Dans certains procédés industriels, comme ceux des secteurs pétrolier et gazier, chimique et pétrochimique, il est souvent nécessaire de mesurer le niveau d'interface entre deux liquides dans une même cuve. En général, lorsque la densité ou la gravité des deux liquides est différente, le liquide le moins dense flotte au-dessus du plus dense.
En raison des propriétés différentes de deux liquides, certains se séparent automatiquement et limpidement, tandis que d'autres forment une émulsion. Outre cette couche superficielle, d'autres situations d'interface se présentent sous forme d'interfaces multiples ou de couches mixtes de liquide et de solide. Il peut s'avérer nécessaire de mesurer l'épaisseur de certaines couches dans le cadre des procédés industriels.
Nécessités pour la mesure du niveau d'interface
La mesure du niveau d'interface dans une cuve de raffinage a pour but de séparer le pétrole brut de l'eau en surface, puis de ne traiter que cette dernière afin de réduire les coûts et les difficultés de traitement. La précision est cruciale, car la présence d'huile dans l'eau engendre des pertes importantes ; à l'inverse, la présence d'eau dans l'huile nécessite un traitement plus poussé pour un raffinage et une purification ultérieurs.
D'autres produits peuvent se trouver confrontés à des situations similaires lors de leur transformation, où deux mélanges différents doivent être complètement séparés, c'est-à-dire sans aucun résidu de l'autre. La séparation de nombreux liquides chimiques, comme le méthanol dans l'eau, le diesel et le gazole vert, voire le savon, n'est pas toujours évidente dans une cuve ou un réservoir. Bien que la différence de densité soit suffisante pour provoquer une séparation, elle peut être trop faible pour permettre une mesure d'interface.
Dispositifs de mesure de niveau
Quel que soit le secteur d'activité concerné, il existe des capteurs de niveau recommandés pour résoudre les problèmes techniques complexes.
Densimètre en ligne : Lors de l’injection d’huile humide dans un bassin de sédimentation ou un séparateur huile-eau, les phases huileuse et aqueuse se séparent progressivement en raison de leurs densités différentes. Après sédimentation, une interface huile-eau se forme. Ces deux phases, l’huile et l’eau, constituent deux milieux distincts. Le processus de production exige une connaissance précise et rapide de la position de cette interface afin d’ouvrir la vanne dès que le niveau d’eau atteint un seuil prédéfini et ainsi évacuer l’eau.
Dans le cas complexe où l'eau et l'huile se séparent complètement, il est nécessaire de surveiller le niveau de liquide à un mètre au-dessus de l'orifice de drainage.densimètre en ligneLa vanne de drainage doit être ouverte lorsque la densité du liquide atteint 1 g/ml ; sinon, elle doit être fermée lorsque la densité détectée est inférieure à 1 g/ml, quel que soit l'état de séparation.
Parallèlement, les variations du niveau d'eau doivent être surveillées en temps réel pendant la vidange. Lorsque le niveau d'eau atteint le seuil minimal, la vanne se ferme automatiquement afin d'éviter le gaspillage et la pollution environnementale liés aux fuites d'huile.
Flotteurs et déplaceursUn capteur à flotteur flotte à la surface des liquides, contrairement à ce que son nom suggère. Un capteur à déplacement, ajusté à la densité du fluide de fond, flotte à la surface du fluide cible. La principale différence réside dans le fait que le capteur à déplacement est conçu pour être totalement immergé. Ces capteurs peuvent être utilisés pour mesurer les interfaces de plusieurs fluides.
Les flotteurs et les déplaceurs sont les dispositifs les moins coûteux pour mesurer le niveau des interfaces, mais leur principal inconvénient réside dans leur limitation au seul liquide pour lequel ils sont étalonnés. De plus, ils sont sensibles aux turbulences dans la cuve ou le réservoir, ce qui nécessite l'installation de puits de tranquillisation.
Un autre inconvénient de l'utilisation de flotteurs et de déplaceurs réside dans leur propre flottaison mécanique. Le poids des flotteurs peut être affecté par un revêtement ou un adhésif supplémentaire. Leur capacité à flotter à la surface du liquide s'en trouve altérée. Il en va de même si la densité du produit varie.
CapacitanceUn transmetteur de capacité est constitué d'une tige ou d'un câble en contact direct avec un matériau. La tige ou le câble revêtu peut être considéré comme une des armatures d'un condensateur, tandis que la paroi métallique peut être considérée comme l'autre armature. Les mesures effectuées par la sonde peuvent varier selon les matériaux en contact avec les deux armatures.
Un transmetteur capacitif exige une conductivité spécifique pour les deux liquides utilisés : l’un doit être conducteur, l’autre non conducteur. Le liquide conducteur influence la mesure, tandis que le non-conducteur a un impact négligeable sur le signal de sortie. De plus, un transmetteur capacitif est insensible aux effets des émulsions ou des couches de tissu.
Un ensemble d'outils conçus pour la mesure d'interfaces complexes peut résoudre de nombreux problèmes. Il existe bien sûr plusieurs solutions pour mesurer les interfaces de niveau. Contactez directement nos ingénieurs pour obtenir des solutions et des suggestions professionnelles.
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Date de publication : 19 décembre 2024
