planta de amoniaco
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INDICE
I. INTRODUCCIÓN..........................................................................................................1
A. Preparaciones del Gas de Alimentación...................................................................1
B. Producción y Purificación del Gas de Síntesis..........................................................2
C. COMPRESIÓN..........................................................................................................3
D. Síntesis del Amoníaco...............................................................................................4
II. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO Y EQUIPO................................................................7
A. Preparación del Gas de Alimentación.......................................................................7
B. Producción y Purificación del Gas de Síntesis..........................................................8
C. Compresión.............................................................................................................28
D. Síntesis del Amoníaco.............................................................................................32
III. INSPECCIÓN PRELIMINAR.......................................................................................41
IV. PREPARACIÓN PARA EL ARRANQUE INICIAL.......................................................44
A. Preparación del Área del Gas de Alimentación......................................................44
B. Producción y Purificación del Gas de Síntesis........................................................46
C. Compresión.............................................................................................................65
D. Síntesis del Amoníaco.............................................................................................67
E. Recuperación de Amoníaco....................................................................................72
V. PURGA........................................................................................................................76
A. Preparación del Gas de Alimentación.....................................................................76
B. Producción y Purificación del Gas de Síntesis........................................................76
C. Compresión.............................................................................................................78
D. Síntesis del Amoniaco.............................................................................................81
VI. PREPARACIÓN PARA EL ARRANQUE INICIAL.......................................................83
A. Producción de Gas de Síntesis...............................................................................83
i
B. Sistema De Calentamiento a la Temperatura de Operación.................................91
C. Reducción del Catalizador de Conversión de CO..................................................93
D. Compresión...........................................................................................................106
E. Síntesis del Amoníaco...........................................................................................107
F. Recuperación de Amoníaco..................................................................................114
VII. ARRANQUE NORMAL.............................................................................................117
A. Producción del Gas de Síntesis............................................................................117
B. Compresión...........................................................................................................119
C. Síntesis del Amoníaco...........................................................................................121
D. Recuperación de Amoníaco..................................................................................122
VIII. PARO NORMAL........................................................................................................123
A. Área de Preparación del Gas de Alimentación.....................................................123
B. Producción y Purificación del Gas de Síntesis......................................................123
C. Compresión...........................................................................................................124
D. Síntesis del Amoníaco...........................................................................................126
E. Recuperación de Amoníaco..................................................................................127
IX. PROCEDIMIENTOS DE EMERGENCIA..................................................................128
A. Falla de Aire en los Instrumentos..........................................................................128
B. Falla de Vapor.......................................................................................................130
C. Falla Eléctrica........................................................................................................131
D. Falla de Agua........................................................................................................131
E. Falla Mecánica......................................................................................................131
F. Fuego....................................................................................................................132
X. VARIABLES DE LA OPERACIÓN NORMAL............................................................134
APÉNDICE........................................................................................................................141
ii
Artículo II. SECUENCIA DEL CONTROL DE ARRANQUE DEL MOTOR.................141
iii
I. INTRODUCCIÓN
LA PLANTA DE AMONÍACO, fabricada por la Corporación Girdler de Louisville,
Kentucky para Petroquímica Boliviana S.A., Warnes, Santa Cruz, Bolivia, está diseñada
para producir 200 toneladas por día de amoníaco anhidro comercial estándar, utilizando
gas natural como materia prima. El gas de alimentación es primero purificado y
entonces reformado y convertido a gas de síntesis. El gas de síntesis es purificado y
comprimido para la conversión a amoníaco. Los vapores de amoníaco son
condensados, recuperados y transferidos a los límites de batería.
El proceso total se muestra en los diagramas de flujo de Girdler Ingeniería, en los
dibujos Nos. E-1134.40-10 hasta el 17, adjuntos.
Estas instrucciones operativas generales, tienen la intención de asistir a los operadores
de la planta, para obtener los mejores resultados. Estos son de naturaleza general, ya
que sería imposible cubrir toda situación que pudiera aparecer. Sin embargo, se tiene la
intención de dar al operador un buen entendimiento del proceso y del propósito de cada
pieza del equipo. La información presentada tiene la intención de suplementar las
instrucciones disponibles de los fabricantes de varios equipos y cualquier instrucción de
precedencia.
A. Preparaciones del Gas de Alimentación
En la sección de preparación del gas de alimentación, se alista el gas del proceso
para reformarlo. Para que el gas de alimentación sea el adecuado para reformar con
vapor, éste debe contener menos de una parte por millón de azufre total. Además,
debe estar bajo en olefinas para una operación continua, en relación de vapor y gas
1
Reformación Primaria
Reformación Secundaria
Metanización
económicas. Los materiales de alimentación disponibles para el reformador, deben
estar libres de azufre para la protección del catalizador del reformador y asegurar
una larga vida del mismo. Esto se obtiene pasando la corriente de gas a través de
los tambores de carbón activados D-4A y D-4B.
B. Producción y Purificación del Gas de Síntesis
El área de producción y purificación de gas de la planta de amoníaco está diseñada
para producir el gas de síntesis utilizando una reformación primaria a alta presión
usando gas natural y vapor de agua, como materia prima. El gas del proceso de
reformación primaria es oxidado parcialmente y después reformado con aire en el
reformador secundario. Esto es seguido por una etapa de conversión de CO con
separación de CO2 mediante la absorción en solución MEA (monoetanolamina) y
metanización.
