Tema3 diseo basico

872 views

Published on

Published in: Design
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
872
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
15
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Tema3 diseo basico

  1. 1. DISEÑO BÁSICO DE PLANTAS DE PROCESO14/10/03 LC-1 PROGRAMA LECCION Indice Indice • Objetivos del diseño básico • Objetivos del diseño básico • Definición y alcance técnico • Definición y alcance técnico • Contenido y documentación básica • Contenido y documentación básica14/10/03 LC-2
  2. 2. PROGRAMA LECCION Bibliografía básica Bibliografía básica • De Cos, M. “Teoría General del Proyecto. Ingeniería del Proyecto”. Ed. • De Cos, M. “Teoría General del Proyecto. Ingeniería del Proyecto”. Ed. Síntesis, Madrid, (1997). Síntesis, Madrid, (1997). • Coulson, J. M. Richardson, J.F. eds. y Sinnot, R.K. • Coulson, J. M. Richardson, J.F. eds. y Sinnot, R.K. “Chemical Engineering “Chemical Engineering Design” Butterwoth-Heinemann, Oxford, Nueva York Design” Butterwoth-Heinemann, Oxford, Nueva York (1999) (3ª edición). (1999) (3ª edición). •Gómez-Senent, E., Gómez-Senent, D., Aragonés, P., Sánchez, M.A. y López, D. •Gómez-Senent, E., Gómez-Senent, D., Aragonés, P., Sánchez, M.A. y López, D. “Cuadernos de Ingeniería de Proyectos. I Diseño Básico “Cuadernos de Ingeniería de Proyectos. I Diseño Básico (Anteproyecto) de Plantas Industriales”. Serv. Publicaciones, UPV, (2000). (Anteproyecto) de Plantas Industriales”. Serv. Publicaciones, UPV, (2000). • Ludwig, E.E. “Applied Process Design for Chemical and Petrochemical • Ludwig, E.E. “Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants” Gulf Publishing Co.. Houston (1979) (3 volúmenes). Plants” Gulf Publishing Co.. Houston (1979) (3 volúmenes). • Rase, H.F. y Barrow, M.H. “Ingeniería de Proyectos para Plantas de • Rase, H.F. y Barrow, M.H. “Ingeniería de Proyectos para Plantas de Proceso” Compañía Editorial Continental, S.A. México (1988). Proceso” Compañía Editorial Continental, S.A. México (1988). •Rudd, D.F. y Watson, Ch. C “Estrategia en Ingeniería de Procesos” •Rudd, D.F. y Watson, Ch. C “Estrategia en Ingeniería de Procesos” Alhambra, Madrid (1976). Alhambra, Madrid (1976).14/10/03 LC-3 DEF. Y ALCANCE TECNICO Fases Fases Fase de síntesis en la que se: Fase de síntesis en la que se: • Definen las líneas básicas del proyecto • Definen las líneas básicas del proyecto • Da respuesta a todos los problemas planteados (única) • Da respuesta a todos los problemas planteados (única) • Definen todos los elementos básicos del proyecto • Definen todos los elementos básicos del proyecto Objetivos Objetivos • Seleccionar la solución más conveniente • Seleccionar la solución más conveniente • Desarrollarla y definirla • Desarrollarla y definirla • Mejorar los diseños previos • Mejorar los diseños previos • Conocer la rentabilidad del proyecto • Conocer la rentabilidad del proyecto14/10/03 LC-4
  3. 3. DEF. Y ALCANCE TECNICO Funciones que intervienen en el diseño básico Funciones que intervienen en el diseño básico Ingeniería de proyecto Ingeniería de proyecto Ingeniería Ingeniería Instrumentación Instrumentación de proceso de proceso y control y control Promotor Promotor Licenciatario Licenciatario Mecánica Mecánica Costes Costes Electricidad Electricidad Planificación Planificación14/10/03 LC-5 CONTENIDO Y DOCUMENTACION BASICA14/10/03 LC-6
  4. 4. CONTENIDO Y D. BASICA El manual de proceso El manual de proceso Libro o dossier donde se reúne toda la información básica con la cual Libro o dossier donde se reúne toda la información básica con la cual puede desarrollarse la ingeniería de detalle de un proyecto. puede desarrollarse la ingeniería de detalle de un proyecto. Debe contener la siguiente información: Debe contener la siguiente información: • Bases de diseño de la planta: capacidad de producción, plan de producción, • Bases de diseño de la planta: capacidad de producción, plan de producción, consumos de materias primas y productos auxiliares, productos intermedios y consumos de materias primas y productos auxiliares, productos intermedios y finales con sus caudales. finales con sus caudales. • Información técnica diversa relacionada con el proyecto, sus productos, • Información técnica diversa relacionada con el proyecto, sus productos, materias primas o equipo especial: folletos e información de suministradores o materias primas o equipo especial: folletos e información de suministradores o copias de bibliografía científica. copias de bibliografía científica. • Especificaciones de materias primas, productos y servicios. • Especificaciones de materias primas, productos y servicios. • Descripción simplificada del proceso, acompañada de un diagrama de • Descripción simplificada del proceso, acompañada de un diagrama de bloques y las reacciones químicas básicas (si las hay). bloques y las reacciones químicas básicas (si las hay). • Balances de materia y energía. Si es posible ilustrados con diagramas de • Balances de materia y energía. Si es posible ilustrados con diagramas de bloques. bloques. • Servicios, con