PLANTA DE FERTILIZANTE EN CUATZACUALCOS VERACRUZ

A. INTRUCCIONB. JUSTIFICACIONC. BASES DE DISEÑOS

GENERALIDADES

1.1 FUNCIÓN DE LA PLANTA

El objetivo central es satisfacer al 100% las necesidades de vapor que demanden los procesos que en la planta se llevan a cabo, siempre buscando la óptima eficiencia de transferencia de calor.

1.2 TIPO DE PROCESO

Proceso continuo de régimen permanente donde el agua suavizada y desairada se vaporiza haciendo uso de una caldera para obtener vapor saturado.

2.-CAPACIDAD RENDIMIENTO Y FLEXIBILIDAD

2.1 FACTOR DE SERVICIO

Fc= 0.9589 350 días X 24 hr de operación efectiva

2.2 CAPACIDAD |

a) Diseño (500 ton/año )(1.20) = 600 ton/añob) Normal 500 ton/añoc) Mínimo (500 ton/año )(0.80) = 400 ton/año

2.3 FLEXIBILIDAD

1.1. Flexibilidad.

Por la naturaleza del proceso de generación de vapor no se obtiene ningún producto secundario.

1

3.-ESPECIFICACIONES DE LAS ALIMENTACIONES

Agua Suavizada

La materia prima se recibe de una planta suavizadora de agua, la cual provee el flujo necesario para el proceso, esta agua almacenara directamente en un tanque. Se utilizara agua suavizada, por que es un producto de baja dureza (de calcio o de magnesio), con esto evitamos la incrustación de las tuberías y caldera, además se desarea para reducir la oxidación.

Materia Prima

Propiedades Agua SuavizadaEstado Físico Liquido

Presión 11.93PsiaDensidad 1g/cm3

Viscosidad 1 CpsTemperatura 66.2°F

Propiedades HidracinaEstado Físico Liquido

Presión 11.93PsiaDensidad 1.01 g/cm3

Solubilidad Miscible en aguaTemperatura 66.2°F

Combustibles

Propiedades DieselEstado Físico Liquido

Presión 11.93 PsiaDensidad 0.82-0.845 g/cm3

Viscosidad 1.9-5.0 CstSolubilidad Soluble en solventes orgánicos

4.-ESPECIFICACIONDES DE LOS PRODUCTOS (limite de batería)

PROPIEDADES Combustible Industrial Combustóleo Pesado

Agua y sedimento ml/100ml 2Densidad 15°C Lb/ft^3 61.3 Azufre Total g/100g 1.7

ViscosidadCinemática @ 50°C cSt

508.75

Poder Calorífico Kj/Kg

41500

Punto de inflamación °C

60

El vapor generado sale a las siguientes condiciones:

Propiedades Vapor de calentamiento

Estado Físico VaporPresión 682.85Psia

Temperatura 489.7°FGm 200 Ton/hr

5.- CONDICIONES DE LA ALIMENTACION EN LÍMITES DE BATERIA

Propiedades Agua suavizada

Estado Físico LiquidoPresión 617mmHg

Densidad 1g/mlViscosidad 1 Cps

Temperatura 19°C

Nuestro suministro de agua esta dada por la alimentación que tomamos del rio Lerma del cual el agua se clasifica como cruda, así pues la planta suavizadora se encarga de dejar el agua con las especificaciones requeridas.

6.- CONDICIONES DE LOS PRODUCTOS EN LIMITES DE BATERIA

Propiedades Vapor de calentamiento

Estado Físico VaporPresión 682.85Psia

Temperatura 489.7°FGm 200 Ton/hr

er

BALANCE EN CALDERA

V=200

tonhr

∗1000kg

1 ton∗2.2lb

1kg=440000

lbhr

P=0.08∗F

F=V +P

F= V0.92

=4400000.92

=478261 lbhr

Pf=10 psi+14.7 psia=24.7 psia

Volesp@Pf ¿24.7 psia=1.0558¿kg

Vol esp=1ρ

ρF=1

vol esp= 1

1.0558 ¿gr

=0.9471kg¿ ∗2.2 lb

1kg∗1000<

¿1m3

∗( .3048m )3

1 ft3=59.0046 lb

ft3¿

Fv= FρF

=478261

lbhr

59.0046lbft3

=8105.49

ft3

hr∗( .3048m)3

1 ft3∗1000<

¿1m3

∗1gal

3.785< ¿∗1hr60min

¿¿

Fv=1010.66GPM

P=0.08∗F

P=0.08∗478261 lbhr

=38260.88 lbhr

=81.61GPM

BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA EN EL DESAEREADOR

BALANCE DE MASA

AS+VB+C=F …….1

BALANCE DE ENERGIA

AShAS+ChC+VB HVB=F hF …….2

CALCULO DE ENTALPIAS

h f=Cp f (T f−T amb )=(1.011 BTUlb° F ) (232.6 ° F−77 ° F )=163.809 BTU

lb

hC=CpC (T C−T amb )=(1.0006 BTUlb° F ) (226.6 ° F−77 ° F )=149.7 BTU

lb

HVB=CpVB (T VB−T amb )+λVB=(1.0138 BTUlb° F ) (275.77 ° F−77 ° F )+929.129=1128.63 BTU

lb

hAS=CpAS (T AS−T amb )=(1. BTUlb ° F ) (77 °−77 ° F )=0

CALCULO DE FLUJOS

AShAS+ChC+VB HVB=F hF

C=0.1V=0.1(441014.33 Lbh )=44101.433 Lb

h

VB=FhF−ChC

HVB

=(479363.405 Lb

h )(163.809 BTUlb )−(44101.433 Lb

h )(149.7 BTUlb

)

1128.63BTUlb

=63725.1 Lbh

AS=F−VB−C=479363.405 Lbh

−63725.1 Lbh

−44101.433 Lbh

=371536.87 Lbh

CONVERSIONES A GPM

C=44101.433

Lbh

62.241lb

ft3

∗.1247=88.3455GPM

AS=371536.87

Lbh

62.241lb

ft3

∗.1247=744.3751GPM

7.- ELIMINACION DE DESECHOS

Los desechos que origina el proceso de generación de vapor, se dan cuando se hace el mantenimiento preventivo a la caldera obteniéndose ceniza e incrustaciones relativamente pequeñas. Para este problema se contrata a una empresa externa llamada (clean industry SA de CV) que le dará el tratamiento adecuado.