Las reacciones son las siguientes:
1. CH4 + 2H2O CO2 + 4H2
CH4 + H2O CO + 3H2
2. O2 + 4N2 + 2CH4 2CO + 4H2 + 4N2
O2 + 4N2 + CH4 CO2 + 2H2 + 4N2
2O2 + 8N2 + CH4 CO2 + 2H2O + 8N2
3. CO + H2O CO2 + H2 Conversión de CO
4. CO + 3H2 CH4 + H2O
CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O
2
Todas estas reacciones se realizan a temperaturas elevadas en presencia de un
catalizador adecuado.
El gas de alimentación es mezclado con vapor sobrecalentado y fluye a través de los
tubos llenos de catalizador del horno de reformación primaria H-2. Los gases
calientes fluyen luego a través del reformador secundario H-1, y se realiza la
reacción de oxidación en presencia del catalizador de reformación secundaria.
En la sección del fondo del reformador secundario, los gases calientes son enfriados
con condensado. La corriente de gas caliente fluye a la parte superior del
convertidor de CO D-2, donde la mayor parte de CO se convierte a CO2 en
presencia del catalizador de conversión. Luego se enfrían los gases calientes y se
separa la mayor parte de CO2 en el absorbedor de CO2 T-1, por la absorción en la
solución MEA (monoetanolamina). La solución MEA es regenerada en el
regenerador de aminas T-2, y recirculada a través del absorbedor en un ciclo
continuo. La purificación final del gas reformado se realiza por el recalentamiento del
gas y pasándolo a través del metanizador D-1. En el metanizador, el CO y el CO2
contenidos en el gas son convertidos catalíticamente a metano y agua. El gas de
síntesis purificado es enfriado, el vapor de agua condensado y separado antes de
que éste fluya al tambor K.O del compresor D-9.
C. COMPRESIÓN
El gas de síntesis, el gas de reciclaje, el aire del proceso y el sistema del amoníaco
refrigerante son comprimidos mediante dos compresores multi-servicio, C-1A & C-
1B, los cuáles son accionados por motor de gas que operan en paralelo.
1. Compresión del Gas de Síntesis - El gas de síntesis proveniente del enfriador de
gas de síntesis E-5, fluye al tambor K.O compresor D-9. Desde aquí el gas de
3
síntesis pasa a través de tres etapas de compresión con enfriamiento entre
etapas y posterior enfriamiento, entonces el gas comprimido fluye al filtro de gas
D-12, después de combinarse con el gas comprimido de reciclaje del cilindro
recirculador.
2. Compresión de Aire – El aire es succionado mediante la toma del filtro de aire
del compresor, donde pasa por tres etapas de compresión con enfriamiento
entre etapas. El aire comprimido del proceso pasa a través del receptor de aire
del proceso D-5, directamente al reformador secundario H-1, bajo un medidor
de flujo.
3. Compresión del Amoníaco Refrigerante – El amoníaco refrigerante vaporizado
desde el condensador secundario E-20, pasa a través del tambor de desfogue
de refrigerante D-19, antes de entrar a la succión del compresor de amoníaco
refrigerante. El vapor de amoníaco comprimido desde la descarga del
compresor de enfriamiento pasa por el separador de aceite E-19, y el
condensador refrigerante E-22, antes de entrar al receptor refrigerante D-11. El
amoníaco líquido del receptor refrigerante fluye por el lado de la carcaza del
condensador secundario E-20, donde la evaporización del refrigerante condensa
el amoníaco producido en la parte de los tubos.
4. Recirculador – El gas de reciclaje proveniente del separador primario S-1, luego
de pasar a través de los tambores de succión D-25 A y B, pasa por una simple
etapa de compresión y retorna al filtro de gas D-12, después de combinarse
con el gas de síntesis comprimido que viene de los compresores multi-servicio
C-1A y C-1B.
D. Síntesis del Amoníaco
4
La corriente combinada de gas de síntesis comprimido y la mezcla de gas de
reciclaje pasa a través del filtro de gas D-12, donde se separa el aceite y luego
entra a la carcaza del separador de amoníaco secundario y el intercambiador de
calor S-2. Aquí el gas es parcialmente enfriado antes de entrar al condensador
secundario E-20, donde se enfría más adelante indirectamente por refrigeración y
una parte del amoníaco en la corriente del gas es condensado. El amoníaco líquido
y la mezcla del gas de síntesis entonces fluyen al separador secundario S-2, donde
el amoníaco condensado es separado del gas de síntesis. El amoníaco líquido
separado se drena al tambor de reducción de presión de amoníaco D-6, y el gas de
la síntesis fluye hacia arriba por los tubos del intercambiador de calor S-2, donde
es calentado antes de entrar al convertidor de amoníaco T-3.