consumos estimados y un diagrama de flujo de los mismos. • Servicios, con consumos estimados y un diagrama de flujo de los mismos. Tratamiento de efluentes. Tratamiento de efluentes. • Diagrama de flujo (PFD) del proceso de fabricación. • Diagrama de flujo (PFD) del proceso de fabricación. .../... .../...14/10/03 LC-7 CONTENIDO Y D. BASICA El manual de proceso El manual de proceso .../... .../... • Esquemas de tuberías e instrumentos (PID). • Esquemas de tuberías e instrumentos (PID). • Especificaciones de equipos de proceso: reactores, depósitos, bombas, • Especificaciones de equipos de proceso: reactores, depósitos, bombas, intercambiadores, compresores y, en general, toda la maquinaria y aparatos intercambiadores, compresores y, en general, toda la maquinaria y aparatos propios del proceso. propios del proceso. • Especificaciones de equipos e instalaciones auxiliares: tuberías, • Especificaciones de equipos e instalaciones auxiliares: tuberías, válvulas y sus accesorios, aislamientos, especificaciones eléctricas, de válvulas y sus accesorios, aislamientos, especificaciones eléctricas, de estructuras, etc. (a veces este bloque se incluye con la ingeniería de detalle). estructuras, etc. (a veces este bloque se incluye con la ingeniería de detalle). • Especificaciones de instrumentos de control (en proyectos con cierta • Especificaciones de instrumentos de control (en proyectos con cierta profusión de instrumentos suele prepararse un manual aparte, dedicado profusión de instrumentos suele prepararse un manual aparte, dedicado exclusivamente a control, incluyendo el manual de diseño únicamente la lista de exclusivamente a control, incluyendo el manual de diseño únicamente la lista de instrumentos). instrumentos). • Otras especificaciones. Líneas, accesorios, etc. • Otras especificaciones. Líneas, accesorios, etc. • Listas. Equipos, válvulas, líneas, motores, puntos toma muestra, etc. • Listas. Equipos, válvulas, líneas, motores, puntos toma muestra, etc. • Esquema unifilar eléctrico. • Esquema unifilar eléctrico. • Medidas o dispositivos contra la contaminación del medio ambiente: • Medidas o dispositivos contra la contaminación del medio ambiente: sistemas de depuración de efluentes. sistemas de depuración de efluentes. • Seguridad. Recomendaciones sobre sistemas de seguridad, contra incendios, • Seguridad. Recomendaciones sobre sistemas de seguridad, contra incendios, etc. etc. • Planimetría preliminar o plano simplificado de la distribución en planta de • Planimetría preliminar o plano simplificado de la distribución en planta de14/10/03 la instalación (plot plan). la instalación (plot plan). LC-8
  5. 5. BASES DE DISEÑO Datos meteorológicos Datos meteorológicos ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC AÑO Temp. media mensual/anual (ºC) 10.7 11.9 14 16 19.6 23.4 26.8 26.9 24.4 19.5 14.3 11.1 18.2 Media mensual/anual temp. máx. diarias (ºC) 15.8 17.3 20.2 22.3 26.6 30.8 35.1 35 31.7 25.8 19.6 16.2 24.7 Media mensual/anual temp. mín. diarias (ºC) 5.5 6.5 7.8 9.8 12.6 16.1 18.6 18.6 17.1 13.2 8.9 6 11.7 Precipitación mensual/anual media (mm) 84 72 55 60 30 20 2 7 21 62 102 92 607 Humedad relativa media (%) 76 72 64 64 57 54 49 51 55 64 73 76 63 Nº medio mensual/anual días precip. sup. a 1 mm 10.5 10.2 8.6 10 6.8 3.8 0.6 1.2 4 7.9 9.4 9.8 82.8 Nº medio mensual/anual de días de nieve 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Nº medio mensual/anual de días de tormenta 0.5 0.6 1 1.7 0.8 1.2 0.2 0.5 1 1.2 0.9 0.6 10.2 Nº medio mensual/anual de días de niebla 5.4 3.8 3.7 2.8 1.1 1 0.7 0.5 0.8 2.8 3.5 4.6 30.7 Nº medio mensual/anual de días de helada 2.5 1.3 0 0 0 0 0 0 0 0 0.4 2 6.2 Nº medio mensual/anual de días despejados 9.2 7 7.5 5.1 8.2 10.8 21.1 21.2 12 9.6 8.6 9.5 129.8 Nº medio mensual/anual de horas de sol 170 176 215 233 299 314 360 338 255 221 178 164 2922 N 45 0,15 120 NNW NNE 40 Alcala del Rio Central NW NE 35 100 Gerena 0,1 Precipitación (mm) 30 La Rinconada 80 WNW ENE Media Sevilla Miraflores 0,05 T (ºC 25 Máxima Sanlucar la Mayor 20 60 W 0 E Mínima Sevilla Tablada 15 40 10 WSW ESE 5 20 0 SW SE 0 R O T N V Y R B L E P IC C JU O SSW JU N A A G E B E SSE D O M M N F E A S A ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC S TEMPERATURAS TEMPERATURAS PRECIPITACIONES PRECIPITACIONES VIENTOS VIENTOS14/10/03 LC-9 BASES DE DISEÑO Datos locales Datos locales Aunque no son específicamente componentes del diseño básico, Aunque no son específicamente componentes del diseño básico, pueden afectarlo. Deben conocerse cuanto antes para poderlos tener pueden afectarlo. Deben conocerse cuanto antes para poderlos tener en cuenta. en cuenta. • Energía eléctrica. • Energía eléctrica. • Combustibles. • Combustibles. • Agua. Características. Volumen. • Agua. Características. Volumen. • Vapor. • Vapor. • Contaminación admisible en los efluentes. • Contaminación admisible en los efluentes. • Factores geográficos (cercanía a la costa). • Factores geográficos (cercanía a la costa). • Meteorología (lluvias, monzón, temperaturas extremas). • Meteorología (lluvias, monzón, temperaturas extremas). • Terreno (tipo de suelo, carga soportable) • Terreno (tipo de suelo, carga soportable) • Altitud (presión) • Altitud (presión)14/10/03 LC-10
