Analizador de oxígeno para aplicaciones industriales críticas en el sector químico y petroquímico

Un analizador de oxígeno para aplicaciones industriales es un dispositivo que permite medir las concentraciones de O2 dentro de los procesos químicos y petroquímicos, que llevan consigo muchos pasos y necesitan medirse analíticamente para garantizar la seguridad, la eficiencia y fiabilidad del proceso. Entre las diversas mediciones analíticas (pH, CO2, turbidez, etc.), la medición y control de oxígeno es esencial.

Existen diferentes tipos de analizadores de oxígeno. ¿Cuál utilizar? Eso dependerá del proceso de fabricación al cual sea sometido. Lo importante, en este caso, es tener claras las siete consideraciones para elegir el mejor analizador de gases industriales porque la determinación precisa de O2 juega un papel fundamental para lograr la seguridad dentro de la amplia gama de procesos industriales.

Entre los analizadores de oxígeno existentes están, por ejemplo:

1. Analizador de oxígeno para aplicaciones industriales basados en láser de diodo sintonizable (TDL), Espectroscopia, que analiza las líneas de absorción que son características de la especie de gas que se está midiendo como el monóxido de carbono, ácido clorhídrico y amoníaco. Es utilizado principalmente en procesos químicos y de refinación.
2. Analizador de oxígeno TDL tipo sonda en operaciones críticas. Este dispositivo es utilizado en tuberías de gas natural con muy poco mantenimiento, sin verse afectada la medición por interferencia y efectos perjudiciales de glicol, metanol, amina, H2S, babosas de humedad, etc. 

El oxígeno es parte de muchas reacciones químicas y puede influir de manera significativa en el proceso. De allí la importancia de controlar la concentración de este elemento para garantizar la seguridad en la instalación. De hecho, el oxígeno en combinación con otros elementos puede ocasionar explosiones, y aún más si nos encontramos en operaciones críticas dentro de la industria química o petroquímica.

En tal sentido, debemos conocer a fondo la funcionalidad que tiene un analizador de oxígeno para aplicaciones industriales críticas en el sector químico y petroquímico, describiendo los posibles problemas que se pueden presentar durante la medición. Asimismo, conocer los beneficios asociados si se utiliza uno de estos dispositivos como herramienta para disminuir los tiempos improductivos y los costes de mantenimiento dentro de estas operaciones.

Monitorear los niveles de concentración de O2, en el proceso de cloración directa (oxicloración) en la cual intervienen otros componentes como el monómero de cloruro de vinilo (VCM) y el dicloruro de etileno (EDC) es fundamental porque superar el límite ocasionaría grandes desastres y pérdidas. Un nivel de oxígeno cerca de cero es lo que se busca.

Problemas que se presentan con el uso de un tradicional analizador de oxígeno para aplicaciones industriales

Los analizadores de oxígeno extractivos tradicionales como paramagnéticos, producen mediciones bajo diversas dificultades que incluyen condiciones ambientales adversas, como, por ejemplo, interferencia de fondo manifestado en forma de varios gases, carga de polvo y humedad. Entonces, algunos retos a los que se hace frente al utilizar estos sistemas son:

• Mediciones erróneas: Se ha comprobado que, con el uso de los analizadores paramagnéticos, en tuberías las mediciones se ven afectadas por la presencia del ácido propiónico condensado.
• Desempeño Subóptimo: La presencia del monómero de cloruro de vinilo (VCM) en el proceso de producción, la respuesta de la técnica de extracción es una clara desventaja. Debido a que la medición extractiva en términos de interferencia de emisiones de NOx, HCl, y el exceso de aire se observa mediante estudios comparativos.
• Interferencia Cruzada: La medición de O2 en sistemas de gas de combustión con los analizadores paramagnéticos se enfrentan a la desventaja de la interferencia de grandes cantidades de hidrocarburos que están presentes en los procesos de refinación.
• Mantenimiento y altos costes: Un analizador de oxígeno para aplicaciones industriales que es de tipo tradicional requiere equipos de muestreo y acondicionamiento propensos a errores. También, debe enfrentar las condiciones de proceso más difíciles. Por tanto, este tipo de sistema amerita un mantenimiento extenso lo que incurre en altos costes.

Con todas estas desventajas y preocupaciones derivadas del uso de analizadores de oxígeno extractivos, los analizadores de láser de diodo sintonizable o TDL han ganado atención y aprecio por su utilidad en aplicaciones industriales. Este analizador de oxígeno para aplicaciones industriales, que mide el O2 in situ o directamente de la corriente de gas sin ningún muestreo, está integrado por:

1. Un módulo láser.
2. Una celda de gas.
3. Un módulo sensor.

¿Cuáles son las ventajas de hacer mediciones con un analizador de oxígeno para aplicaciones industriales?

• Los analizadores TDL son capaces de lograr alta especificidad debido a la alta resolución y precisión espectral disponible. Su capacidad para escanear un rango muy estrecho y preciso del espectro electromagnético produce una mayor sensibilidad en la medición.
• El tiempo de respuesta es rápido, gracias a que el sistema está basado espectroscopia láser.
• La interferencia cruzada no es una preocupación en la medición del O2 como las líneas espectrales analizadas, ya que sólo puede ser producido por oxígeno, independientemente de que en el fondo de los incineradores haya una mezcla de gas o incluso presencia de polvo. Las mediciones con los TDL son altamente confiables.
• Son sistemas resistentes a la corrosión y a procesos con ambientes severos, debido a su diseño robusto y sin contacto.
• No hay necesidad de recalibración como es el caso con técnicas extractivas, debido a que el láser escanea a través de un pico de absorción estrecha, repetida y rápidamente (cien veces por segundo) incrementando la corriente aplicada al diodo láser.
• Como no hay requerimiento para la extracción de muestras y el acondicionamiento, el mantenimiento suele ser muy bajo en comparación con las técnicas extractivas. Además, la configuración de contaminación es tolerante incluso en el caso de un gran malestar.
• Debido a que el mantenimiento es mínimo y no se necesitan equipos de muestreo y acondicionamiento, los analizadores TDL son mucho más rentable que los analizadores extractivos.

Las ubicaciones correctas para medir la concentración de O2 se deben elegir en la configuración del proceso. Entre los que se recomiendan serían: en la salida o entre los reactores, en el proceso de producción VCM, en el sistema de gas de combustión (incinerador). Además de las consideraciones específicas de la aplicación, los factores estándar incluyen el rango de temperatura, la longitud de la trayectoria, la presión y el polvo.

Los láseres de diodo sintonizables con sus diversas ventajas en los costes técnicos y de por vida, están reemplazando a los sistemas de medición extractivos con su superior precisión y durabilidad, un analizador de oxígeno para aplicaciones industriales prevalecerá en el mercado de medición y análisis de procesos de campo en un futuro próximo.

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