DISEO BSICO DE PLANTAS DE PROCESO

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PROGRAMA LECCIONIndice Indice

Objetivos del diseo bsico Objetivos del diseo bsico Definicin y alcance tcnico Definicin y alcance tcnico Contenido y documentacin bsica Contenido y documentacin bsica

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PROGRAMA LECCIONBibliografa bsica Bibliografa bsica De Cos, M. Teora General del Proyecto. Ingeniera del Proyecto. Ed. De Cos, M. Teora General del Proyecto. Ingeniera del Proyecto. Ed. Sntesis, Madrid, (1997). Sntesis, Madrid, (1997). Coulson, J. M. Richardson, J.F. eds. y Sinnot, R.K. Coulson, J. M. Richardson, J.F. eds. y Sinnot, R.K. Design Butterwoth-Heinemann, Oxford, Nueva York Design Butterwoth-Heinemann, Oxford, Nueva York Chemical Engineering Chemical Engineering (1999) (3 edicin). (1999) (3 edicin).

Gmez-Senent, E., Gmez-Senent, D., Aragons, P., Snchez, M.A. y Lpez, D. Gmez-Senent, E., Gmez-Senent, D., Aragons, P., Snchez, M.A. y Lpez, D. Cuadernos de Ingeniera de Proyectos. I Diseo Bsico Cuadernos de Ingeniera de Proyectos. I Diseo Bsico (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 volmenes). Plants Gulf Publishing Co.. Houston (1979) (3 volmenes). Rase, H.F. y Barrow, M.H. Ingeniera de Proyectos para Plantas de Rase, H.F. y Barrow, M.H. Ingeniera de Proyectos para Plantas de Proceso Compaa Editorial Continental, S.A. Mxico (1988). Proceso Compaa Editorial Continental, S.A. Mxico (1988). Rudd, D.F. y Watson, Ch. C Estrategia en Ingeniera de Procesos Rudd, D.F. y Watson, Ch. C Estrategia en Ingeniera de Procesos Alhambra, Madrid (1976). Alhambra, Madrid (1976).

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DEF. Y ALCANCE TECNICOFases Fases Fase de sntesis en la que se: Fase de sntesis en la que se: Definen las lneas bsicas del proyecto Definen las lneas bsicas del proyecto Da respuesta a todos los problemas planteados (nica) Da respuesta a todos los problemas planteados (nica) Definen todos los elementos bsicos del proyecto Definen todos los elementos bsicos del proyecto Objetivos Objetivos Seleccionar la solucin ms conveniente Seleccionar la solucin ms conveniente Desarrollarla y definirla Desarrollarla y definirla Mejorar los diseos previos Mejorar los diseos previos Conocer la rentabilidad del proyecto Conocer la rentabilidad del proyecto

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DEF. Y ALCANCE TECNICOFunciones que intervienen en el diseo bsico Funciones que intervienen en el diseo bsico Ingeniera de proyecto Ingeniera de proyecto Ingeniera Ingeniera de proceso de proceso Promotor Promotor Licenciatario Licenciatario Mecnica Mecnica Electricidad Electricidad14/10/03

Instrumentacin Instrumentacin y control y control

Costes Costes Planificacin PlanificacinLC-5

CONTENIDO Y DOCUMENTACION BASICA

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CONTENIDO Y D. BASICAEl manual de proceso El manual de procesoLibro o dossier donde se rene toda la informacin bsica con la cual Libro o dossier donde se rene toda la informacin bsica con la cual puede desarrollarse la ingeniera de detalle de un proyecto. puede desarrollarse la ingeniera de detalle de un proyecto. Debe contener la siguiente informacin: Debe contener la siguiente informacin: Bases de diseo de la planta: capacidad de produccin, plan de produccin, Bases de diseo de la planta: capacidad de produccin, plan de produccin, 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. Informacin tcnica diversa relacionada con el proyecto, sus productos, Informacin tcnica diversa relacionada con el proyecto, sus productos, materias primas o equipo especial: folletos e informacin de suministradores o materias primas o equipo especial: folletos e informacin de suministradores o copias de bibliografa cientfica. copias de bibliografa cientfica. Especificaciones de materias primas, productos y servicios. Especificaciones de materias primas, productos y servicios. Descripcin simplificada del proceso, acompaada de un diagrama de Descripcin simplificada del proceso, acompaada de un diagrama de bloques y las reacciones qumicas bsicas (si las hay). bloques y las reacciones qumicas bsicas (si las hay). Balances de materia y energa. Si es posible ilustrados con diagramas de Balances de materia y energa. 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 fabricacin. .../... Diagrama de flujo (PFD) del proceso de fabricacin. .../...14/10/03 LC-7