  6. 6. BASES DE DISEÑO Organización del proceso Organización del proceso Unidades de proceso Unidades de proceso Planta Planta Operaciones unitarias Operaciones unitarias Servicios Servicios • Agua (proceso, refrig., calderas, limpieza, sanitaria, contraincendios) • Agua (proceso, refrig., calderas, limpieza, sanitaria, contraincendios) • Vapor (alta, media o baja presión) (seco, saturado, sobrecalentado) • Vapor (alta, media o baja presión) (seco, saturado, sobrecalentado) • Condensados • Condensados • Fluídos térmicos (aceite, sales) • Fluídos térmicos (aceite, sales) • Combustibles (carbón, fuel oil, gas oil, gas natural, otros) • Combustibles (carbón, fuel oil, gas oil, gas natural, otros) • Electricidad • Electricidad • Aire comprimido (instrumentación, servicio) (seco, sin aceite) • Aire comprimido (instrumentación, servicio) (seco, sin aceite) • Gases inertes (nitrógeno, etc.) • Gases inertes (nitrógeno, etc.) • Efluentes (tratamiento “in situ”) • Efluentes (tratamiento “in situ”) • Antorchas • Antorchas14/10/03 LC-11 BASES DE DISEÑO Capacidad de producción Capacidad de producción Diversos valores para la capacidad de producción: Diversos valores para la capacidad de producción: • Contrato. La que se fija como compromiso a cumplir. • Contrato. La que se fija como compromiso a cumplir. • Diseño, La que se utiliza para el dimensionamiento. • Diseño, La que se utiliza para el dimensionamiento. • Real. La que la planta dará en realidad (suele ser en torno a un • Real. La que la planta dará en realidad (suele ser en torno a un 30% superior a la capacidad de diseño, pero depende mucho de los 30% superior a la capacidad de diseño, pero depende mucho de los equipos de operación y mantenimiento). equipos de operación y mantenimiento). Casos extremos: Casos extremos: • Producto único fabricado en gran tonelaje. • Producto único fabricado en gran tonelaje. • Muchos productos diferentes producidos en pequeña cantidad. • Muchos productos diferentes producidos en pequeña cantidad. Es deseable disponer de un plan de producción. Indispensable si el Es deseable disponer de un plan de producción. Indispensable si el producto se fabrica por campañas que dependen del mercado producto se fabrica por campañas que dependen del mercado (estacionalidad, etc.) (estacionalidad, etc.)14/10/03 LC-12
  7. 7. BASES DE DISEÑO Organización de la producción Organización de la producción Factor de operación F Factor de operación F Horas de producción por año Horas de producción por año P Horas-año max. Horas-año max. 8760 8760 Planta continua Planta continua ~8000 h/a ~8000 h/a F= Planta discontínua ~2000 h/a (8 h/día) Planta discontínua ~2000 h/a (8 h/día) C * 365 * 24 ~5800 h/a (24 h/día) ~5800 h/a (24 h/día) 0<F<1 Producción anual prevista Capacidad de diseño horaria Plantas de proceso continuo Plantas de proceso continuo • Suelen operar 330 días año o 90% horas. • Suelen operar 330 días año o 90% horas. • Parada anual: 15 - 30 días. Mantenimiento (suele coincidir con vacaciones) • Parada anual: 15 - 30 días. Mantenimiento (suele coincidir con vacaciones) Plantas de proceso por lotes Plantas de proceso por lotes • Suelen operar en discontinuo o semicontinuo. • Suelen operar en discontinuo o semicontinuo. • Suelen estar muy sobredimiensionadas, especialmente cuando el producto • Suelen estar muy sobredimiensionadas, especialmente cuando el producto tienen un gran valor añadido o cuando hay muchas paradas por problemas (no tienen un gran valor añadido o cuando hay muchas paradas por problemas (no deseable). deseable).14/10/03 LC-13 BASES DE DISEÑO Plan de producción Plan de producción Capacidad de producción 3500 kg/h Rendimientos y Rendimientos y Capacidad de diseño 5000 kg/h producciones proceso producciones proceso CONSUMO MATERIAS PRIMAS kg/h Oleum 713 Calidades Calidades Alcano (TPB) 713 Agua 125 Costes producción Total 1551 Costes producción CAUDALES PRODUCTOS SULFONACION kg/h Acido sulfónico puro 933 Acido sulfónico de unidad 1049 Acido sulfúrico usado 502 Total 1551 RECIRCULACION kg/h Recirculación sulfonación (brutos) 22000 Recirculación sulfonación (netos) 20574 Recirculación dilución (brutos) 22000 Recirculación dilución (netos) 19881 Acido usado recirculado 56914/10/03 LC-14
