Etapas en la realización de un proyecto de Diseño de Plantas.

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL FRANCISCO DE MIRANDAREA DE TECNOLOGA Aprendizaje Dialgico Interactivo Programa de Ingeniera Qumica Departamento de Energtica Diseo de Plantas Ing. Fanny Yadira Robayo Unidad I: INTRODUCCIN AL DISEO DE PLANTAS. ETAPAS EN LA REALIZACIN DE UN PROYECTO DE DISEO DE PLANTA. El propsito de este instrumento es proporcionar al estudiante de la unidad curricular Diseo de Plantas del programa de Ingeniera Qumica, conceptos, normas y procedimientos utilizados en la preparacin de documentos tcnicos que son generados durante las fases de INGENIERA CONCEPTUAL Y BSICA de los proyectos de inversin; esto es porque la calidad del trabajo realizado durante estas fases por el Ingeniero Qumico en su carcter de ingeniero de proceso determina en alto grado, el xito del desarrollo de las fases de Ingeniera de Detalle, Procura y Construccin de la Planta. Este documento contiene informacin de los siguientes aspectos: 1. Etapas en la Realizacin de un Proyecto de Diseo de Planta. 1.1. Fase de Investigacin y Desarrollo. 1.2. Fase de Ingeniera Conceptual. 1.2.1 Estudio de Factibilidad. 1.2.2 Estudio de Definicin. 1.3. Fase de Ingeniera Bsica. 1.3.1. Diseo Bsico de Proceso. 1.3.2. Diseo Bsico de Ingeniera. 1.4. Fase de Ingeniera de Detalle. 1.5. Fase de Procura. 1.6. Fase de Construccin. 1.7. Fase de Puesta en Marcha o Arranque. 2. Documentos Generados en el Desarrollo de la Ingeniera Bsica. Identificacin del Proyecto. 2.1. Bases de Estudio. 2.2. Bases de Diseo. 2.3. Diagrama de Flujo de Proceso (DFP) 2.31. Plano de Simbologa. 2.4. Descripcin del Proceso. 2.5. Balance de Masa y Energa. 2.6. Sumario de Propiedades de las Corrientes. 2.7. Lista de Equipos. 2.8. Requerimientos de Servicios Industriales. 2.9. Requerimientos de Catalizadores y Qumicos. 2.10. Diagrama de Tubera e Instrumentacin (DTI) 2.11. Consideraciones de Diseo de Equipos.

Mira que te mando que te esfuerces y seas valiente; no temas ni desmayes, porque Jehov tu Dios estar contigo en dondequiera que vayas. Josu 1:9.

Diseo de Plantas2.12. 2.13. 2.14. 2.15. 2.16. 2.17. Hojas de Especificaciones de equipos o Data Sheet. Tabla de Designacin de Lneas. Estimado de Carga de Alivio. Gua de Operacin. Consideraciones de Toxicidad y Manejo de Sustancias. Consideraciones Ambientales.

1. ETAPAS EN LA REALIZACIN DE UN PROYECTO DE DISEO DE PLANTA. Las etapas o fases de realizacin de un proyecto son: Fase de Investigacin y Desarrollo. Fase de Ingeniera Conceptual. Fase de Ingeniera Bsica. Fase de Ingeniera de Detalle. Fase de Procura. Fase de Construccin. Fase de puesta en Marcha o Arranque. 1.1. Fase de Investigacin y Desarrollo. Es la etapa donde se desarrollan las ideas potenciales de procesos y productos a obtener en la planta a disear. 1.2. Fase de Ingeniera Conceptual. En esta etapa se definen el conjunto de operaciones fsico y/o qumicas que permiten lograr la transformacin de las materias primas en productos. Se realiza a travs de dos estudios o paquetes de ingeniera: Estudio de Factibilidad y Estudio de Definicin, en los cuales se cuantifican las inversiones requeridas para realizar el proyecto. Esta fase incluye el alcance del proyecto, estudio de mercado, tamao o capacidad de la planta, localizacin de la misma y caractersticas o especificaciones de las materias primas y productos. 1.2.1. ESTUDIO DE FACTIBILIDAD.. En l se desarrolla la evaluacin de las distintas tecnologas o alternativas de inversin en base a criterios elegidos para determinar su viabilidad tcnica y econmica, adems de su rentabilidad. Este estudio se utiliza para justificar la toma de decisin de apoyar o no la inversin de capital para la realizacin de las siguientes fases del proyecto. . En este se prepara un estimado de orden de magnitud. 1.2.2. ESTUDIO DE DEFINICIN. En l se confirman y detallan las alternativas seleccionadas convenientes tcnicas y econmicamente en el estudio de factibilidad, adicionalmente se desarrolla el Diagrama de Flujo de Proceso y se establecen las variables de operacin. En este estudio se prepara un estimado de costo para estudio. 1.3. Fase de Ingeniera Bsica. Fase en la que se establecen las especificaciones de proceso y las caractersticas de cada uno de los componentes y equipos de una instalacin, que permiten la ejecucin de la ingeniera de detalle, procura, construccin y puesta en marcha de la planta. Concluida esta fase del proyecto se puede realizar un estimado de costo definitivo. La ingeniera bsica engloba dos paquetes de ingeniera: DISEO BSICO DEL PROCESO Y DISEO BSICO DE INGENIERA.