8.- ALMACENAMIENTO

La planta generadora de vapor contara con tanques 3 tanques especiales para combustibles, 1 de almacenamiento de agua suavizada y 1 para los condensados

9.- SERVICIOS AUXILIARES

9.1.- VAPOR.

Vapor de baja (VB): se utiliza en el DA-01 como un medio de calentamiento moderado del agua suavizada

Presión =3 BAR T de condensación= 134 ºC Fuente: Caldera de PEMEX REFINACION

9.2.- CONDENSADO

Para fines prácticos de un buen proceso, se re circulará el 10 % de condensado formado a lo largo de todos los equipos de transferencia de calor.

9.3.- AGUA DE ENFRIAMIENTO.

Las torres de enfriamiento no están contempladas para nuestros límites de batería

9.4.- AGUA PARA SERVICIOS Y USOS SANITARIOS

Para el abastecimiento de este servicio se tomara agua del rio Lerma la cual no será necesaria tratar bajo ningún proceso de purificación.

9.5.- AGUA POTABLE

Se pagara una tarifa de común acuerdo con el municipio, la demanda de este servicio no es tan grande como el de proceso.

9.6.- AGUA CONTRA INCENDIO

Al igual que el servicio de agua para servicios sanitarios la planta esta provista de una central contraincendios, obteniendo el agua del Rio Lerma y por medio de un sistema de captación de aguas pluviales se almacena en un tanque cilíndrico vertical TV-CI-01 de HDPE con capacidad de 40 m^3, este tanque alimenta a una red de hidrantes colocados en diferentes puntos de la planta unos de ellos se encuentra a un costado del cuarto de calderas.

9.7.- AGUA PARA CALDERA

El agua que se utilizara para caldera se tomara del rio Lerma, se almacenara en un pozo y se llevara un pre tratamiento para llevar a cabo la suavización del agua como el siguiente diagrama lo muestra.

9.8.- AGUA DE PROCESO

N/A

9.9.- AIRE PARA PLANTA E INSTRUMENTOS

Se obtendrá aire a las condiciones del ambiente por medio de un compresor C-01 donde se dividirán las líneas de instrumentos (3 BAR aire seco) y para las líneas de aire p/planta (10 bar).

9.1.1.- COMBUSTIBLE

a) GAS

No aplica para el proceso de generación de vapor

b) LIQUIDO

Diesel y combustóleo, serán la fuente de energía para generar el vapor de calentamiento.

c) SOLIDO

No aplica para el proceso de la planta

9.1.2.- INERTES

No aplica para el proceso de la planta

9.1.3.- ALIMENTACION DE ENERGIA ELECTRICA

Fuente de Suministro:

Consumo normal: Comisión federal de electricidad

Tensión 220 Volts, numero de fases: 3, frecuencia: 60 Hertz

Consumo de Emergencia: Generada por la misma planta esto cuando exista una falla en las líneas de suministro.

Tensión 220 Volts, numero de fases: 3, frecuencia: 60 Hertz

9.1.4.-ALIMENTACION DE ENERGIA ELECTRICA DE EMERGENCIA

Consumo de Emergencia: Generada por la misma planta esto cuando exista una falla en las líneas de suministro.

Tensión 220 Volts, numero de fases: 3, frecuencia: 60 Hertz

9.1.5.- TELEFONOS

Dos extensiones serán instaladas, una en el cuarto de caldera (oficina del supervisor), y una en campo.

10.- SISTEMA DE SEGURIDAD

Según la norma nom-020-stps la caldera y nuestros tanques sujetos a presión contaran con válvulas de seguridad, calibradas a las condiciones que esta norma decreta y la respectiva verificación de las autoridades.

10.1.- SISTEMA CONTRA INCENDIO

Se tomaran las medidas competentes que la norma NOM-002-STPS-1994 (Condiciones de seguridad - Prevención y protección contra incendios en los centros de trabajo) y la comisión de seguridad e higiene consideren.

.

10.2.- PROTECCION DE PERSONAL

La norma nom-017-stps establece el equipo de protección personal que se debe usar en este giro del centro de trabajo, tales que:

CascoGooglesGuantes Uniforme (algodón)Botas industriales Conchas auditivas

11.- CONDICIONES CLIMATOLOGICAS

11.1.- TEMPERATURA

11.2.- PRECIPITACION PLUVIAL

11.3.- VIENTO

11.4.- HUMEDAD

11.5.- ATMOSFERA

12.- LOCALIZACION DE LA PLANTA

La planta esta localizada en el municipio de Lázaro Cárdenas Michoacán

12.1.- COORDENADAS DE LOS LIMITES DE BATERIA

Entre los paralelos 20° 52’ y 20° 26’ de latitud norte; los meridianos 101° 01’ y 101°

19’ de longitud oeste

12.2.- ELEVACION DE LA PLANTA SOBRE EL NIVEL DEL MAR

Altitud entre 1 600 y 2 600 m sobre el nivel del mar.

D. DIAGRAMAS DE BLOQUESE. DIAGRAMA DESCRIPTIVO