  8. 8. BASES DE DISEÑO Plan de producción Plan de producción AREA Días/año Días/semana Horas/día Horas/año Mina 350 7 24 8400 Area vertido res iduos 350 7 24 8400 Area ganga 323 7 8 2584 P lanta de proces o 329 7 24 7896 AÑO PRODUCCION -2 -1 1 2 3 4 5 P roducción (ton) 0 0 1.135 1.066 1.200 1.200 1.200 Mineral recuperado (%) 0,00 0,00 5,25 6,76 6,01 5,98 5,89 Inerte retirado 17088 0 5.332 0 6.118 4 0 S ubproducto 0 0 57 53 60 60 6014/10/03 LC-15 BASES DE DISEÑO Especificación de materias primas Especificación de materias primas Producto: SILICATO Producto: SILICATO Compuestos químicos obtenidos por asociación entre sílice (SiO2) y óxidos de sodio Compuestos químicos obtenidos por asociación entre sílice (SiO2) y óxidos de sodio (Na2O). Definido por razón molecular: RM ,, como el número de moléculas combiadas a (Na2O). Definido por razón molecular: RM como el número de moléculas combiadas a una molécula de Na2O, o por: RP, como la razón en peso SiO2/Na2O. una molécula de Na2O, o por: RP, como la razón en peso SiO2/Na2O. Fórmula: Fórmula: 2 SiO2 * Na2O para RM = 2 2 SiO2 * Na2O para RM = 2 Peso Molecular Peso Molecular kg/kg-mol kg/kg-mol 150,1 150,1 Calidad: Calidad: Silicato Industrial al 40% nominal Silicato Industrial al 40% nominal RP = 2 a 2,1 RP = 2 a 2,1 RM = 2,05 a 2,2 RM = 2,05 a 2,2 Apariencia: Apariencia: Líquido transparente viscoso Líquido transparente viscoso Aprovisionamiento: Aprovisionamiento: En cisterna En cisterna Materia seca Materia seca %% 45 a 47 45 a 47 Temperaturas: Temperaturas: Mínima para proceso Mínima para proceso oC oC 15 15 Normal Normal oC oC 20 20 Máxima Máxima oC oC 40 40 Viscosidad Viscosidad (20 oC) (20 oC) cP cP 500-800 500-800 Densidad Densidad (20 oC) (20 oC) kg/dm3 kg/dm3 1,53-1,56 1,53-1,56 Concentración Baume (20 oC) Concentración Baume (20 oC) o Be o Be 50-52 50-5214/10/03 LC-16
  9. 9. BASES DE DISEÑO Especificación de producto Especificación de producto CONTRATO BASE DE FORMULA CLIENTE DISEÑO CLIENTE Materia activa % 28 28 28 STPP % 32 32 32 Sulfato Sódico % 16,3 20,3 18,3 Silicato % 9 9 9 CMC % 0,35 0,35 0,35 Blankofor % 0,2 0,2 0,2 Perfume % 0,15 0,15 0,15 Agua % 14 10 12 TOTAL % 100 100 10014/10/03 LC-17 BASES DE DISEÑO Especificación de servicios Especificación de servicios Agua de proceso Agua de proceso Agua de refrigeración Agua de refrigeración Calidad Agua de red Calidad Agua de red Potable sin tratar Temperaturas oC 30 max. (no recirc.) oC 4 min. Temperaturas oC 30 max. Presión kg/cm2 3,2 oC 4 min. Presión kg/cm2 2a3 Caudal máx. m3/h 50 Torre de refrigeración Torre de refrigeración Vapor de agua Vapor de agua Presión caldera kg/cm2 8 Nominal Presión planta (MS) kg/cm2 7 (val. diseño) Presión planta (LS) kg/cm2 2 (val. diseño) Temperatura oC 170 (para MS) Temperatura oC 134 (para LS) Calidad Saturado14/10/03 LC-18
  10. 10. DATOS PROPIEDADES Propiedades fisicoquímicas Propiedades fisicoquímicas PROPIEDAD UNIDADES VALOR Dens ida d (a 15 ºC) kg/L 0.80-0.82 25 Rango de de s tilación Presión abs. (Atm * 10 ) P to. ebullición inic ial ºC 198-203 -4 20 P to. ebullición medio ºC 205-215 15 P to. ebullición fina l ºC 235-245 Te mperatura autoignic ión ºC 229 10 Contenido e n aromáticos % vol. a ire 13-19 Contenido e n naftenos % vol. a ire 40 5 Contenido e n parafinas % vol. a ire 44 0 Límites de explos ión 10 20 30 40 50 60 S upe rior % vol. a ire 6.0 Temperatura (ºC) Infe rior % vol. a ire 0.7 Límite de expos ición mg/m3 350 Color S aybolt -14/10/03 LC-19 DESCRIPCION PROCESO Dirigida a: Dirigida a: • Ingeniería de proceso • Ingeniería de proceso • Resto equipo proyecto • Resto equipo proyecto • Cliente • Cliente • Usuarios de la planta • Usuarios de la planta Finalidad: Finalidad: • Terceros • Terceros • Introducir como funciona la planta • Introducir como funciona la planta • Informar acerca del proceso • Informar acerca del proceso • Datos por unidades • Datos por unidades • No es un manual de operación • No es un manual de operación • Formar ingeniero proceso • Formar ingeniero proceso • Formar e informar a terceros • Formar e informar a terceros Contiene: Contiene: • Texto descripción breve funcionamiento • Texto descripción breve funcionamiento • Enfasis puntos clave proceso • Enfasis puntos clave proceso • Esquema proceso • Esquema proceso • Reacciones (si hay) • Reacciones (si hay)14/10/03 LC-20
  11. 11. BALANCES Balance de materia Balance de materia % H2O % Materia activa % Carga %FORMULA FORMULA FORMULA SECADOR PASTA 1 PASTA 2 Carbonato 0 1 0 Perborato 0 1 0 Perfume 0 1 0 Recirculado 0,1 0,9 0 Ac. Sulfónico 58,220 Sosa 31% 22,968 ABS 0,49 0,45 0,06 28,042 62,316 0,000 SCMC 0,06 0,69 0,25 0,351 0,508 0,508 STPP 0 1 0 32,048 32,048 32,048 Estearato 0 1 0 0,000 0,000 0,000 N. Phenol 0 1 0 0,000 0,000 0,000 EDTA 0,17 0,7 0,13 0,000 0,000 0,000 Blankofor 0 1 0 0,200 0,200 0,200 Silicato 0,53 0,47 0 9,014 19,178 19,178 Sulfato 20,330 16,465 16,465 Agua 10,015 -9,160 -9,160 TOTAL 100 121,554 140,426 Humedad pasta 36% Carga de pasta para producir 1 tonelada polvo base: 1850 kg14/10/03 LC-21 BALANCES Balance de materia Balance de materia Línea Nº 1 1A 2 2A 3 4 5 Corriente Amoniaco Amoniaco Aire Aire Alimento Salida Salida Componente Alimento Vapor Filtrado Reactor Reactor Reactor W.H.B. NH3 731 731 - - 731 0 - O2 - - 3036,9 2628,2 2628,2 935,7 935,7 N2 - - 9990,8 8644,7 8644,7 8668,8 8668,8 NO - - - - - 1238,4 1238,3 NO2 - - - - - TRAZA (7) KNO3 - - - - - 0 0 H2O - - Trazas Trazas - 1161 1161 Total (kg/h) 731 731 13027,7 11272,9 12003,9 12003,9 12003,9 Presión (bar) 8 8 1 8 8 8 8 Temp (ºC) 15 20 15 230 204 907 23414/10/03 LC-22