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Diseo de Plantas1.3.1. DISEO BSICO DEL PROCESO. Etapa en donde se establecen las especificaciones de procesos de los equipos basadas en balances de masa y energa de la configuracin seleccionada en el diagrama de flujo del proceso. En esta fase se genera un estimado de costo preliminar. 1.3.2. DISEO BSICO DE INGENIERA. Etapa donde participan todas las especialidades de ingeniera (mecnica, instrumentacin, elctrica y civil) para generar especificaciones de diseo detallado de equipos e informacin de fabricantes, que permiten preparar un estimado de costo definitivo. 1.4. Fase de Ingeniera de Detalle. Fase donde se desarrollan las especificaciones detalladas correspondientes a las diferentes especialidades de la ingeniera. De esta fase resultan las especificaciones finales para la adquisicin de materiales y equipos, as como el plan de ejecucin para construccin y el estimado de costos de inversin detallado. 1.5. Fase de Procura. Fase donde se realiza la compra de materiales y equipos a ser utilizados en el proyecto. 1.6. Fase de construccin. Esta fase se refiere a la ejecucin fsica de actividades en el sitio de la obra los cuales son: preparacin de terreno, fabricacin de estructuras, instalacin de servicios, ereccin de edificaciones, instalacin de tuberas, equipos, sistemas elctricos e instrumentos y controles. 1.7. Fase de Arranque de la Planta. Fase donde se planifica y efecta la puesta en marcha de plantas e instalaciones y pruebas de garanta. En esta se evala la operatividad de la planta y los equipos, a fin de detectar deficiencias de operacin y aplicar las acciones correctivas necesarias. 2. DOCUMENTOS GENERADOS EN EL DESARROLLO DE LA INGENIERA BSICA. Cada paquete de ingeniera est constituido por un conjunto de documentos relacionados con la fase del proyecto en desarrollo y con el tipo de estimado de costo de inversin, por lo tanto, los niveles de desarrollo y calidad de la informacin tcnica varan de acuerdo al tipo de paquete de ingeniera. A continuacin, en la tabla # 01 se presenta una tabla resumen de los diferentes documentos que se generan en el desarrollo de un proyecto por la disciplina de procesos y el grado de definicin segn la fase de desarrollo donde se ubica el proyecto.


Diseo de PlantasTABLA # 01: PRODUCTOS DE INGENIERA. Ingeniera Conceptual Estudio de Factibilidad Estudio de Definicin Ingeniera Bsica Diseo Diseo Bsico de Bsico de Proceso Ingeniera III II

Fases

Paquetes de Ingeniera

Tipo de Estimado de Costo V IV Documentos 1. Bases de estudio * ** 2. Bases de diseo ** 3. Diagrama de bloques de * proceso 4. Diagrama de flujo de * ** *** proceso (DFP) 5. Descripcin del proceso * ** *** 6. Balance de masa y energa * ** *** 7. Sumario de propiedades de * ** *** las corrientes 8. Lista de equipos * *** 9. Requerimientos de servicios * ** *** industriales 10. Requerimientos de * ** *** catalizadores y qumicos 11. Diagrama de tuberas e * instrumentacin (DTI) 12. Consideraciones de diseo *** de equipos 13. Hoja de especificaciones de * *** equipos 14. Sumario de puntos de enlace 15. Tabla de designacin de * lneas 16. Estimado de carga de alivio ** 17. Gua de operacin ** 18. Consideraciones de toxicidad y manejo de ** sustancias Fuente: CIED, 1997. * Informacin global; ** Informacin completa; *** Informacin detallada Disciplina Proceso

***

*** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** ***

A continuacin se presenta una descripcin de los documentos antes mencionados, generados en el desarrollo un proyecto y se muestra el procedimiento detallado de elaboracin de los mismos como gua para la elaboracin del proyecto final de la materia. IDENTIFICACIN DEL PROYECTO.4/19Ing. Fanny Robayo

