fase superior) transborda por cima de uma Divisória Separadora e passa para o compartimento de reservatório localizado em um extremo (Item 34). A água (fase inferior) é drenada, por gravidade, pelo fundo do equipamento até o Regulador de Interface. O regulador de interface é um pequeno recipiente externo ao corpo principal do equipamento, que permite, com um ajuste manual, regular a altura da interface água-solvente no interior do equipamento. Deste pequeno recipiente a bomba P-32 aspira e envia a água separada até o Stripper de Efluente (Item 45), passando pelos Economizadores Água/Água (Itens 81-32/45) para se pré-aquecer. Em caso de contingência de parada de bomba P-32, o regulador de interface possui um transbordo de água por alto nível que drena por gravidade, descarregando-a diretamente ao Item 45. O solvente, já livre de água, é aspirado pela bomba P-1 a partir do Reservatório de Solvente (Item 34) e é enviado ao Pré-aquecedor de Solvente (Item 20A), Item 49 e finalmente ao extrator, Item 3. O corpo do Separador de Solvente/Água e o Regulador de Interface são providos de uma linha de balanço de gases entre ambos, que, por sua vez, está conectada a uma linha de ventilação de gases até o Condensador do DT, Item 20B/C, e Extrator. Nota: A linha de balanço entre o regulador e o corpo do 32/34 tem por objetivo evitar o movimento do nível de interface e, conseqüentemente, a variação da vazão de água de saída para a P-32, alterações que se poderiam produzir se ambos os dispositivos não estiverem conectados através de suas câmaras gasosas. Além disso, o equipamento possui uma linha de drenagem de solvente (por transbordo) até o tanque de armazenamento de solvente, para que, em caso de excesso deste por alguma contingência (parada de P-1 ou falha de fechamento da LV-34), o nível não supere um valor máximo de operação. O equipamento possui um sistema de limpeza "in-situ" que permite eliminar, em condições normais de operação, o farelo e outras sujeiras que possam ter-se acumulado no fundo. As partículas sólidas que possam entrar com a alimentação, separam-se na zona de entrada e em seguida no “pack”, deslizando-se pelas placas inclinadas e caindo no fundo do recipiente. A sujeira acumulada deverá ser eliminada para impedir o tamponamento do “pack”.
  36. 36. Manual de Operação De Smet Ballestra -36- BUNGMT-00-MTM O sistema de limpeza possui bicos adequadamente espaçados que injetam água de lavagem (água de resfriamento) com uma vazão controlada (limitada) que permite remover a sujeira e toda a fase aquosa sem perturbar a fase do solvente, evitando conseqüentemente a mistura solvente/água. A água suja é drenada simultaneamente através de múltiplas conexões com válvulas. A limitação da vazão de água de lavagem é obtida com as respectivas placas de orifício de restrição localizadas nas linhas de entrada de água. PROCEDIMENTO DE LIMPEZA (EM OPERAÇÃO NORMAL COM A DESTILARIA EM FUNCIONAMENTO): • A freqüência de lavagem e a duração desta deverão ser avaliadas experimentalmente. Inicialmente sugere-se uma lavagem semanal com uma duração de pelo menos 15 minutos. • A operação é totalmente manual e deverá ser efetuada por um operador controlando o processo durante toda a manobra de limpeza, até que se complete o ciclo e se deixe o equipamento novamente em condições normais de operação. • Abrir totalmente as duas válvulas de alimentação de água no equipamento (as placas de orifício limitam a vazão). • Abrir simultaneamente as 6 (seis) válvulas de drenagem inferior. • Observar se continua drenando água pelo regulador de interface para garantir que não se rompa o selo de água do equipamento. Se a drenagem de água (pelo regulador de interface) for interrompida, fechar um pouco as válvulas de drenagem. Se a vazão do regulador tender a aumentar, abrir um pouco mais as válvulas de drenagem. • Verificar a presença de sujeira com a água. Talvez seja conveniente tomar uma amostra com um recipiente ou proveta e observá-la. A presença de partículas é indício de que a limpeza é efetiva. • Verificar a ausência de água em solvente à saída da bomba P-1 durante o ciclo de lavagem. Se houver arraste de água se deverá suspender o ciclo e resolver a causa do problema. • Continuar com a operação até que a água de drenagem fique completamente limpa. • Fechar todas as válvulas de drenagem e as válvulas de entrada de água de lavagem. Recomenda-se gerar uma rotina de lavagem de modo a garantir que seja efetuada periodicamente. Caso contrário, corre-se o risco de que seja grande o acúmulo de sujeira e se obstrua o “pack”, com o risco subseqüente de perda de eficiência de separação. O sistema permite fazer uma limpeza não somente do fundo, mas também de toda a fase aquosa, o que de modo geral permite, além disso, eliminar os resíduos que possam ter-se acumulado na interface água-solvente. Se este procedimento não permitir eliminar completamente a interface água-solvente, existe o recurso de eliminá-la através das purgas de interface localizadas lateralmente no equipamento, as quais permitem enviar a interface à aspiração da bomba P-32 e enviando ao Item 45. Para decidir qual é a purga que permite drenar a interface, é conveniente primeiro tirar uma amostra partindo da purga localizada aproximadamente a uma altura de ¼ a ½ da altura
