Estudo cinético do processo de lavagem cáustica utilizando correlação de cáustico livre no tempo

Abstract

A boa operacionalidade de um sistema de troca térmica é uma prática essencial em uma refinaria de alumina ou em qualquer outra indústria química. Sendo assim, o estudo da eficiência da lavagem cáustica para remoção das incrustações em equipamentos de troca térmica se faz extremamente útil para a boa operacionalidade do processo. Dentro desse contexto, o trabalho em questão traz um estudo cinético da velocidade de reação de lavagem cáustica em etapas de uma indústria de produção de alumina. Para tal, desenvolveram-se testes de lavagem cáustica em laboratório com o reagente gluconato de sódio a fim de avaliar a diferença na velocidade de uma reação com e sem reposição de soda cáustica no decorrer do tempo. Além disso, testes de lavagem cáustica in loco nos prédios de troca térmica e em um estágio de resfriamento da precipitação foram realizados a fim de avaliar a performance atual e construir as curvas cinéticas de tais sistemas. Os resultados laboratoriais mostraram que em um sistema com reposição de soda cáustica no tempo a velocidade da reação mantêm-se aproximadamente constante em seu valor inicial. Os testes in loco nos prédios de troca térmica e em um estágio de resfriamento da precipitação possibilitaram a construção e análise das curvas de velocidade e de cáustico livre versus tempo. Tais curvas mostraram que a medida que o tempo de lavagem avança, a concentração do cáustico livre diminui e consequentemente a velocidade de dissolução da incrustação de hidrato também diminui podendo atingir o ponto em que o processo passa a não ser mais viável. Por fim, a partir do conhecimento da cinética do processo, expressa em modelos exponenciais para ambos os sistemas com R2 > 0,94, propôs-se uma modelagem para a correção do cáustico livre durante todo o processo de lavagem cáustica. Tal modelagem resulta na adição periódica de solução concentrada de soda cáustica, de modo a sempre trazer a velocidade para valores mais próximos ao inicial. Assim, as equações desenvolvidas estão sendo implementadas de forma segura no controle de lavagem cáustica dos sistemas em estudo na referida indústria de alumina, a fim de avaliar o comportamento real dos mesmos quando submetidos a dosagens periódicas de soda cáustica.