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El proyecto debe ser identificado, indicando los siguientes aspectos: Nombre del Proyecto, Cdigo del Proyecto, Cliente, Empresa Ejecutora, Fecha, Nmero de Revisin, Supervisor. 2.1. Bases de Estudio. En l se establecen las premisas y lineamientos para la ejecucin del proyecto. Este documento debe ser aprobado y firmado por el cliente. Contiene informacin relativa a: Capacidad de la unidad de proceso, Caracterizacin de la alimentacin, Caractersticas y rendimientos de productos y sub-productos, Disponibilidad y condiciones de servicios industriales, Factor de servicio ( especifica el tiempo de operacin continua de la unidad del proceso), Facilidades para el manejo y almacenaje para la materia prima, reactivos, catalizadores, productos y sub-productos, Condiciones de la alimentacin y productos en el lmite de batera, Consideraciones ambientales y de seguridad. 2.2. Bases de Diseo. Es el primer documento que se genera en la fase de INGENIERA BSICA, en l se establecen las condiciones, requerimientos de procesos y lineamientos generales dentro de los cuales se efecta el diseo de la planta o unidad. Este documento debe ser aprobado y firmado por el cliente y por el jefe del proyecto. Se diferencia de las bases de estudio porque tiene mayor nivel de informacin y detalle. Contiene: ESTNDARES Y NORMAS A UTILIZAR EN EL PROYECTO, SISTEMA DE UNIDADES A UTILIZAR, DESCRIPCIN GENERAL SOBRE LA PLANTA, seala una breve descripcin del servicio de la Unidad de Proceso. En el caso de procesos compuestos por varias unidades se indica una breve descripcin y se aade un diagrama de bloques. INFORMACIN SOBRE LAS INSTALACIONES EXISTENTES, (si el proyecto es de remodelacin de una planta instalada), CAPACIDAD DE LA PLANTA, CARACTERIZACIN DE LA ALIMENTACIN, se especifica el origen, tipo y caractersticas de cada una de las alimentaciones del proceso. Entre las caractersticas se deben indicar la composicin, densidad, viscosidad y cualquier otra propiedad relevante del proceso. En caso de fracciones de petrleo en necesario incluir el anlisis de destilacin.5/19Ing. Fanny Robayo

Diseo de PlantasEn el caso de slidos se debe aadir la distribucin y tamao de partculas, densidad real y aparente, se debe indicar si el slido es abrasivo, txico, explosivo, magntico, etc. CARACTERSTICAS Y RENDIMIENTO DE LOS PRODUCTOS Y SUB-PRODUCTOS, seala la descripcin, propiedades, composicin y destino de cada uno de los productos. Es importante indicar los lmites de contaminantes, as como propiedades fsico-qumicas y de transporte relevantes como: viscosidad a dos temperaturas diferentes, punto de humo, ndice de cetano, octanos, punto de anilina, etc. En caso de procesos de separacin, se debe indicar los porcentajes de recuperacin. En caso de procesos que involucren una reaccin qumica, se debe incluir los rendimientos de los productos, o un balance de masa experimental. CONDICIONES DE LA ALIMENTACIN Y PRODUCTOS LMITES DE BATERA, indica en forma tabular las condiciones de presin y temperatura a las que se reciben cada una de las alimentaciones y a las que se debe entregar cada uno de los productos. REQUERIMIENTOS DEL PROCESO, condiciones especficas del proceso para los cuales se disea la planta, por ejemplo: conversin que se debe alcanzar, niveles de vaporizacin mximo, etc. FACILIDADES PARA EL MANEJO Y ALMACENAJE DE LA MATERIA PRIMA, PRODUCTO Y SUB-PRODUCTOS, DISPONIBILIDAD Y CONDICIONES DE SERVICIOS INDUSTRIALES, se debe indicar el tipo de servicios industriales disponibles y las condiciones de los mismos en los lmites de batera. Se caracterizan de forma global, ya que en el documento de requerimientos de servicios industriales se especifican de forma detallada. LOCALIZACIN DE LA PLANTA, FACTOR DE SERVICIO, especifica el tiempo de operacin continua de la unidad del proceso. CONDICIONES METEOROLGICAS Y AMBIENTALES, se indican datos de la localidad que pueden ser necesarios para el diseo, como: temperatura ambiente, a bulbo seco y hmedo, mxima y mnima, viento, huracanes, sismos, humedad relativa, presin baromtrica (mnima, mxima y promedio). REGULACIONES AMBIENTALES Y DE SEGURIDAD, se deben mencionar normas de control de emisiones y efluentes del proceso. MANEJO Y DISPOSICIN DE EFLUENTES. 2.3. Diagrama de Flujo de Proceso (DFP). Es un diagrama que muestra las operaciones unitarias de un proceso y su filosofa de control, consiste en una representacin simblica de los elementos esenciales del proceso. Contiene informacin relativa a: Esquema del proceso, Equipos con identificacin, descripcin de servicios, caractersticas y datos de operacin normal, Lneas de proceso y servicios, Controles bsicos del proceso con sus respectivos elementos finales de control, Tabla con un resumen del balance de masa y energa y propiedades fsico-qumicas y de transporte requeridas para la especificacin de los equipos de proceso. Cuadro de identificacin del proyecto. Para la elaboracin del DFP se deben regir por las normas publicadas en la Gua #02 de la Unidad Curricular Diseo de Plantas, titulada DIAGRAMAS DE PROCESO. Paralelo al DFP y al DTI se debe desarrollar un documento llamado Plano de Simbologa.6/19Ing. Fanny Robayo