Una parte del gas de síntesis reacciona en el convertidor en presencia de un
catalizador adecuado para formar amoníaco. El gas fluyente del convertidor, entra
al condensador primario enfriado por agua E-21, donde es enfriado y una parte del
amoníaco es condensada por el gas de síntesis sin reaccionar. La mezcla del gas de
síntesis sin reaccionar y amoníaco líquido fluye al separador primario S-1, donde el
gas de síntesis sin reaccionar es separado del amoníaco líquido. La mayor parte del
gas de síntesis excepto la parte purgada para reducir los gases inertes, fluye a los
cilindros recirculadores en los compresores multi-servicio C-1A y B, donde es
comprimido y retornado al filtro de gas D-12. El amoníaco líquido se drena de S-1 y
se combina con el del separador secundario S-2, antes de fluir al tambor de
reducción de presión de amoníaco D-6. Aquí se reduce la presión, permitiendo que
algo de gas tienda a separarse del líquido. El flujo del líquido entra al segundo
tambor de reducción de presión de amoníaco D-7, donde la presión es nuevamente
reducida y donde más gas se separa del líquido. Las corrientes de gas de los
5
tambores de reducción de presión de amoníaco se combinan con el gas descargado
como purga en el separador primario S-1. La corriente de gas combinada fluye
entonces al lavador de gas de purga T-6. El amoníaco líquido fluye del fondo del
segundo tambor de reducción de presión de amoníaco D-7, a los límites de batería.
6
II. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO Y EQUIPO
A. Preparación del Gas de Alimentación
El gas natural entra a los límites de batería a 400 PSIG y la presión es reducida a
292 PSIG mediante el controlador indicativo de presión PIC-1, el cuál opera la
válvula de presión PV-1, y fluye a los tambores de carbón D4A y B.
1. Tambores de Carbón Activado, D-4A y D4B:
El primer paso en la producción de amoníaco a partir del gas natural, es preparar
el gas natural para reformación. Esto se realiza por la desulfuración del gas
natural pasándolo a través de un lecho de carbón activado, donde se absorben
los compuestos de azufre por el carbón activado.
Se proveen dos tambores de carbón activado D-4A y D4B, en la instalación para
desulfurar el gas del proceso. Cada tambor contiene aproximadamente 150 pies
cúbicos de carbón activado en una simple cama de 7 pies x 8 pulgadas de
profundidad. Ambos tambores son operados normalmente en paralelo y se
deben activar antes del uso inicial. Después de ponerse en servicio, cada
tambor debe ser reactivado periódicamente. La frecuencia de reactivación debe
basarse en la experiencia de la operación de la planta. La reactivación se lleva a
cabo sacando un tambor fuera de servicio y regenerando el carbón con vapor
vivo por un periodo de cuatro a seis horas o hasta que esté completa la
regeneración.
El gas natural del proceso desulfurado, fluye desde el tambor de carbón
activado, a través de la válvula de flujo FV-3, al precalentador de gas y vapor E-
7
1. El flujo del gas de proceso se mantiene por el controlador de registro de flujo
FRC-3, que opera la válvula de flujo FV-3.
2. Precalentador de Vapor y Gas E-1
El gas del proceso se mezcla con vapor del proceso a 300 PSIG y se calienta en
el precalentador de vapor y gas E-1. La mezcla de vapor y gas del proceso es
calentada a 825ºF por la corriente de gas caliente reformada, fluyendo desde el
reformador secundario H-1. El flujo de vapor del proceso es controlado mediante
el controlador de registro de flujo FRC-2, que opera la válvula de flujo FV-2. La
temperatura de salida debe ser controlada a 825ºF para prevenir el
sobrecalentamiento de cabezal de entrada del reformador primario.
B. Producción y Purificación del Gas de Síntesis
1. Reformador Primario H-2, e Intercambiador de Calor Sobrante E-29:
a) El reformador primario consiste de dos celdas, cada celda cuenta con 36
tubos llenos de catalizador y siete quemadores de gas natural situados en
la base de cada celda. La mezcla de vapor y gas entra a 825ºF y fluye
hacia abajo, a través de los tubos llenos de catalizador del horno del
reformador primario H-2, donde se realiza la reacción reformadora
endotérmica en presencia del catalizador reformador.
La temperatura del afluente del reformador primario debe mantenerse entre
1375 y 1400ºF, como se indica en los puntos 1 al 4 sobre el registro de
temperatura TR-4. Esta temperatura deberá ser controlada ajustando
manualmente los quemadores del reformador, para mantener el metano
8
requerido al 0.4% en una base libre de H2O a la salida del reformador
secundario, mientras se produce una temperatura en la pared del tubo desde
arriba al fondo, lo más uniforme posible. Previo a iniciar el flujo de gas de
alimentación para reformación, el horno deberá ser calentado a una
temperatura uniforme, no menor a 1450ºF, únicamente con vapor pasando
por los tubos.
Durante el calentamiento inicial del horno, y en la operación subsiguiente, la
temperatura de la pared de los tubos y del horno, deberán verificarse
frecuentemente con el pirómetro óptico a varios puntos en el horno, para
asegurarse de que no haya puntos calientes localizados, los cuáles podrían
indicar que se está produciendo un sobrecalentamiento. Los puertos de
inspección son aberturas convenientes para realizar las lecturas ópticas con
del pirómetro.