CONTENIDO Y D. BASICAEl manual de proceso El manual de proceso.../... .../... Esquemas de tuberas e instrumentos (PID). Esquemas de tuberas e instrumentos (PID). Especificaciones de equipos de proceso: reactores, depsitos, bombas, Especificaciones de equipos de proceso: reactores, depsitos, 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: tuberas, Especificaciones de equipos e instalaciones auxiliares: tuberas, vlvulas y sus accesorios, aislamientos, especificaciones elctricas, de vlvulas y sus accesorios, aislamientos, especificaciones elctricas, de estructuras, etc. (a veces este bloque se incluye con la ingeniera de detalle). estructuras, etc. (a veces este bloque se incluye con la ingeniera de detalle). Especificaciones de instrumentos de control (en proyectos con cierta Especificaciones de instrumentos de control (en proyectos con cierta profusin de instrumentos suele prepararse un manual aparte, dedicado profusin de instrumentos suele prepararse un manual aparte, dedicado exclusivamente a control, incluyendo el manual de diseo nicamente la lista de exclusivamente a control, incluyendo el manual de diseo nicamente la lista de instrumentos). instrumentos). Otras especificaciones. Lneas, accesorios, etc. Otras especificaciones. Lneas, accesorios, etc. Listas. Equipos, vlvulas, lneas, motores, puntos toma muestra, etc. Listas. Equipos, vlvulas, lneas, motores, puntos toma muestra, etc. Esquema unifilar elctrico. Esquema unifilar elctrico. Medidas o dispositivos contra la contaminacin del medio ambiente: Medidas o dispositivos contra la contaminacin del medio ambiente: sistemas de depuracin de efluentes. sistemas de depuracin de efluentes. Seguridad. Recomendaciones sobre sistemas de seguridad, contra incendios, Seguridad. Recomendaciones sobre sistemas de seguridad, contra incendios, etc. etc. Planimetra preliminar o plano simplificado de la distribucin en planta de Planimetra preliminar o plano simplificado de la distribucin en planta de LC-8 la instalacin (plot plan). la instalacin (plot plan).

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BASES DE DISEODatos meteorolgicos Datos meteorolgicosTemp. media mensual/anual (C) Media mensual/anual temp. mx. diarias (C) Media mensual/anual temp. mn. diarias (C) Precipitacin mensual/anual media (mm) Humedad relativa media (%) N medio mensual/anual das precip. sup. a 1 mm N medio mensual/anual de das de nieve N medio mensual/anual de das de tormenta N medio mensual/anual de das de niebla N medio mensual/anual de das de helada N medio mensual/anual de das despejados N medio mensual/anual de horas de sol

ENE 10.7 15.8 5.5 84 76 10.5 0 0.5 5.4 2.5 9.2 170

FEB MAR ABR MAY 11.9 14 16 19.6 17.3 20.2 22.3 26.6 6.5 7.8 9.8 12.6 72 55 60 30 72 64 64 57 10.2 8.6 10 6.8 0 0 0 0 0.6 1 1.7 0.8 3.8 3.7 2.8 1.1 1.3 0 0 0 7 7.5 5.1 8.2 176 215 233 299