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2.3.1. PLANO DE SIMBOLOGA. El plano de simbologa del proceso es un documento auxiliar del DFP y DTI, en el cual se vaca todo la identificacin de los elementos presentes dentro de los diagramas; para facilitar la comprensin e interpretacin de los mismos y evitar confusiones. Este debe contener: Descripcin de la codificacin e identificacin de los equipos, Leyenda de los cdigos empleados por tipo de equipo, Representacin simblica de los equipo como aparecen en el DFP y el DTI, con una breve descripcin de los mismos. Descripcin de la codificacin e identificacin de las lneas de tubera, Leyenda de los cdigos empleados por tipo de lnea, Descripcin de la codificacin e identificacin de las vlvulas, Leyenda de los cdigos empleados por tipo de vlvula, Representacin simblica de las vlvulas que aparecen en el DFP y el DTI, con una breve descripcin de las mismas. Representacin simblica de las lneas de tuberas que aparecen en el DFP y el DTI, con una breve descripcin de las mismas. Representacin simblica de otros tipos de elementos que aparecen en el DFP y el DTI, con una breve descripcin de los mismos; por ejemplo: controladores, juntas de expansin, etc. 2.4. Descripcin del Proceso. ste documento describe el recorrido que sigue la alimentacin de un proceso hasta obtener los productos para facilitar la interpretacin de los diagramas de flujo correspondientes. ste documento contiene: Informacin mas relevante del proceso, Caracterizacin y condiciones de operacin del proceso y las variables que se controlan, Aspectos que se consideran de utilidad para anticiparse a posibles problemas operacionales. Cuando se ha culminado la Ingeniera Bsica la descripcin del Proceso debe contar con las siguientes caractersticas: Descripcin del recorrido que sigue la alimentacin en el proceso hasta obtener los productos. Capacidad de la unidad de proceso. Condiciones de operacin del proceso que se describe. Variables que se controlan en el proceso, indicando puntos de ajustes de los controles (por ejemplo: control de temperatura, flujo, etc.) Procedencia de la alimentacin y destino de los productos. A continuacin se indica como se preparan los equipos en la descripcin del proceso: Se debe describir el proceso partiendo del origen de la alimentacin, indicando la entrada y salida de cada equipo hasta el destino de los productos, basndose en el DFP. Se deben indicar las condiciones de operacin de cada uno de los equipos que conforman el proceso. Se deben describir los esquemas de control en la medida que se describe el recorrido del flujo a lo largo del DFP, e indicar los puntos de ajuste de las variables que se controlan.7/19Ing. Fanny Robayo

Diseo de PlantasSi se incluyen dentro del proceso equipos como reactores, compresores y torres, en la descripcin del proceso se debe incluir el tipo y alguna caractersticas tales como: Para reactores: nmero de lechos, catalizador (si utiliza), tipo de flujo, etc. Para compresores: el tipo y # de etapas. Para torres: nmero de platos o tipo de empaque. Se deben indicar las conversiones y los rendimientos de los productos. Se deben sealar el destino de los productos que se obtienen en el proceso y las condiciones en el lmite de batera. 2.5. Balance de Masa y Energa. Es l documento que proporciona los resultados del balance de masa y energa obtenido, referidos a las corrientes numeradas que se indican en el diagrama de flujo de proceso. ste contiene: Descripcin de la corriente, Composicin, flujo msico y flujo molar, Estado fsico, fraccin vaporizada, entalpa, Temperatura y presin de operacin. El desarrollo del documento balance de masa y energa se realiza en forma paralela al desarrollo del DPF y el sumario de Propiedades de las Corrientes. En la primera parte del documento la composicin y el flujo se indican en trminos msicos y en la segunda parte en molares esto para facilitar clculos de las corrientes gaseosas. Los formatos de presentacin para sealar los resultados obtenidos del Balance de masa son los presentados en la tabla # 02 y # 03 respectivamente. Tabla # 02: Balance de Masa y Energa (Msico o en Peso) 1 2 3 Corriente # 4 Gas Agua de Vapor Descripcin de la agua Corriente natural enfriamiento saturado Componentes Componente 1 Kg/h Componente 2 Kg/h . Kg/h . Kg/h Componente n Kg/h Total Kg/h Temperatura C Presin Psia