El reformador primario es encendido desde el fondo con gases combustibles
saliendo a la parte superior. Se mantiene el tiro de la corriente de los gases
del reformador mediante los transmisores DT-51A & B y la estación de carga,
con un indicador manual DI-51/ MLS-51 el cual opera el regulador tipo
mariposa DV-51 situado en el ducto del lado de la succión del ventilador de
tiro inducido.
La protección contra una condición de tiro insuficiente se realiza mediante el
interruptor de presión PS-47 que opera la alarma TA-47. El tiro total en la
succión de ID se la mide mediante el indicador DI-66.2.
9
b) Intercambiador de Calor Sobrante E-29:
Los gases de combustión provenientes del reformador primario H-2, son
arrastrados al calentador de calor sobrante E-29, y al precalentador de aire
combustible E-27, mediante un ventilador de tiro forzado B-1, accionado
por un motor eléctrico y una turbina de vapor. En el caso de una falla de
energía eléctrica, la turbina de vapor arrancará automáticamente. El gas de
combustión del reformador entra al calentador de calor sobrante alrededor
de 2085ºF. Al pasar dentro y a través del “tubo de agua” del intercambiador
de calor, la temperatura es reducida alrededor de 600ºF por el intercambio
de calor con el caldero del agua en el proceso de generación de vapor a
300 PSIG.
El nivel del agua de alimentación del caldero es controlado por el
controlador de registro de nivel RLC-20, el controlador de registro de flujo
FRC-7 y el transmisor de flujo FT-12 que opera la válvula FV-7. El nivel de
agua en el caldero tiene una protección monitorial contra una condición de
nivel alto o bajo, por el interruptor de nivel LS-20 que activa una alarma de
alto nivel HLA-20 o una alarma de bajo nivel LLA-20, en una u otra
condición que ocurra. En el caso de una condición peligrosa de nivel bajo
de agua, se interrumpe el gas combustible al reformador primario H-2 y al
quemador auxiliar por LS-20.3.
c) Precalentador del Aire de Combustión E-27, Ventilador de Tiro Forzado B-
2:
El gas de combustión sale del caldero de calor sobrante aproximadamente
a 600ºF y pasa a través del precalentador de aire de combustión E-27,
10
donde la temperatura es reducida de alrededor 345 a 298ºF por el calor
intercambiado con el aire de combustión. El aire de combustión es
calentado alrededor de 350ºF antes de ser mezclado con el gas de
combustión en los quemadores del reformador.
El control de la temperatura del aire de combustión a E-27, es medido por
el controlador indicador de temperatura TIC-48, el cual opera la válvula de
temperatura TV-48, por lo tanto en caso de caída de la temperatura del aire
del medio ambiente por debajo de los 21ºF, parte del aire es reciclado de
regreso a la succión del ventilador de tiro forzado B-2, esta temperatura es
controlada de tal manera que no ocurra corrosión en los elementos de E-
27.
En el caso de una presión de descarga baja del ventilador de tiro forzado
B-2, el interruptor de presión PS-70, activa la alarma de baja presión LPA-
70. El aire de combustión apropiado es esencial para una buena
combustión del gas de combustión y diseño de flama dentro del
reformador.
d) Quemador Auxiliar:
Un quemador auxiliar está situado en el ducto del gas de combustión, a la
entrada del intercambiador de calor sobrante E-29, para proporcionar calor
adicional en caso de que el calor suministrado por el gas de combustión
sea insuficiente para los requisitos necesarios para la generación de vapor.
Ambos, gas de combustión y gas de purga son utilizados para operar el
quemador auxiliar; es preferible utilizar gas de purga cuando sea posible.
La revisión de válvulas prevendrá el reflujo a las líneas de gas de purga o
11
combustión, dado que el gas de purga esta disponible a mayor presión que
la del gas de combustión. El gas de purga fluye al quemador auxiliar,
donde la presión deberá disminuir, entonces el gas de combustión fluirá al
quemador.
El control de la velocidad de encendido del quemador auxiliar se obtiene
por el controlador indicativo de presión PIC-62, el cuál opera mediante una
señal desde transmisor de presión en PT-62, que opera la válvula de
presión PV-62, controlando el flujo de gas de combustión al quemador
auxiliar y mantiene la presión de vapor en E-29.
e) Bomba de Alimentación de Fosfato P-8:
La bomba reciprocante de fosfato P-8, ha sido provista para la adición de
fosfato de sodio directamente al intercambiador de calor sobrante E-29. El
propósito de la adición de fosfato es ayudar a la precipitación de calcio y
magnesio al agua de alimentación al caldero, mismas que si no se
remueven, formarán un sarro o incrustación dentro del intercambiador,
reduciendo por lo tanto, su eficiencia.
La proporción de adición de fosfato al intercambiador se controla ajustando
el desplazamiento en la bomba para mantener el suministro apropiado de
fosfato, controlando la precipitación en el caldero, normalmente 30 – 60
ppm.
Los elementos precipitados de la dureza del agua son separados del
caldero mediante una purga continua. Si los sólidos disueltos totales en el
agua de alimentación son elevados, el purgado continuo deberá
12
complementarse por un “drenado de lodo” de aproximadamente ½ vaso de
medida, realizado en cada turno de ocho horas.