JUN 23.4 30.8 16.1 20 54 3.8 0 1.2 1 0 10.8 314

JUL 26.8 35.1 18.6 2 49 0.6 0 0.2 0.7 0 21.1 360

AGO 26.9 35 18.6 7 51 1.2 0 0.5 0.5 0 21.2 338

SEP 24.4 31.7 17.1 21 55 4 0 1 0.8 0 12 255

OCT 19.5 25.8 13.2 62 64 7.9 0 1.2 2.8 0 9.6 221

NOV 14.3 19.6 8.9 102 73 9.4 0 0.9 3.5 0.4 8.6 178N

DIC 11.1 16.2 6 92 76 9.8 0 0.6 4.6 2 9.5 164

AO 18.2 24.7 11.7 607 63 82.8 0 10.2 30.7 6.2 129.8 2922

45 40 35 30 T (C 25 20 15 10 5 0 Media Mxima Mnima

120 Alcala del Rio Central 100 Precipitacin (mm) 80 60 40WSW

NNW

0,15 0,1 0,05 0

NNE NE ENE

Gerena La Rinconada Sevilla Miraflores Sanlucar la Mayor Sevilla TabladaW WNW

NW

E

ESE SW SE SSW S SSE

20JU L A G O O C T N O V JU N D IC

N E

A

E

B

A

M

M

E

F

A

S

E

0 ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

R

R

B

Y

TEMPERATURAS TEMPERATURAS14/10/03

P

PRECIPITACIONES PRECIPITACIONES

VIENTOS VIENTOSLC-9

BASES DE DISEODatos locales Datos localesAunque no son especficamente componentes del diseo bsico, Aunque no son especficamente componentes del diseo bsico, pueden afectarlo. Deben conocerse cuanto antes para poderlos tener pueden afectarlo. Deben conocerse cuanto antes para poderlos tener en cuenta. en cuenta. Energa elctrica. Energa elctrica. Combustibles. Combustibles. Agua. Caractersticas. Volumen. Agua. Caractersticas. Volumen. Vapor. Vapor. Contaminacin admisible en los efluentes. Contaminacin admisible en los efluentes. Factores geogrficos (cercana a la costa). Factores geogrficos (cercana a la costa). Meteorologa (lluvias, monzn, temperaturas extremas). Meteorologa (lluvias, monzn, temperaturas extremas). Terreno (tipo de suelo, carga soportable) Terreno (tipo de suelo, carga soportable) Altitud (presin) Altitud (presin)

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BASES DE DISEOOrganizacin del proceso Organizacin del proceso Unidades de proceso Unidades de proceso Operaciones unitarias Operaciones unitarias

Planta Planta

Servicios Servicios Agua (proceso, refrig., calderas, limpieza, sanitaria, contraincendios) Agua (proceso, refrig., calderas, limpieza, sanitaria, contraincendios) Vapor (alta, media o baja presin) (seco, saturado, sobrecalentado) Vapor (alta, media o baja presin) (seco, saturado, sobrecalentado) Condensados Condensados Fludos trmicos (aceite, sales) Fludos trmicos (aceite, sales) Combustibles (carbn, fuel oil, gas oil, gas natural, otros) Combustibles (carbn, fuel oil, gas oil, gas natural, otros) Electricidad Electricidad Aire comprimido (instrumentacin, servicio) (seco, sin aceite) Aire comprimido (instrumentacin, servicio) (seco, sin aceite) Gases inertes (nitrgeno, etc.) Gases inertes (nitrgeno, etc.) Efluentes (tratamiento in situ) Efluentes (tratamiento in situ) Antorchas Antorchas

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BASES DE DISEOCapacidad de produccin Capacidad de produccin Diversos valores para la capacidad de produccin: Diversos valores para la capacidad de produccin: Contrato. La que se fija como compromiso a cumplir. Contrato. La que se fija como compromiso a cumplir. Diseo, La que se utiliza para el dimensionamiento. Diseo, La que se utiliza para el dimensionamiento. Real. La que la planta dar en realidad (suele ser en torno a un Real. La que la planta dar en realidad (suele ser en torno a un 30% superior a la capacidad de diseo, pero depende mucho de los 30% superior a la capacidad de diseo, pero depende mucho de los equipos de operacin y mantenimiento). equipos de operacin y mantenimiento). Casos extremos: Casos extremos: Producto nico fabricado en gran tonelaje. Producto nico fabricado en gran tonelaje. Muchos productos diferentes producidos en pequea cantidad. Muchos productos diferentes producidos en pequea cantidad. Es deseable disponer de un plan de produccin. Indispensable si el Es deseable disponer de un plan de produccin. Indispensable si el producto se fabrica por campaas que dependen del mercado producto se fabrica por campaas que dependen del mercado (estacionalidad, etc.) (estacionalidad, etc.)

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BASES DE DISEOOrganizacin de la produccin Organizacin de la produccinFactor de operacin F Factor de operacin F P F= C * 365 * 24 0