  12. 12. BALANCES Balance de energía Balance de energía ENTRADA CALOR CON LA PASTA Materia seca alimento 3517 kg/h Agua asociada alimento 1978 kg/h Temp. Entrada 70 oC Calor específico pasta 0,81 kcal/kg.oC Entalpía pasta a la entrada 57 kcal/kg Caudal calor entrada producto 310818 kcal/h SALIDA CALOR CON POLVO SECO Materia seca salida 3465 kg/h Agua asociada al polvo seco 385 kg/h Temp. Salida 80 oC Calor específico polvo seco 0,73 kcal/kg.oC Entalpía polvo seco (10%) 58 kcal/kg Caudal calor salida producto 224843 kcal/h CAUDAL CALOR NETO ASOCIADO PRODUCCION 85975 kcal/h14/10/03 LC-23 BALANCES Datos emisión contaminantes Datos emisión contaminantes Incluir en balances de materia caudales emisión: Incluir en balances de materia caudales emisión: • Gases • Gases • Líquidos • Líquidos • Sólidos y pastas • Sólidos y pastas Contaminante Emisión (t/año) Efluentes líquidos contaminantes: Efluentes líquidos contaminantes: NOX 453 • Metales pesados (Hg, Cd) • Metales pesados (Hg, Cd) NMCOV 35 • Otros metales pesados (Cr, etc.) • Otros metales pesados (Cr, etc.) CO 89 • Sólidos en suspensión SO2 2314 • Sólidos en suspensión PTS 1442 • Sales solubles (NO3-, etc.) • Sales solubles (NO3-, etc.) CO2 41980 • Compuestos orgánicos • Compuestos orgánicos • Etc. • Etc. Residuos sólidos contaminantes: Residuos sólidos contaminantes: • Sólidos conteniendo • Sólidos conteniendo compuestos tóxicos compuestos tóxicos Estudio de Impacto Ambiental Estudio de Impacto Ambiental • Compuestos no degradables • Compuestos no degradables Declaración de Impacto Ambiental Declaración de Impacto Ambiental • Etc. • Etc.14/10/03 LC-24
  13. 13. DIAGRAMAS Identificación de los documentos de proyecto Identificación de los documentos de proyecto Todos los documentos deben llevar la identificación del proyecto: Todos los documentos deben llevar la identificación del proyecto: • Nombre del proyecto y código • Nombre del proyecto y código • Cliente • Cliente • Nombre de la ingeniería autora del proyecto • Nombre de la ingeniería autora del proyecto • Persona que prepara el documento • Persona que prepara el documento • Fecha • Fecha • Número o código del documento • Número o código del documento • Revisión • Revisión Planos: en cajetín Planos: en cajetín Documentos: en cabecera Documentos: en cabecera14/10/03 LC-25 DIAGRAMAS Diagrama de bloques Diagrama de bloques Varios tipos Varios tipos • Conceptuales • Conceptuales • Relativos al proceso • Relativos al proceso • Relativos a consumos (servicios, etc.) • Relativos a consumos (servicios, etc.) Cuando tratan sobre el proceso, se pueden utilizar para: Cuando tratan sobre el proceso, se pueden utilizar para: • Presentaciones básicas o preliminares del proceso (sin incluir detalles) • Presentaciones básicas o preliminares del proceso (sin incluir detalles) • Describir qué se ha de hacer, pero NO cómo se ha de hacer • Describir qué se ha de hacer, pero NO cómo se ha de hacer • Planificación y gestión, propuestas de etapas enteras del proceso, etc. • Planificación y gestión, propuestas de etapas enteras del proceso, etc.14/10/03 LC-26
  14. 14. DIAGRAMAS Diagrama de bloques Diagrama de bloques Concentrado del mineral Secado Partículas de polvo Planta de oxígeno en suspensión Tratamiento del Fusión súbita Recuperación del slag azufre Productos del slag Conversión Gases residuales Horno de refino en Acido sulfúrico, ánodo etc. Electrorefino Cátodo de cobre14/10/03 LC-27 DIAGRAMAS Diagrama de bloques Diagrama de bloques Proceso obtención combustible a partir de carbón Proceso obtención combustible a partir de carbón14/10/03 LC-28
  15. 15. DIAGRAMAS Diagrama de flujo (PFD) Diagrama de flujo (PFD) El PFD (Process Flow Diagram) se utiliza para representar el balance El PFD (Process Flow Diagram) se utiliza para representar el balance de materia y energía del proceso. de materia y energía del proceso. Un PFD incluye: Un PFD incluye: • Un esquema de bloques o pictórico del proceso (líneas principales) • Un esquema de bloques o pictórico del proceso (líneas principales) • Lazos de control principales. • Lazos de control principales. • Caudales, composiciones, presiones y temperaturas. • Caudales, composiciones, presiones y temperaturas. • Puede incluir consumos de servicios. • Puede incluir consumos de servicios. Se trata de un documento principal del proceso Se trata de un documento principal del proceso14/10/03 LC-29 DIAGRAMAS Diagrama de flujo (PFD) Diagrama de flujo (PFD) TITULO: Nitric Acid 60 per cent Dibujado: GRM C&R Construction Inc. CLIENTE: BOP Chemicals SILGO Revisado: APV FECHA: 14/12/92 Línea Nº 1 1A 2 2A 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Corriente Amoniaco Amoniaco Aire Aire Alimento Salida Salida Gas Ácido Aire Alimento Tail (2) Agua Componente Alimento Vapor Filtrado Reactor Reactor Reactor W.H.B. Condensador Condensador Condensador Absorbedor Gas Alimento NH3 731 731 - - 731 0 - - - - - - - O2 - - 3036,9 2628,2 2628,2 935,7 935,7 275,2 Trazas 408,7 683,9 371,5 - N2 - - 9990,8 8644,7 8644,7 8668,8 8668,8 8668,8 Trazas 1346,1 10014,7 10014,7 - NO - - - - - 1238,4 1238,3 202,5 - - 202,5 21,9 - NO2 - - - - - TRAZA (7) 967,2 - - 967,2 Trazas - KNO3 - - - - - 0 0 - 850,6 - - - - H2O - - Trazas Trazas - 1161 1161 29,4 1010,1 - 29,4 26,3 1376,9 Total 731 731 13027,7 11272,9 12003,9 12003,9 12003,9 10143,1 1860,7 1754,8 11897,7 10434,4 1376,9 Presión (bar) 8 8 1 8 8 8 8 8 1 8 8 1 8 Temp (ºC) 15 20 15 230 204 907 234 40 40 40 40 25 2514/10/03 LC-30