Diseo de PlantasTabla # 03: Balance de Masa y Energa (Molar) Corriente # 1 2 3 5 Descripcin de la Gas Agua de Vapor aire Corriente natural enfriamiento saturado Componentes Componente 1 Kgmol/h Componente 2 Kgmol/h . Kgmol/h . Kgmol/h Componente n Kgmol/h Total Kgmol/h Temperatura C Presin Psia 2.6. Sumario de Propiedades de las Corrientes. Es el documento que proporciona un sumario de todas las propiedades requeridas para el diseo de los equipos, como por ejemplo: flujo molar, flujo msico, temperatura, densidad, viscosidad, capacidad calorfica, conductividad trmica, tensin superficial, factor de compresibilidad, presin de vapor, entalpa, etc. En el caso de corrientes formadas por ms de una fase, las propiedades se indican tanto para la corriente global como para cada una de las fases. Tabla # 04: Sumario de Propiedades de Corrientes. 1 2 3 Corriente # Gas Agua de Vapor Descripcin de la Corriente natural enfriamiento saturado Temperatura C Presin barg Flujo molar Kgmol/h Flujo msico Kg/h Entalpa KJ/h Calor especfico KJ/KgC Fraccin vaporizada Fase vapor Flujo molar Kgmol/h Flujo msico Kg/h Flujo vol. Std. m3/h Entalpa KJ/h Calor especfico KJ/KgC Densidad Kg/m3 Sp.gr.@ aire Viscosidad cP Fase lquida Flujo molar Kgmol/h9/19Ing. Fanny Robayo

Diseo de PlantasFlujo msico Flujo vol. Std. Entalpa Calor especfico Densidad Sp.gr. @ agua Viscosidad Fase acuosa Flujo msico total Kg/h m3/h KJ/h KJ/KgC Kg/m3 cP Kg/h

En la tabla # 04 se presenta un formato para la presentacin del sumario de propiedades de las corrientes, sin embargo es importante resaltar que, dependiendo del tipo de proceso, debe aadirse cualquier otra propiedad que sea requerida en el diseo o especificacin de equipos o en la determinacin de las especificaciones que deben ser cumplidas por el proceso. 2.7. Lista de Equipos. Es un documento que contiene una lista de los equipos con sus caractersticas principales. Para preparar este documento se requiere disponer de la versin inicial de las Hojas de Especificacin de Equipos. Estos documentos son complementarios entre s, y se deben revisar y actualizar en forma paralela hasta su total aprobacin. En los proyectos se presenta una lista de equipos por cada categora, por ejemplo: se presenta una lista de equipos para Intercambiadores de Calor, en donde se listan todos los intercambiadores presentes en la planta con sus respectivas caractersticas. A continuacin se listan los equipos mayormente utilizados y la informacin caracterstica que debe contener de cada uno de ellos la lista de equipos respectiva. Lista de Intercambiadores de Calor Cdigo o # del equipo E-214 Nmero de carcazas Nmero de carcazas conectadas en serie Nmero de carcazas conectadas en paralelo Tipo de servicio (se debe especificar por donde circula el fluido fro y el caliente) Tipo de Intercambiador Tipo de cabezal segn TEMA Calor intercambiado rea total de transferencia Coeficiente total de transferencia de calor Dimetro de los tubos Longitud de los tubos Dimetro de la carcaza Potencia total consumida por unidad (solo aplica para enfriadores por aire) Temperatura de diseo de los tubos Presin de diseo de los tubos

E-215


Diseo de PlantasTemperatura de diseo de la carcaza Presin de diseo de la carcaza Nombre del equipo Lista de Bombas Cdigo o # del equipo P-201 Describir brevemente el tipo de servicio Tipo Capacidad Normal Capacidad Mxima Presin de descarga Mximo diferencial de presin (en altura de lquido) Temperatura de Bombeo Densidad a la temperatura de bombeo Viscosidad a la temperatura de bombeo Potencia requerida estimada Potencia instalada Nombre del equipo Lista de Mezcladores M-654