2. Reformador Secundario:
Los gases calientes del reformador fluyen desde los tubos del reformador
primario H-2, al reformador secundario H-1, donde se completa la reacción de
formación. El gas del proceso entra al reformador secundario a cerca de 1385ºF
y se mezcla con 244,320 SCF/ h de aire, cuando se opera a las condiciones de
diseño.
La reacción es exotérmica y la temperatura del gas aumenta a 1635ºF hasta el
fondo del lecho del catalizador. El oxígeno en el aire reacciona con el gas
afluente del reformador primario para formar monóxido de carbono y dióxido de
carbono, de tal modo que el gas producido está libre de oxígeno. El nitrógeno
que ingresa al reformador secundario con el aire, reaccionará con el hidrógeno
en el convertidor de amoníaco para formar amoníaco. La cantidad de aire
admitida al reformador secundario, medida por el transmisor de flujo FT-11, se
controla ajustando el controlador de registro de flujo FRC-11, que activa la
válvula de flujo FV-11, en la línea de aire, para añadir el aire en proporción a la
alimentación de gas fluyendo al reformador primario, el cuál es medido por el
transmisor de flujo FT-3. En caso de bajo flujo de gas del proceso, el flujo del
aire del proceso al reformador secundario parará, mientras el interruptor de flujo
FS-3 desenergizará al solenoide SV-11, de esta manera cerrando la válvula de
flujo FV-11.
En el fondo del reformador secundario, los gases calientes son enfriados con
condensado alrededor de 982ºF. El flujo de condensado necesario para enfriar el
13
gas del proceso a la velocidad de diseño, será alrededor de 35.2 gpm. El flujo del
condensado será controlado por el controlador de registro de temperatura TRC-
6, el cual ajusta el flujo para controlar la temperatura a la salida del reformador
secundario. En la salida de la sección de enfriamiento del reformador
secundario, se debe mantener la proporción de vapor a gas a 1.05 moles de
vapor por mol de gas seco. La proporción de vapor a gas y la temperatura
pueden alterarse para obtener un equilibrio de reacción óptimo, en el convertidor
de CO D-2, siempre y cuando se provea calor para la regeneración de amina.
3. Convertidor de CO D-2:
El convertidor de CO D-2, es de 108” de diámetro interior por 27’- 0” de altura,
tiene dos secciones, conteniendo cada una un lecho de 8 pies de catalizador
para conversión de CO y una capa de 3 pulgadas de bolas de alúmina de 1
pulgada. El gas reformado que viene del reformador secundario H-1, después
de haberse enfriado a cerca de 700ºF en el precalentador de gas y vapor E-1,
fluye a través del lecho superior del convertidor de CO D-2, donde el gas se
pone en contacto con el catalizador de conversión C-12-1, que realiza la
conversión de la mayor parte del monóxido de carbono a dióxido de carbono. La
reacción de conversión, siendo exotérmica, produce una elevación de
temperatura de alrededor de 88ºF desde arriba hasta el fondo del lecho del
convertidor, cuando se opera en la condición del diseño. El gas del proceso
fluye desde el fondo del lecho superior a una temperatura de cerca de 788ºF a
través del intercambiador de calor del convertidor E-3, donde se enfría a cerca
de 610ºF por intercambio de calor con el gas del proceso que viene desde el
absorbedor de CO2, entonces la corriente de gas fluye por el tambor de
14
enfriamiento externo D-3, donde se enfría a cerca de 473ºF por adición de vapor
y condensado.
La corriente de gas del proceso entra por la parte superior de la sección inferior
del convertidor de CO y fluye hacia abajo a través del lecho del catalizador C-18-
1, donde se realiza la reacción de conversión faltante. La corriente de gas
convertido fluye desde el convertidor de CO a 487ºF y es enfriado con
condensado a 341ºF antes de ingresar a los rehervidores de amina, E-6A & B.
4. Tambor de Enfriamiento D-3:
El tambor de enfriamiento D-3, consiste de un recipiente de 36 pulgadas de
diámetro con un lecho de 2 pies de anillos Raschig de acero inoxidable de 1 ½
pulgadas. El condensado es atomizado en la parte superior del tambor de
enfriamiento a una velocidad de 4,920 lb / h (9.84 gpm) y se inyecta vapor dentro
de la corriente de gas a una velocidad de 3,680 lb / h. El condensado y el vapor
sirven para enfriar la corriente del proceso entre los lechos del convertidor de CO
desde 610ºF a 473ºF y suministrar vapor para completar la reacción de
monóxido de carbono a dióxido de carbono en la parte más baja del lecho del
catalizador. El flujo de vapor es controlado por la estación manual de carga MLS-
4, la cual controla la válvula de flujo FV-4 y registrado por el registrador de flujo
FR-4.
El flujo del condensado es controlado por el controlador de registro de
temperatura TRC-99, que controla la válvula de temperatura TV-99. El trasmisor
de temperatura TT-99, actúa para medir la temperatura y enviar la señal al
15
controlador de registro. El flujo del condensado se mide por el indicador de flujo
FI-5.