  16. 16. DIAGRAMAS Diagrama de proceso e instrumentación (PID) Diagrama de proceso e instrumentación (PID) El PID (Process and Instrumentation Diagram) se utiliza para El PID (Process and Instrumentation Diagram) se utiliza para representar el proceso COMPLETO. representar el proceso COMPLETO. Un PID incluye TODOS Y CADA UNO de los siguientes items: Un PID incluye TODOS Y CADA UNO de los siguientes items: • Equipos de proceso y servicios. • Equipos de proceso y servicios. • Líneas de proceso y servicios (con diámetros, materiales, aislantes,etc). • Líneas de proceso y servicios (con diámetros, materiales, aislantes,etc). • Instrumentos. • Instrumentos. • Válvulas. • Válvulas. • Accesorios (juntas, bridas, filtros, etc.) • Accesorios (juntas, bridas, filtros, etc.) • Puntos de conexión con planta existente y/o límites de batería. • Puntos de conexión con planta existente y/o límites de batería. • Puntos de toma de muestra. • Puntos de toma de muestra. • Codificaciones (equipos, líneas, instrumentos, puntos de conexión) • Codificaciones (equipos, líneas, instrumentos, puntos de conexión) • Codificaciones sobre lazos de control, enclavamientos y maniobras. • Codificaciones sobre lazos de control, enclavamientos y maniobras. • El PID no tiene escala: es un diagrama lógico. • El PID no tiene escala: es un diagrama lógico. • Es un diagrama para construcción (no meramente informativo). • Es un diagrama para construcción (no meramente informativo). • Es, probablemente, uno de los planos más importantes de esta clase de • Es, probablemente, uno de los planos más importantes de esta clase de proyectos. proyectos.14/10/03 LC-31 DIAGRAMAS Diagrama de proceso e instrumentación (PID) Diagrama de proceso e instrumentación (PID)14/10/03 LC-32
  17. 17. DIAGRAMAS Diagrama de proceso e instrumentación (PID) Diagrama de proceso e instrumentación (PID)14/10/03 LC-33 DIAGRAMAS Diferencias entre PFD y PID Diferencias entre PFD y PID Las principales diferencias entre PFD y PID son: Las principales diferencias entre PFD y PID son: • El PFD contiene sólo las líneas y equipos principales del proceso. • El PFD contiene sólo las líneas y equipos principales del proceso. • El PID contiene todas y cada una de las líneas y equipos del proceso. • El PID contiene todas y cada una de las líneas y equipos del proceso. • El PFD contiene balances de materia y energía. El PID NO. • El PFD contiene balances de materia y energía. El PID NO. • El PFD contiene corrientes, pero el PID contiene líneas. • El PFD contiene corrientes, pero el PID contiene líneas. • El PFD no es un plano constructivo, el PID SI. • El PFD no es un plano constructivo, el PID SI. Ambos son necesarios para el proyecto, pero tienen misiones Ambos son necesarios para el proyecto, pero tienen misiones distintas distintas14/10/03 LC-34
  18. 18. SIMBOLOS Utilización de símbolos en PID Utilización de símbolos en PID Tipos de símbolos Tipos de símbolos • Equipos (tipo, código) • Equipos (tipo, código) • Instrumentos (válvulas control, lazos de control, tipo instr., código) • Instrumentos (válvulas control, lazos de control, tipo instr., código) • Válvulas (tipo, código) • Válvulas (tipo, código) • Líneas (tipo, código) • Líneas (tipo, código) • Juntas, bridas, accesorios (tipo) • Juntas, bridas, accesorios (tipo) • Aislamientos (tipo) • Aislamientos (tipo) • Maniobras (equipos implicados, código) • Maniobras (equipos implicados, código) • Enclavamientos (equipos implicados, código) • Enclavamientos (equipos implicados, código) • Puntos de conexión (código) • Puntos de conexión (código) • Límites de batería (señal) • Límites de batería (señal) • Puntos de toma de muestra (código) • Puntos de toma de muestra (código)14/10/03 LC-35 SIMBOLOS Utilización de símbolos en PID. Equipos Utilización de símbolos en PID. Equipos A Agitador A Agitador B Bomba B Bomba 12 - B - 2 - A/B 12 - B - 2 - A/B C Columna C Columna D Depósito D Depósito E Equipo especial E Equipo especial Equipos gemelos F Filtro F Filtro G Grúa G Grúa H Horno, caldera, calentador H Horno, caldera, calentador Ordinal dentro unidad I Cambiador de calor, torre refrig. I Cambiador de calor, torre refrig. K Compresor K Compresor Tipo de equipo L Molino L Molino M Mezclador M Mezclador Nº unidad O Centrífuga O Centrífuga P Protección y aislamiento P Protección y aislamiento R Reactor R Reactor S Separador S Separador T Tanque T Tanque V Ventilador V Ventilador14/10/03 LC-36