P-202

Cdigo o # del equipo Tipo de servicio Tipo Velocidad del Impulsor Volumen de Trabajo Potencia requerida por el lquido Potencia instalada en el motor Temperatura de diseo del recipiente Presin de diseo del recipiente Tamao (dimetro x longitud) Material de construccin Nombre del equipo

M-985

Lista de compresores y/o Ventiladores: Cdigo o # del equipo K-358 Tipo de servicio Tipo Flujo normal Presin en la succin Presin en la descarga Temperatura en la succin Temperatura de salida del enfriador Peso molecular del gas en la succin Potencia Isentrpica estimada Potencia instalada Nombre del equipo11/19Ing. Fanny Robayo

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Lista de Recipientes Cdigo o # del equipo Tipo de servicio Temperatura de diseo Presin de diseo Tamao, Dimetro x longitud Volumen total Tipo de internos Material de construccin de la carcaza Material de construccin de los internos Nombre del equipo Lista de Hornos F-101

Cdigo o # del equipo Tipo de servicio Temperatura de diseo Presin de diseo Potencia estimada Calor Tipo de internos Capacidad en Flujo msico Capacidad en flujo volumtrico Nombre del equipo

F-201

F-205

Lista de Reactores Cdigo o # del equipo R-457 Tipo de servicio Tipo de reactor Temperatura de diseo Presin de diseo Tamao, Dimetro x longitud Tipo de internos Material de construccin de la carcaza Material de construccin de los internos Nombre del equipo Lista de Columnas Cdigo o # del equipo Describir brevemente el tipo de servicio Temperatura de diseo Presin de diseo Tamao, Dimetro x longitud Tipo de Platos # de platos Material de construccin de la carcaza

R-985

R-214

C-874


Diseo de PlantasMaterial de construccin de los platos Nombre del equipo 2.8. Requerimientos de Servicios Industriales. Es un documento que establece los criterios especficos considerados en servicios industriales. Contiene informacin de: Determinacin cualitativa y cuantitativa de los requerimientos de servicios industriales (agua de enfriamiento, agua de alimentacin a calderas, agua de proceso, vapor, condensado de vapor, combustible, gas inerte, aire para planta, aire para instrumentos, electricidad), Especificacin de las condiciones de entrada y de retorno de la planta a que son requeridos (presin, temperatura, humedad, calidad), Forma de suministro (red de tuberas, cilindros y otros). Para preparar este documento se requiere disponer de la versin aprobada del documento Bases de Diseo, la versin inicial de Hojas de Especificacin de Equipos y DFP. A continuacin se lista la informacin caracterstica requerida para cada servicio. Agua de enfriamiento. Temperatu ra de salida Temperatu ra de salida Flujo de agua de diseo Temperatu ra de entrada del agua Observacio nes Observacio nes13/19Ing. Fanny Robayo

Cdigo del equipo

Calor adsorbido de diseo

E-201 E-321 Condensado y Agua para calderas (BFW). Observacio nes Flujo Msico Normal de Condensad o Flujo Msico de diseo de Condensad o Flujo Msico Normal de BFW Tipo de Condensad o Flujo de Nitrgeno de Diseo Cdigo del equipo Flujo Msico de Diseo de BFW Flujo de Nitrgeno Normal Servicio

CV-962 CV-568 Aire y Nitrgeno. Flujo de Aire para Instrument os Normal Flujo de Aire para Instrument os de Diseo Flujo de Cdigo del equipo Aire para Plantas Normal Flujo de Aire para Plantas de Diseo Servicio

F-321 F-452

Flujo de agua normal

Servicio

Diseo de PlantasVapor. Observacio nes Observacion es Observacion es14/19Ing. Fanny Robayo

Flujo msico de diseo Temperatu

F-250 V-965 Electricidad. Potencia requerida por el eje normal Potencia requerida por el eje de Diseo Potencia requerida por el motor normal Potencia requerida por el motor de Diseo Otros Usos Cdigo del equipo Factor de servicio Servicio

P-985 P-963 K-987 T-985 Combustible: Eficiencia del Horno Poder calorfico del combustible Calor cedido por el combustible Normal Calor cedido por el combustible de Diseo Tipo de combustible Calor absorbido por la carga Cdigo del equipo Servicio