Es importante que la corriente de gas del proceso se enfríe apropiadamente en
el tambor de enfriamiento para prevenir el sobrecalentamiento de la sección más
baja del convertidor de CO y para mantener la proporción correcta de vapor a
gas. El equilibrio de esta reacción es favorable a bajas temperaturas y
concentraciones más elevadas de vapor-agua.
5. Intercambiador de Calor del Convertidor E-3:
El propósito del intercambiador de calor del convertidor E-3, es precalentar el
alimentador de metanizador a temperatura adecuada y es el primer paso para el
enfriamiento del gas caliente del proceso desde el lecho superior del convertidor
de CO D-2, hasta la entrada del convertidor del lecho del fondo. El gas de
proceso desde el lecho superior del convertidor de CO, fluye a través del lado
de los tubos del intercambiador de calor del convertidor donde es enfriado a
cerca de 610ºF mediante el intercambio de calor con el gas de proceso frío
desde el absorbedor de CO2 que se calienta de 110ºF a 585ºF.
6. Boquilla Atomizadora:
El primer paso para el enfriamiento del gas de proceso entre el convertidor y
absorbedor se realiza inyectando condensado a través de la boquilla
atomizadora, dentro de la corriente de gas del proceso. Aquí la corriente de gas
del proceso es enfriada desde 487ºF a 341ºF utilizando condensado de 6190 lb/h
(aproximadamente 12.4 gpm) a 250ºF.
16
7. Rehervidores de Amina E-6A & B:
Los gases calientes del proceso desde la cámara de atomización son utilizados
en los rehervidores de Amina E-6A & B, para calentar la solución de amina para
su regeneración y es el segundo paso en el enfriamiento del gas del proceso a la
entrada del absorbedor de CO2.
Es importante que los gases entren a los rehervidores a temperatura cercana a
la máxima temperatura de saturación de 341ºF, para prevenir el
sobrecalentamiento de la solución amina. Se produce suficiente calor en los
rehervidores para generar calor en lado de la carcaza para la regeneración de la
solución de amina. El gas y el condensado que salen de los rehervidores están a
cerca de 250ºF y fluyen dentro del acumulador de condensado D-10.
La temperatura de la solución (cerca de 240ºF) en la carcaza del rehervidor,
corresponderá a la temperatura de ebullición de la solución MEA, a la presión de
alrededor de 10 PSIG en la base del regenerador de aminas T-2.
8. Acumulador de Condensado D-10:
El condensado se formará en los tubos de los rehervidores de amina ya que la
temperatura de salida está por debajo del punto de rocío del gas entrante. Este
condensado es entonces separado en el acumulador de condensado y el gas del
proceso saturado, fluye al enfriador del gas de proceso E-4.
17
Se recicla parte del condensado a la boquilla atomizadora donde se vaporiza por
el gas caliente del proceso reduciendo la temperatura del gas desde 487ºF a
341ºF. El condensado enfriado también es bombeado al reformador secundario
(H-1) y al tambor de enfriamiento (D-3). El remanente de condensado es
descargado mediante la válvula de nivel LV-1, a los límites de batería.
El nivel en el acumulador de condensado D-10, es controlado mediante el
controlador de nivel LC-1, que en una señal desde el transmisor de nivel LT-1,
activa la válvula de nivel LV-1.
Se mantiene el nivel en el acumulador de condensado a cerca de la mitad del
recipiente. La protección contra una condición de alto o bajo nivel se obtiene
mediante el interruptor de nivel LS-1.2, que activa la alarma de bajo nivel LLA-1,
o el interruptor de nivel LS-1.1, que activa la alarma de alto nivel HLA-1, si
ocurriera una u otra condición. Cualquier indicación de bajo nivel en D-10, debe
investigarse inmediatamente y tomar una acción para corregir la situación.
9. Bombas del Condensado P-2A y P-2B
Estas bombas son esenciales, debido a que proporcionan condensado para
diferentes servicios críticos que son:
(1) la atomización del enfriamiento al reformador secundario (H-1),
(2) la boquilla de enfriamiento para control de la temperatura de gas del
proceso a los rehervidores de amina E-6A & B y
(3) el enfriamiento al gas del proceso entre los lechos del convertidor de
CO D-2. Para una operación normal, se provee de una bomba eléctrica
18
P-2A. Se provee de una segunda bomba P-2B, accionada por una
turbina de vapor para un servicio de emergencia en caso de falla
eléctrica.
Durante una falla eléctrica, la bomba se enciende automáticamente cuando la
válvula de flujo FV-34, se abre para alimentar vapor a la turbina.
El flujo de condensado a la boquilla de enfriamiento del reformador secundario
H-1, es controlado por el controlador de registro de temperatura TRC-6, que
activa la válvula de temperatura TV-6, la cual recibe la señal del transmisor de
temperatura TT-6, situado en el afluente de gas del reformador secundario. Se
debe mantener la temperatura alrededor de 981ºF en este punto, o lo
suficientemente alta para poder proveer una temperatura de 700ºF a la entrada
del convertidor de CO.
