La mesure du niveau d'interface entre deux liquides est souvent nécessaire dans le même récipient dans certains procédés industriels, tels que le pétrole et le gaz, la chimie et la pétrochimie. En général, le liquide de faible densité flottera au-dessus du liquide de plus forte densité, quelle que soit la densité ou la gravité des deux liquides.
En raison des propriétés différentes de deux liquides, certains se séparent automatiquement, tandis que d'autres forment une couche d'émulsion entre les deux liquides. Outre la couche « froissée », d'autres situations d'interface se présentent sous forme d'interfaces multiples ou de couches mixtes d'un liquide et d'un solide. Il peut être nécessaire de mesurer l'épaisseur d'une couche spécifique en technologie des procédés.
Nécessités de mesure du niveau d'interface
La mesure du niveau d'interface dans un réservoir de raffinerie est une nécessité évidente : séparer le brut de surface et l'eau, puis traiter l'eau séparée afin de réduire les coûts et la complexité du traitement. La précision est ici essentielle, car la présence d'huile dans l'eau entraîne des pertes coûteuses ; à l'inverse, la présence d'eau dans l'huile nécessite un traitement de haute qualité pour un raffinage et une purification supplémentaires.
D'autres produits peuvent être confrontés à des situations similaires lors de leur traitement, nécessitant la séparation complète de deux mélanges différents, c'est-à-dire l'élimination de tout résidu de l'autre. De nombreuses séparations de liquides chimiques, comme le méthanol dans l'eau, le diesel et le diesel vert, et même le savon, ne sont pas évidentes dans une cuve ou un récipient. Bien que la différence de gravité soit suffisante pour provoquer une séparation, elle peut être trop faible pour permettre une mesure d'interface.
Appareils de mesure de niveau
Quel que soit le secteur d'activité dans lequel il est appliqué, il existe des capteurs de niveau recommandés pour résoudre les problèmes techniques délicats.
Densimètre en ligne : Lorsque de l'huile humide est injectée dans un décanteur ou un séparateur huile-eau, la phase huileuse et la phase aqueuse se séparent progressivement en raison de leurs densités différentes. Après sédimentation, une interface huile-eau se forme progressivement. Les couches huileuse et aqueuse appartiennent à deux milieux différents. Le processus de production nécessite une connaissance précise et rapide de l'emplacement de l'interface huile-eau afin que, lorsque le niveau d'eau atteint une certaine hauteur, la vanne puisse être ouverte à temps pour évacuer l'eau.
Dans le cas d'une situation compliquée dans laquelle l'eau et l'huile tombent pour se séparer avec succès, il est nécessaire de surveiller le liquide d'un mètre au-dessus du trou de drainage avecdensimètre en ligneLa vanne de drainage doit être ouverte lorsque la densité du liquide atteint 1 g/ml ; sinon, la vanne de drainage doit être fermée lorsque la densité détectée est inférieure à 1 g/ml, quel que soit son état de séparation.
Parallèlement, les variations du niveau d'eau doivent être surveillées en temps réel pendant le processus de drainage. Lorsque le niveau d'eau atteint la limite inférieure, la vanne est fermée à temps pour éviter le gaspillage et la pollution environnementale causés par les fuites d'huile.
Flotteurs et déplaceursUn capteur à flotteur flotte à la surface des liquides, contrairement à ce que l'on pourrait croire. Un capteur à déplacement, réglé sur une certaine gravité du fluide de fond, peut flotter à la surface du fluide cible. La différence minime entre les flotteurs et les déplaceurs réside dans le fait que ces derniers sont conçus pour être totalement immergés. Ils peuvent être utilisés pour mesurer les interfaces de niveau de plusieurs fluides.
Les flotteurs et les plongeurs sont les appareils les moins coûteux pour mesurer le niveau des interfaces. Leurs inconvénients résident dans les restrictions imposées au liquide pour lequel ils sont étalonnés. De plus, ils sont sensibles aux turbulences dans le réservoir ou la cuve ; l'installation de puits de tranquillisation est alors nécessaire pour résoudre ce problème.
Un autre inconvénient des flotteurs et des déplaceurs réside dans leur flotteur mécanique. Le poids des flotteurs peut être affecté par une couche ou un collage supplémentaire. Leur capacité à flotter à la surface du liquide sera alors altérée. Il en va de même en cas de variation de la densité du produit.
CapacitanceUn transmetteur de capacité est constitué d'une tige ou d'un câble en contact direct avec le matériau. La tige ou le câble revêtu peut être considéré comme une plaque d'un condensateur, tandis que la paroi métallique peut être considérée comme l'autre plaque. Les mesures de la sonde peuvent varier selon le matériau entre les deux plaques.
Un transmetteur capacitif impose des exigences plus strictes quant à la conductivité de deux liquides : l'un doit être conducteur et l'autre non conducteur. Le liquide conducteur influence la mesure, tandis que l'autre a un faible effet sur la sortie. Néanmoins, un transmetteur capacitif est indépendant des effets des émulsions ou des couches de chiffon.
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Date de publication : 19 décembre 2024
