Orienta��o: Fredericci, C�tia

Ano: 2018

Os sistemas de fluido térmico orgânico (SFTO) representam para as plantas
industriais, investimentos significativos de capital, altos custos de reposição e são
criticamente essenciais para a capacidade de fabricação de muitos produtos. Por
serem aplicados em sistemas térmicos que trabalham em temperaturas elevadas
(≈ 300 °C) os riscos de incêndio e de descontinuidade operacional são mais comuns
do que se imagina. Este trabalho consiste numa primeira etapa, na identificação e
quantificação dos segmentos que utilizam o FTO e quais são os mais utilizados em
plantas térmicas. Os resultados mostraram que há cerca de 3.370 plantas industriais
instaladas no Brasil, que utilizam o FTO preponderantemente no estado líquido,
sendo a segunda alternativa no estado vapor. Todas trabalham com a finalidade de
transportar calor em baixas pressões e em temperaturas elevadas, acima do
razoavelmente operacional para sistemas de vapor d’água saturado. Com relação ao
tipo de fluido, os de base mineral parafínica e base parafínica hidrogenada foram os
mais citados, sendo utilizados em aproximadamente 82 % das aplicações, devido à
boa relação entre a confiabilidade operacional oferecida e o atrativo custo de
aquisição. No entanto, os fluidos térmicos orgânicos em temperaturas elevadas
podem apresentar degradações térmicas e oxidação, levando a sérios riscos de
segurança e descontinuidade de processo. Na segunda etapa desse trabalho foram
escolhidos três dos fluidos mais utilizados em sistemas térmicos, dos quais dois são
de base parafínica (A e B) e um de base parafínica hidrogenada (PH). Como as
informações de catálogos das propriedades dos fluidos antes de sua operação
(fluido novo) não cobrem várias propriedades importantes, para mapeamento de
riscos, este trabalho teve como objetivo avaliar propriedades físico-químicas dos
fluidos como densidade e viscosidade na faixa de temperatura de 15 °C a 320 °C,
residual de carbono, ponto de fulgor, insolúveis, estabilidade térmica, teor de
umidade, espectroscopia no infravermelho, análise química de elementos metálicos
(Fe, Ni, Cu, etc.), por espectroscopia de emissão atômica por plasma acoplado
indutivamente e índice de acidez. Também foram calculadas e avaliadas algumas
propriedades termodinâmicas como condutividade térmica, calor específico, entalpia
específica, e número de Prandtl. O objetivo foi verificar a possibilidade de
estabelecer uma abordagem sistêmica e comparativa que permita considerar as
propriedades específicas do meio de transferência de calor, o FTO novo (antes de
sua aplicação), para garantir uma operação mais segura em plantas térmicas que o
utilizem em fase liquida, considerando a capacidade de recalcar o fluido ou
bombeamento, a segurança no uso, a eficiência e a continuidade operacional. Após
as análises dos três fluidos minerais, (A e B - parafínicos e PH - parafínico
hidrogenado), obteve-se como melhor possibilidade de escolha o fluido PH, em
função de: (a) maior estabilidade térmica, (b) menor taxa de reposição no sistema (c)
maior segurança operacional da unidade industrial quanto às consequências de sua
degradação e potenciais riscos de incêndio e explosão, (d) menor probabilidade de
falha ou perdas junto à produção, e (e) maior retorno sobre a estrutura de
investimento (custo total do fluido x expectativa de vida útil).

Acesse: cassiopea.ipt.br/teses/2018_PI_Maurino_Gomes.pdf