  37. 37. Manual de Operação De Smet Ballestra -37- BUNGMT-00-MTM total do recipiente e depois continuar tentando com as purgas superiores e inferiores até se conseguir encontrar e drenar a interface. 4.6.2 Item 45 - Fervedor de Água Residual ( Segurança para Efluente ) O Item 45 é uma coluna de stripping do efluente aquoso proveniente do Separador de Água-Solvente, Item 32/34. A função do equipamento consiste em vaporizar qualquer presença de solvente na fase aquosa proveniente do equipamento 32/34. O Separador de Solvente opera com elevada eficiência de separação e, em condições normais de operação, não deveria haver fugas de solvente. Ainda assim, o Stripper 45 está projetado para poder vaporizar e enviar até o Item 60A o solvente que possa entrar junto com a água que drena do Item 32 . O equipamento é provido de pratos de grelhas, projetados para dar ao líquido, que entra pelo topo, um tempo de residência adequado e um bom contato vapor-líquido, de forma a assegurar fundamentalmente uma boa transferência de calor. Como fonte de calor, aproveita-se a descarga permanente de gases do ejetor 41/19. Desta maneira, o Item 45 dispõe de uma fonte contínua de calor latente (vapor de água) para aquecer/vaporizar qualquer entrada anormal de solvente na água. Dado o excelente contato líquido-vapor, este equipamento não produz ruído, por não haver colapso de bolhas de vapor no líquido, exceto no caso de abertura da válvula de vapor vivo TV-45 por baixa temperatura, que injeta vapor diretamente na zona inferior inundada. Em condições normais de operação, o vapor de água de descarga do ejetor 41/19 condensa parcialmente e aquece a água, alcançando-se aproximadamente 97-101°C no fundo do equipamento e 85-95 °C no topo. A maior parte dos gases do ejetor 41/19 passa através do equipamento sem condensar e são aproveitados como fonte de calor para evaporar solvente da miscela no Item 60A. Dispõe-se, além disso, de uma entrada de vapor adicional com o auxílio de uma válvula manual localizada no by-pass da válvula de controle automático TV-45, disponível para ser utilizada no caso de se apresentar um ou mais dos seguintes casos: • Quando os Itens 81-32/45 ficam fora de operação, o que traz, por conseqüência, uma temperatura de alimentação da água mais baixa no Item 45. • Quando, por alguma anormalidade ou contingência de operação entra uma grande quantidade de solvente com a água no Item 45. • Quando a vazão de efluente aumenta com relação a sua vazão de projeto (mais de 20- 30%), particularmente caso aumente a temperatura de operação do DT, com maior conteúdo de vapor de água nos gases, convertendo-se finalmente em efluente aquoso. • Menor vazão de vapor do ejetor 41/19 com relação ao valor de projeto. Para fazer frente à maior demanda de energia que pode se derivar de algum dos cenários antes enunciados, conta-se com a Válvula Manual de vapor adicional que deve ser ajustada de modo a se obter um valor de temperatura no topo do Item 45 de 92-96 °C, sendo o valor mínimo recomendável de 85-90 °C.
  38. 38. Manual de Operação De Smet Ballestra -38- BUNGMT-00-MTM À medida que se aumenta o vapor de água, aumenta-se o valor da temperatura de topo, e, ao contrário, quanto menor o vapor de água ou maior a quantidade de solvente que entra no equipamento, menor é a temperatura de topo. Nota: Cabe esclarecer que dentro desta faixa de temperatura de topo, a temperatura de fundo não possui variações apreciáveis, mantendo-se em aproximadamente 100 °C. A concentração de solvente se produz fundamentalmente no topo, daí a maior sensibilidade de temperatura nessa parte do equipamento, diferentemente do que ocorre no fundo. Além disso, o equipamento conta com uma válvula de controle automático TV-45 que responde a um controlador de temperatura de fundo, encarregado de evitar que esta variável desça abaixo do valor de set-point proposto, de 97°C. Com este controle cobre-se a situação de entrada de efluente por transbordo do Item 32 (não pela bomba P-32, que é a condição normal), conseguindo-se manter uma temperatura mínima no fundo do equipamento e assegurando-se, conseqüentemente, que a água efluente fique livre de solvente. Nota: Cabe esclarecer que embora a operação da Planta possa continuar com a bomba P-32 fora de serviço, porém recomenda-se solucionar o inconveniente, já que para esta situação os pratos do Item 45 não operam normalmente e não se aproveita o vapor proveniente do ejetor 41/19. O efluente líquido sai do equipamento por transbordo “sifão” até os Economizadores Água-Água 81-32/45 e, em seguida, circula até a drenagem final. O equipamento também dispõe de um transbordo “sifão” de emergência no caso de bloqueio acidental da saída normal de líquido ou perda de carga elevada por encrustamento nos economizadores 81-32/45. 4.6.3 Itens 81-32/45 - Economizadores de Água/Água São os trocadores de calor que permitem recuperar a energia da água de purga do Item 45 reduzindo a temperatura de efluentes, proveniente do separador água-solvente, Item 32/34, através da bomba P-32 para que ela seja enviada a uma temperatura pre-aquecida ao fervedor de água residual, Item 45. Dessa forma, há uma recuperação de energia que traduz em uma economia de vapor de aquecimento que entra no Item 45 e a água efluente que será descartada segue para o esgoto a uma temperatura mais baixa. Os equipamentos são de baixa perda de carga do lado dos tubos para permitir que a água quente de saída do Item 45 possa fluir por drenagem natural, sem requerer uma bomba adicional. Os equipamentos podem utilizar-se do “by-pass” temporariamente em caso de limpeza em operação, já que o Item 45 tem a possibilidade de utilizar vapor direto extra para aquecer. No entanto, não se recomenda operação contínua com o “by-pass” aberto, já que a economia de energia devida à troca de calor é muito importante. Recomenda-se verificar o funcionamento destes equipamentos para garantir uma adequada transferência de calor. Se a transferência de calor não for adequada, não somente haverá menor recuperação de calor, como também a má transferência pode aquecer de maneira insuficiente a água de alimentação no Item 45, podendo, assim, ser insuficiente o vapor de aquecimento proveniente do ejetor 41/19 para evaporar o possível solvente remanescente.

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