  19. 19. SIMBOLOS Utilización de símbolos en PID. Equipos Utilización de símbolos en PID. Equipos ANSI ANSI Sistema francés Sistema francés14/10/03 LC-37 SIMBOLOS Utilización de símbolos en PID. Líneas Utilización de símbolos en PID. Líneas CS40 Acero carbono (sched. 40) CS40 Acero carbono (sched. 40) CS80 Acero carbono (sched. 80) CS80 Acero carbono (sched. 80) Línea principal del proceso SS316 Acero inox. 316 (sched. 10) SS316 Acero inox. 316 (sched. 10) Utilidades, servicios, líneas de proceso auxiliares 40) N40 N40 Níquel (sched. 40) Níquel (sched. TL/CS Teflón sobre acero carbono TL/CS Teflón sobre acero carbono Línea existente, no visible PVC/CS PVC sobre acero carbono PVC/CS PVC sobre acero carbono Sentido del flujo PP PP Polipropileno Polipropileno // // Señal neumática 25-Na-113-SA01 25-Na-113-SA01 Señal eléctrica X X Capilar (sistema lleno) Código material L L Señal hidráulica Número de línea ~ ~ Señal radioactiva, sónica o luminosa Código de fluído Instrumentos Instrumentos Diámetro (mm)14/10/03 LC-38
  20. 20. SIMBOLOS Utilización de símbolos en PID. Válvulas Utilización de símbolos en PID. Válvulas Nomenclatura válvulas Nomenclatura válvulas Se indican con el diámetro y número de la especificación de Se indican con el diámetro y número de la especificación de forma que todas las válvulas que coinciden en sus características forma que todas las válvulas que coinciden en sus características tendrán igual número. tendrán igual número. Ejemplo Ejemplo 2” 38-VA corresponde a una válvula que está descrita en el libro 2” 38-VA corresponde a una válvula que está descrita en el libro de especificaciones de válvulas con el número 38-VA y tiene como de especificaciones de válvulas con el número 38-VA y tiene como diámetro 2” diámetro 2”14/10/03 LC-39 SIMBOLOS Utilización de símbolos en PID. Válvulas Utilización de símbolos en PID. Válvulas14/10/03 LC-40
  21. 21. SIMBOLOS Utilización de símbolos en PID. Instrumentación Utilización de símbolos en PID. Instrumentación INSTRUMENT FUNCTION SELF-CONTAINED CONTROL VALVE ISA ISA INDICATING TRANSMITTER INSTRUMENT (1st LETTER) INDICATING CONTROLLER RATIO IND. CONTROLLER ELEMENT (2nd LETTER) MEASURED VARIABLE BLIND TRANSMITTER BLIND CONTROLLER CONTROL VALVE SWITCH HIGH SWITCH LOW ALARM HIGH ALARM LOW INDICATOR RECORDER I R IC AL C IT T r AH V CV S S ANALYZER A E AI AR AIC AAL AC AIT AT AAH ASL ASH CONDUCTIVITY C E CI CR CIC CAL CC CIT CT CAH CSL CSH DENSITY D E DI DR DIC DAL DC DIT DT DAH DSL DSH FLOW F E FI FR FIC FrIC FAL FC FIT FT FAH FCV FSL FSH LEVEL L E LI LR LIC LAL LC LIT LT LAH LCV LSL LSH PRESSURE P E PI PR PIC PAL PC PIT PT PAH PCV PSL PSH SPEED S E SI SR SIC SAL SC SIT ST SAH SSL SSH TEMPERATURE T E TI TR TIC TAL TC TIT TT TAH TSL TSH TORQUE X E XI XR XIC XAL XC XIT XT XAH XSL XSH CURRENT I E II IR IIC IAL IAH ISL ISH VOLTAGE E E EI ER EAL EAH VISCOSITY V E VI VR VIC VC VIT VT VAL VAH VSL VSH WEIGHT W E WI WR WIC WC WIT WT WAL WAH WSL WSH14/10/03 LC-41 SIMBOLOS Utilización de símbolos en PID. Instrumentación Utilización de símbolos en PID. Instrumentación14/10/03 LC-42
  22. 22. SIMBOLOS Utilización de símbolos en PID. Instrumentación Utilización de símbolos en PID. Instrumentación14/10/03 LC-43 SIMBOLOS Utilización de símbolos en PID. Otros Utilización de símbolos en PID. Otros14/10/03 LC-44
  23. 23. FUNCIONAM. PLANTA Sistemas de mando Sistemas de mando • Local • Local • Panel de zona • Panel de zona • Remoto. Sala de control • Remoto. Sala de control • Lazos de control • Lazos de control Instrumentos, PLCs o sist. de control Instrumentos, PLCs o sist. de control • Maniobras • Maniobras Reles o PLCs Reles o PLCs • Enclavamientos • Enclavamientos • Sistema de control (DCS, etc.) • Sistema de control (DCS, etc.) Reles o PLCs Reles o PLCs PLC’s, Sistema de control distribuído, Ordenador PLC’s, Sistema de control distribuído, Ordenador14/10/03 LC-45 ESPECIFICACIONES Especificaciones Especificaciones Finalidad • Determinar con la máxima precisión las características del equipo, válvula, línea, etc. • Contiene información para selección de equipo, etc. disponible en mercado. • Contiene información para construcción si es a medida (junto con planos constructivos). • Permite al proveedor efectuar un presupuesto y oferta.14/10/03 LC-46
  24. 24. ESPECIFICACIONES Especificación de equipos. Criterios de selección Especificación de equipos. Criterios de selección Tipos de equipo • Comerciales (bombas, compresores, filtros, centrífugas, etc.) • Específicos (reactores, columnas destilación, intercambiadores) • A medida (desarrollos especiales) Selección Dimensionamiento • Licenciatario • Cálculo aproximado • Experiencia propia • Escalado • Consulta fabricantes • Cálculo riguroso • Heurísticos • Normas y códigos • Bibliografía pública y privada BOMBAS BOMBAS Suelen escogerse por catálogo (las de uso convencional) Suelen escogerse por catálogo (las de uso convencional) Se requieren datos fluído (composición, temperatura, caudal, presión, sólidos) Se requieren datos fluído (composición, temperatura, caudal, presión, sólidos) Cálculo necesidades: caudal, presión aspiración, presión impulsión, NPSH. Cálculo necesidades: caudal, presión aspiración, presión impulsión, NPSH. Se precisa la curva Q-P de la bomba. Se precisa la curva Q-P de la bomba.14/10/03 LC-47 ESPECIFICACIONES Especificación de equipos Especificación de equipos TANQUES ITEM 11-B-1-A/B Cantidad 2 DESIGNACIÓN DEPOSITO DILUCIÓN/STOCK.SOSA 31% CONDICIONES DEL SERVICIO DATOS DE CONSTRUCCIÓN Producto SOSA CAUSTICA (31%) Diámetro 2000 mm Temperatura 60 ºC (Diseño: 100 ºC) Altura 4000 mm Presión: ATMOSFERICA Tipo de cabeza CONICA Densidad 1,33 g/cm3 Tipo de fondo PLANO Viscosidad 1.1 cP Accesorios SERPENTIN REFR. DN 40 S/DIN 2440 Capacidad 12.000 L CONEXIONES A: ENTRADA DE SOSA DN 50/PN 10 B: ENTRADA DE AGUA DN 50 C: SALIDA A PROCESO DN 40 D: RECIRCULACIÓN DN 50 E: VENTEO DN 80 F: REBOSADERO DN 50 G: DRENAJE DN 80 H1: BOCA DE HOMBRE HORIZ. DN 500 H2: BOCA DE HOMBRE VERT. DN 500 I1: ENTRADA DE AGUA DE REFRIG. DN 40 I2: SALIDA DE AGUA DE REFRIG. DN 40 L1: NIVEL DEL FLOTADOR DN 25 TI: CONEXIÓN TEMPERAT. DN 25 Tratamiento de superficie CHORREADO CON ARENA GR. SA 2 Pintura S/ESPECIFICACION GENERAL MATERIALES ACERO AL CARBONO PLANO DE REFERENCIA14/10/03 LC-48