10. Enfriador del Gas de Proceso E-4:
El tercer y último paso en el enfriamiento del gas de proceso desde la salida del
convertidor a la entrada del absorbedor, se la realiza en el enfriador de gas del
proceso E-4. Aquí el gas de proceso es enfriado desde 250ºF hasta 110ºF
mediante un soplador de aire. Mientras se enfría el gas en el enfriador de gas del
proceso, se forma condensado y es removido de la corriente de gas del proceso
en el separador de condensado D-15.
11. Separador de Condensado D-15:
Se formará condensado en el enfriador de gas del proceso, cuando la
temperatura de salida esté por debajo del punto de rocío del gas que entra. Este
19
condensado es entonces separado en el separador de condensado y el gas del
proceso saturado fluye al absorbedor de CO2 T-1.
El nivel en el separador de condensado se mantiene cerca de la mitad del
recipiente y es controlado por el controlador de nivel LC-4, que en una señal del
trasmisor de nivel LT-4, activa la válvula de nivel LV-4. El condensado desde el
separador de condensado fluye a los límites de batería o a la base del
reactivador de aminas, donde se usa como condensado de repuesto para el
sistema de aminas. La protección contra una condición de alto o bajo nivel se
obtiene mediante el interruptor de nivel LS-4-2, que activa la alarma de bajo nivel
LLA-4, o el interruptor de nivel LS-4-1, que activa la alarma de alto nivel HLA-4,
si alguna condición ocurre. Una indicación de bajo nivel en D-15, debe
investigarse inmediatamente.
12. Absorbedor de CO2 T-1:
El gas del proceso fluye a través del absorbedor entrando al fondo y fluyendo
fuera de la parte superior. Se lava el gas mediante un flujo en contra corriente de
838 galones por minuto de solución MEA al 20% que separa esencialmente, todo
el dióxido de carbono.
El absorbedor de CO2 T-1, consiste de un recipiente de 90 pulgadas de diámetro
con un lecho de 30 pies de profundidad, de soporte intalox de porcelana de 1 ½
pulgada.
Se atomiza una solución de MEA débil por la parte superior del absorbedor y la
MEA rica (MEA cargada con CO2) es retirada del fondo del absorbedor de CO2.
Se controla el nivel en el absorbedor de CO2 mediante el transmisor de nivel LT-
20
2, y el controlador de nivel LC-2, que opera la válvula de nivel LV-2, en la parte
superior del regenerador de aminas.
La protección contra una condición de alto o bajo nivel se obtiene mediante los
interruptores de nivel LS-2-1, la cual activa la alarma de alto nivel HLA-2 y LS-
2.2, que activa la alarma de bajo nivel LLA-2.
13. Metanizador D-1:
El gas sale del absorbedor de CO2 a cerca de 110ºF y es calentado hasta 585ºF
en el intercambiador de calor del convertidor E-3. El control de temperatura del
gas se obtiene por el uso de un by-pass provisto cerca de E-3. El gas ingresa por
la parte superior del metanizador D-1, y fluye hacia abajo a través del catalizador
de metanización C-13-4. En el metanizador, cualquier cantidad de monóxido de
carbono o dióxido de carbono que permanezca después de la conversión de CO
y la absorción de CO2 se convertirá a metano. Se realiza un by-pass al
metanizador hasta que el catalizador de conversión se active y haya menos del
2% de óxidos de carbono (CO más CO2) entrando al metanizador.
Una concentración mayor al 2% de óxidos de carbono por más de algunos
minutos, sobrecalentará (750ºF) y dañará permanentemente el catalizador de
metanización. La reacción de metanización es exotérmica y la corriente de gas
que sale del metanizador podrá alcanzar normalmente una temperatura de cerca
de 610ºF.
La temperatura del gas que sale del metanizador depende de la cantidad de
óxidos de carbono que entre a la corriente de gas. Se puede decir, que por cada
10% de óxido presente en el gas de entrada, ocurrirá un incremento de
temperatura de 10 grados, en la corriente del gas.
21
El metanizador D-1, consiste de un recipiente de 60 pulgadas en diámetro con
un lecho de 10ft. 8 in. de catalizador C-13-4. A dieciocho pulgadas por debajo
de la parte superior del catalizador hay una termocupla TR-55-10, conectada a
una alarma de alta temperatura HTA-55-10, esta sonará en caso de que la
temperatura alcance 700ºF. El lecho del catalizador deberá observarse
cuidadosamente y cuando la temperatura se acerque a este límite, la corriente
del gas deberá desviarse a través del by-pass alrededor del metanizador y
ventearse en el lado de la succión del compresor. Las válvulas de succión del
compresor, también deben cerrarse, para prevenir la entrada del gas dentro del
circuito de amoniaco.
Se instalan también termocuplas en la línea de entrada y salida del metanizador
para ayudar en la operación y control del metanizador.
14. Precalentador del Agua de Alimentación E-23:
El gas caliente del proceso desde la base del metanizador fluye por la parte de la
carcaza del precalentador de agua de alimentación E-23, donde se enfría desde
610ºF hasta 330ºF mediante intercambio de calor con el agua de alimentación al
caldero, fluyendo por los tubos del intercambiador. En el proceso, el agua de
alimentación al caldero se calienta desde 220ºF hasta alrededor de 310ºF,
entonces el gas del proceso fluye al enfriador de gas de síntesis E-5.