CV-963 2.9. Requerimientos de Catalizadores y Qumicos. Es un documento que contiene los qumicos utilizados en el proceso, (arranque, operacin normal y parada) consumo y caractersticas de pureza y propiedades qumicas de catalizadores e inertes y el volumen requerido de los mismos. Con respecto al los qumicos utilizados en el proceso este documento debe contener: el consumo y caractersticas de pureza y propiedades qumicas; con respecto a los catalizadores, se debe identificar los reactores, el tipo de catalizador utilizado y el volumen requerido del mismo. La preparacin de este documento se lleva a cabo cuantificando las cantidades de qumicos a partir del balance de masa, las caractersticas de pureza y propiedades qumicas se extraen del documento Bases de Diseo, y el volumen y tipo de catalizador a ser utilizado, se encuentra disponible en las hojas de especificaciones de los reactores. 2.10. Diagrama de Tubera e Instrumentacin. Es un documento que contiene los detalles mecnicos de equipos, tuberas y vlvulas, as como tambin los lazos de control para garantizar una operacin segura en la planta.

Temperatu ra de Diseo Presin de Diseo

msico a condicione s de

Cdigo del equipo

Presin de Operacin

ra de operacin

Calor Generado

Potencia

Servicio

Tipo de Vapor

Diseo de PlantasEsta informacin sirve de gua para llevar a cabo las actividades de ingeniera y construccin de la planta, por lo cual su preparacin requiere de un alto grado de precisin y completa informacin. Los tipos de DTI preparados en el desarrollo del proceso son: DTI del proceso, DTI de servicios industriales y sistemas de efluentes. Para la elaboracin del DTI se deben regir por las normas publicadas en la Gua #03 de la Unidad Curricular Diseo de Plantas, titulada DIAGRAMAS DE PROCESO. Paralelo al DTI se debe completar el documento llamado Plano de Simbologa, anteriormente descrito. 2.11. Consideraciones de Diseo de Equipos. En este documento se establecen los criterios especficos considerados en el diseo de cada uno de los equipos. En este documento se debe destacar: Norma aplicada, en el diseo del equipos, Criterio de relacin dimetro-longitud, Orientacin, Intervalo de control, Tipo de equipo, Servicio esencial o vital, Criterio de dimensionamiento de boquillas, Velocidad y cada de presin por longitud de tuberas, etc. Adicionalmente se deben especificar los factores de sobre diseo de los equipos y algunas otras caractersticas especiales consideradas. Se deben aclarar aspectos difciles del diseo y suministrar informacin para facilitar la fase de ingeniera de detalle 2.12. Hoja de Especificaciones de Equipos, o Data Sheet. Este documento se emite para cada equipo (una por equipo, por ejemplo se tienen 3 intercambiadores, se deben contar con 3 hojas de especificaciones una por cada uno) y en l se describen las especificaciones de procesos y mecnicas, y dibujos esquemticos con las dimensiones principales. Contiene informacin necesaria para la seleccin y solicitud de cotizaciones a los diferentes fabricantes y/o proveedores de los equipos requeridos. Para preparar este documento se requiere disponer de la versin aprobada del documento BASES DE DISEO, BALANCE DE MASA Y ENERGA, SUMARIO DE PROPIEDADES DE LAS CORRIENTES y de la versin inicial del DFP. A continuacin se presentan ejemplos de preparacin de hoja de especificaciones o Data Sheet para bombas centrfugas, recipientes a presin, e intercambiadores de calor tubo y carcaza.


Diseo de PlantasHoja de Especificaciones de Recipientes (Columnas, reactores, acumuladores). Identificacin del equipo, modelo Identificar el nombre del cliente y la unidad de proceso donde estar ubicado el recipiente Localizacin y # de serial Tipo de servicio del equipo y # de equipos que se requieren Informacin sobre el fabricante Seccin de Datos Mecnicos / Operacin Temperatura de trabajo, normal, mxima y mnima Presin de trabajo, Normal, Mxima y mnima Presin de trabajo en condiciones de vaco normal y mnima Temperatura de diseo, alta / baja Presin de diseo, interna / externa Presin de prueba hidrosttica Densidad del fluido que maneja Viscosidad Dimetro de la carcaza Di/De Volumen total Volumen normal de lquido Tipo de columnas, de plato o empaques Tipo de plato, distancia entre plato, peso de cada plato Tipo y tamao de empaque, # de secciones empacadas, # de redistribuidores Hojas de Especificacin de Bombas Centrfugas. Aplicacin de la hoja de especificacin, (por oferta, compra o para fabricar) Identificacin de la bomba (cdigo) Identificacin del cliente y la unidad de proceso donde esta o estar ubicada Ubicacin de la unidad del proceso y el nmero de bombas requeridas para el servicio. Servicio, (se debe describir brevemente el servicio de proceso de la bomba) Informacin del fabricante, modelo y # de serial Seccin de Informacin General Si la bomba trabaja en paralelo, # de Bombas accionadas por motor y # accionadas por turbinas Si la bomba trabaja en serie, # de la o las bombas con las bombas que trabaja en serie Identificacin del accionador sea motor y/o turbina segn el tipo. Identificacin del proveedor del accionador sea motor y/o turbina . Identificacin de la data sheet del accionador sea motor o turbina. Seccin de Condiciones de Operacin Capacidad de bombeo, normal a condiciones normales de funcionamiento y el nominal segn el intervalo de funcionamiento Presin de succin mxima y nominal Presin de descarga Diferencial de presin Cabezal diferencial16/19Ing. Fanny Robayo