  25. 25. ESPECIFICACIONES Especificación de equipos Especificación de equipos H 115.000 45º N 115.000 7.071 E 125.00014/10/03 LC-49 ESPECIFICACIONES Especificación de instrumentos. Criterios de selección Especificación de instrumentos. Criterios de selección Tipos de instrumento Tipos de instrumento • Dispositivo primario o sensor (medición) • Mecánico • Amplificador - transmisor • Neumático • Registrador - indicador - controlador • Electrónico Selección Dimensionamiento • Licenciatario • Cálculo parámetro • Experiencia propia característico (Cv, etc.) • Consulta fabricantes • Heurísticos • Bibliografía pública y privada14/10/03 LC-50
  26. 26. ESPECIFICACIONES Especificación de instrumentos Especificación de instrumentos Debe incluir • Tipo de instrumento • Código del instrumento • Parámetros básicos (depende del instrumento... K, Cv, ) • Si es un lazo de control, instrumentos implicados. • Esquema del lazo • Materiales de construcción • Modo de instalación, etc. (no es diseño básico)14/10/03 LC-51 ESPECIFICACIONES Especificación de válvulas. Criterios de selección Especificación de válvulas. Criterios de selección Tipos de válvula • Asiento • Bola • Compuerta • Etc. Selección Dimensionamiento • Licenciatario • Cálculo riguroso • Experiencia propia • Normas y códigos • Consulta fabricantes • Heurísticos • Bibliografía pública y privada14/10/03 LC-52
  27. 27. ESPECIFICACIONES Especificación de válvulas Especificación de válvulas Nº P.N. DESCRIPCION MATERIALES EMPAQUETADURA PASO LONGITUD CUERPO GUARNICION ASIENTO VALVULA 38-VA 16 VALVULA ASIENTO. Hierro Acero inox. Inox. 40 200 TAPA ATORNILLADA. fundición 60 230 HUSILLO EXTERIOR gris 65 290 CON PUENTE. 80 310 VOLANTE ASCENDENTE. CC-22 100 350 BRIDAS FF. 125 400 150 430 20 150 25 160 Nº P.N. DESCRIPCION CONEXIONES MARCA FIG. FLUIDO T (ºC) OBSERVACIONES BRIDA DIAM. EXTROSCA SOLDADAS 38-VA 16 VALVULA ASIENTO. 150 AGUA >100 DIN 3300 TAPA ATORNILLADA. 165 HUSILLO EXTERIOR 185 BRIDAS: CON PUENTE. 200 DIN 2502-2533 VOLANTE ASCENDENTE. 220 BRIDAS FF. 250 275 105 11514/10/03 LC-53 ESPECIFICACIONES Especificación de tuberías. Criterios de selección Especificación de tuberías. Criterios de selección Selección Dimensionamiento • Licenciatario • Cálculo hidráulico • Experiencia propia • Fases presentes • Consulta fabricantes • Flujo subsónico. Vibraciones • Heurísticos • Normas y códigos • Bibliografía pública y privada14/10/03 LC-54
  28. 28. ESPECIFICACIONES Especificación de tuberías Especificación de tuberías ITEM PASO (D.N.) ESPECIFICACIÓN CONSTRUCCIÓN 1/2" - 5" Tubería uniones con valonas y contrabridas TUBO 1/2" - 5" Tubo de acero inoxidable sin soldadura Material: AISI 316 (16/8/2,5) Diametros tubos: s/ST-H/061 Nota: Según suministro puede variar diametros y espesor. ACCESORIOS 1" - 5" Curvas sin costura, 3 d(I O R 285) c/Extremos rectos 1/2" - 4" Curvas sin costura 4ª c/Extremos rectos 1/2" - 5" Piezas en T, conformadas y soldadas 2" - 3" Conos soldados (Reducción concéntrica) longitud=3 x(Di-di) sin partes rectas 1/2" - 5" Reducciones s/ST-H/063 Hoja 2 BRIDAS 1/2" - 5" Collarín (Valona) para soldar a tope Material:AISI 516 Dimensiones s/ST-H/063 Hoja 2 Contabridas, lisas, Dimensiones s/DIM 2502PN-16 s/ST/H.063 hoja 1 Material: Acero al Carbono F112, cadmiadas Bridas forma 8 y discos ciegos, material: inox AISI 316 s/ST, F/065 UNIONES ROSCADAS 1/2" - 1" Racores forjados serie 3000, rosca NFT Material: acero inoxidable AISI 316 (Solo usar para conexiones instrumentos control) JUNTAS PARA BRIDAS 1/2" - 5" Lamina de amianto comprimido, tipo "KLINCARIT-ACIDIT" Dimensiones s/DIN 2690 (ST-F/003 Hoja 2) JUNTAS PARA ROSCAS 1/2" - 1" Cintas de teflón (Ancho 1/2") TORNILLERIA 1/2" - 5" Tornillos cabeza hexagonal, s/DIN 931 Rosca Métrica ejecución pulida. Tuerca hexagonal s/DIN 934, Ejecución: Superficie asiento mecanizada, entre caras sin mecanizar. Arandelas s/DIN: 125, Pulida c/Bisel Material: Acero inox. AISI 303 hasta 305 SOLDADURA 1/2" - 5" Soldadura arco elèctrico Soldadura bajo atmosfera de gas inerte (argón) (Se especificará según casos) OBSERVACIONES14/10/03 LC-55 ESPECIFICACIONES Especificación de recubrimientos Especificación de recubrimientos Tipos de recubrimiento • Aislante térmico • Protección corrosión • Etc. Selección Dimensionamiento • Licenciatario • Cálculo riguroso • Experiencia propia • Normas y códigos • Consulta fabricantes • Heurísticos • Bibliografía pública y privada14/10/03 LC-56

×