Análise de riscos de reator empregado na fabricação de triazina

Abstract

Este trabalho aborda a análise de riscos no processo de produção de triazina. Esta substância é utilizada pela indústria de petróleo para a remoção de sulfeto de hidrogênio (H2S), que é um gás tóxico e corrosivo. A triazina é produzida pela reação de monoetanolamina com paraformaldeído em um reator batelada com utilidades (caldeira, torre de resfriamento e rosca transportadora) e destaca-se pela sua alta capacidade de absorção, solubilidade em meios aquoso e orgânico, e custo viável. A motivação para este estudo reside na importância da triazina para a indústria e na necessidade de garantir a segurança e eficiência dos processos industriais envolvidos na produção dessa substância. A análise de riscos é crucial para identificar e mitigar potenciais perigos que possam comprometer a integridade de equipamentos, a segurança de trabalhadores e o meio ambiente. A metodologia adotada inclui a análise qualitativa, utilizando o método HAZOP (Hazard and Operability Study), e a análise quantitativa, por meio da Árvore de Eventos. O método HAZOP ajuda a identificar e avaliar potenciais riscos e problemas operacionais em processos industriais com base na revisão detalhada de diagramas de processo e fluxogramas, utilizando palavras-guia para explorar possíveis desvios dos parâmetros normais de operação. A Árvore de Eventos é uma técnica utilizada na análise de segurança e risco para modelar e avaliar as possíveis consequências de um evento inicial envolvendo a construção de um diagrama em forma de árvore, cujos ramos representam possíveis resultados de falhas e sucessos de sistemas de segurança. Através destas abordagens, foi possível identificar diferentes cenários de falha e calcular as probabilidades de eventos indesejados como o superaquecimento, o descontrole da vazão de alimentação de monoetanolamina e a ausência de vazão de alimentação de paraformaldeído. Os resultados revelaram que a interrupção da operação poderá acontecer uma vez a cada 5,6 anos e que o descontrole da operação do reator poderá ocorrer uma vez a cada 50 anos. No entanto, embora a baixa probabilidade eventos catastróficos, as consequências podem ser severas, justificando a necessidade de monitoramento.

This paper addresses risk analysis in the production process of triazine. Triazine is utilized by the petroleum industry for hydrogen sulfide (H2S) removal, a toxic and corrosive gas. This organic compound is produced by the reaction of monoethanolamine with paraformaldehyde in a batch reactor equipped with utilities (boiler, cooling tower, and screw conveyor), known for its high absorption capacity, solubility in aqueous and organic media, and cost-effectiveness. The motivation for this study lies in the significance of triazine to the industry and the necessity to ensure safety and efficiency in its production processes. Risk analysis is crucial for identifying and mitigating potential hazards that could compromise equipment integrity, worker safety, and the environment. The methodology includes qualitative analysis using the HAZOP (Hazard and Operability Study) method and quantitative analysis through Event Tree Analysis. HAZOP helps identify and evaluate potential risks and operational issues by systematically reviewing process diagrams and flowcharts, using guide words to explore deviations from normal operating parameters. Event Tree Analysis is a safety and risk analysis technique used to model and assess the potential consequences of an initial event, constructing a tree diagram where branches represent possible outcomes of system failures and successes. These approaches identified various failure scenarios and calculated probabilities of undesired events such as overheating, uncontrolled feed flow of monoethanolamine, and absence of feed flow of paraformaldehyde. Results indicated that operational interruption may occur once every 5.6 years and reactor control failure once every 50 years. While the likelihood of catastrophic events is low, their consequences can be severe, underscoring the need for continuous and efficient monitoring of batch reactor industrial plant operations. Thus, risk analysis is an essential tool for evaluating different failure scenarios and detecting undesired events, identifying process vulnerabilities, and planning effective corrective actions.