Diseo de PlantasN.P.S.H disponible Potencia hidrulica Tipo de Servicio, continuo o intermitente Seccin del Lquido Tipo y/o nombre del lquido Temperatura de bombeo normal, mxima y mnima Gravedad especfica Viscosidad normal, mxima y mnima Presin de vapor a la temperatura de bombeo Agente corrosivos y erosivos, se debe indicar si el fluido a manejar cuenta en su composicin con agentes erosivos y corrosivos, y su concentracin para la seleccin del material Concentracin de cloruros en PPM y concentracin de sulfuro de hidrgeno en PPM Indicar si el lquido manejado es toxico, inflamable y otra caracterstica importante. Datos del sitio de instalacin Elevacin (msnm) y presin atmosfrica Temperatura ambiental mxima y mnima % Humedad relativa mxima y mnima Caractersticas de la bomba Velocidad de giro # de curva del fabricante Dimetro del impulsor nominal, mximo y mnimo Potencia nominal, y eficiencia N.P.S.H. requerido Tipo de bomba Dimetro de brida de succin y de descarga. Hoja de Especificacin de Intercambiadores de Calor Tubo y Carcaza: Cliente y ubicacin de la unidad de proceso Identificacin del equipo y # de equipo requeridos Tipo de servicio Tipo segn TEMA y posicin, Fabricante # de carcasas requeridas para el servicio, e indicar el arreglo de las mismas (seria o paralelo) Superficie activa de c/carcaza y rea total efectiva Caractersticas de la unidad Nombre del fluido Flujo total Vapor Lquido Vapor de agua Agua Fluido no condensable Unidad Tubo Carcaza


Diseo de PlantasTemperatura Presin Densidad del lquido Densidad del vapor Viscosidad del lquido Viscosidad del vapor Peso molecular de los gases Tipo de tubos lisos o con aletas Carcaza Di y De Deflectores Peso molecular de los gases no condensables Calor especfico del lquido Calor especfico del vapor Conductividad trmica del lquido Conductividad trmica del vapor Calor latente Velocidad Cada de presin permitida y calculada Resistencia al ensuciamiento Calor transferido Coeficiente de transferencia de calor Construccin de una carcaza Presin de diseo Temperatura de diseo # de pasos por la carcaza Tamao de la boquilla # de tubos, longitud, pitch Tipo de tubos lisos o con aletas Carcaza Di y De Deflectores 2.13. Tabla de Designacin de Lneas. En ste documento se mencionan las lneas de procesos y servicios. Contiene informacin de: Dimetro nominal de la tubera, Sigla del proceso o servicio, Nmero de la lnea, Requerimientos de aislamientos, etc. Para preparar este documento se requiere disponer de la versin aprobada de los documentos Sumario de Propiedades de las Corrientes y el DTI.


Diseo de PlantasA continuacin se lista la informacin que debe contener el documento Tabla de Designacin de lneas: Nmero de la lnea TP-93214 TP-96544 TO-96541 Procedencia de la lnea Destino de la lnea Fluido que transporta Fase del fluido Presin normal de operacin del fluido Temperatura normal de operacin del fluido Densidad del fluido, a condiciones de operacin Viscosidad del fluido, a condiciones de operacin Flujo msico del fluido, a condiciones de operacin Flujo volumtrico estndar Velocidad del fluido en la lnea Dimetro nominal de la lnea Clase de material de la lnea Presin de diseo de la lnea Temperatura de diseo de la lnea Tipo de aislamiento Espesor del aislamiento Nmero del DTI, de donde se origina la lnea


Etapas en la realización de un proyecto de Diseño de Plantas.

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