15. Enfriador del Gas de Síntesis E-5:
El gas del proceso, que puede ahora ser referido como el gas de síntesis, es
enfriado desde 330ºF hasta 100ºF en el enfriador del gas de síntesis E-5,
intercambiando calor con el agua de enfriamiento. Se separa el condensado en
22
el enfriador de gas de síntesis y luego se remueve mediante el drenador
continuo CD-1.
16. Tambor de desfogue K.O. del Compresor D-9:
El gas de síntesis fluye desde el enfriador del gas de síntesis, al tambor de
desfogue K.O. del compresor donde cualquier entrada de líquido es separada del
gas de síntesis antes de que entre a la succión de los compresores C-1A y C-1B.
En caso de un alto nivel en el tambor de desfogue K.O. del compresor, sonará la
alarma de alto nivel HLA-9, y los compresores se pararán simultáneamente.
Consecuentemente, es imperativo que el nivel en el recipiente sea revisado de
manera rutinaria.
Al arrancar la planta, el gas de síntesis es sacado a la atmósfera mediante la
válvula de presión PV-22, hasta obtener la pureza apropiada del gas de síntesis
o si más gas de síntesis es producido que el consumido en el circuito del
amoníaco. Bajo estas condiciones la presión de succión del compresor se
mantiene a 191 PSIG mediante el trasmisor de presión PT-22 y el controlador
indicador de presión PIC-22, que controla la válvula de presión PV-22.
Cuando hay insuficiente gas de síntesis producido para satisfacer las demandas
de los compresores, se mantiene la presión de succión por el controlador
indicador de presión PIC-33, que opera una válvula de presión PV-33 para
realizar un by-pass al gas desde la descarga de la tercera etapa, y de regreso a
la succión de la primera etapa para mantener una presión de 191 PSIG. Si no se
puede mantener la presión de succión al compresor mediante los interruptores
de presión de un by-pass PS-29A o 29B, se activará una alarma de baja presión
23
LPA-29A o 29B, y el interruptor de presión PS-29A-1 o 29B-1, cerrará la válvula
de solenoide SV-175A o 175B, parando al compresor correspondiente.
17. Sistema GIRBOTOL MEA
El proceso del GIRBOTOL es un proceso continuo para lavar y recuperar los
gases ácidos, tal como dióxido de carbono, de las mezclas gaseosas. Los gases
se ponen en contacto con una solución de aminas alifáticas que separan los
gases ácidos. Los gases ácidos absorbidos son entonces separados de la
solución de amina mediante calor, los cuáles regeneran la solución para su uso.
Esta regeneración se hace posible por el hecho de que las sales de amina de
ácidos débiles, se disocian a temperaturas elevadas.
La función del proceso del GIRBOTOL en esta planta de amoníaco es separar el
dióxido de carbono de la corriente del gas del proceso, después de la reacción
de conversión. El reactivo utilizado es una solución al 20% de MEA
(monoetanolamina).
La solución MEA débil fluye desde la base del regenerador de aminas T-2, a
través del lado de la carcaza de los intercambiadores de calor de amina E-8A y
B. La solución MEA débil intercambia calor con la solución MEA rica fluyendo al
regenerador de amina. Se enfría la solución débil desde 240ºF a 189ºF en los
intercambiadores de calor de amina. Se enfría más la solución débil hasta 110ºF,
en el enfriador de amina E-7.
Posteriormente la solución débil es bombeada por la bomba de amina, P-1A o
1B, al absorbedor de CO2. El flujo al absorbedor de CO2 se controlará por el
controlador de registro de flujo FRC-19, y debe ser de cerca de 838 gpm. La
24
solución MEA fluye interiormente por la parte superior del absorbedor a través de
un cabezal que asegura una distribución pareja del líquido sobre la
empaquetadura de soporte intalox. El flujo de MEA es en contra corriente al flujo
de gas, que fluye hacia arriba, separando el CO2 de la corriente de gas.
Se recolecta la solución de MEA rica en la base del absorbedor de CO2 y
entonces fluye por el lado de los tubos del intercambiador de calor de amina E-8,
por la presión del gas en el absorbedor de CO2. El nivel en el absorbedor de CO2
es controlado por el controlador de nivel LC-2, que opera la válvula de nivel LV-
2. La solución de MEA rica sale por la base del absorbedor de CO2 a cerca de
150ºF y se calienta a cerca de 198ºF en el intercambiador de calor de amina
antes de fluir a la parte superior del regenerador de amina T-2. La solución rica
calentada entra a la parte superior del regenerador de amina a través de un
cabezal de distribución que asegura una distribución pareja del líquido. Esta
solución calentada fluye hacia abajo a través de la empaquetadura de soportes
de intalox de 1 ½ pulgadas donde es calentada mediante vapor fluyendo hacia
arriba. Se libera el CO2 y fluye hacia arriba y sale por la parte superior de la torre
con el vapor.
La solución viniendo hacia abajo se recolecta en una bandeja de la chimenea en
el regenerador de amina y luego fluye a los rehervidores de amina E-6A & B,
donde se adiciona calor, generando, por lo tanto, vapor. El calentamiento de gas
es la corriente que viene desde convertidor de CO. Los rehervidores de amina
están diseñados de tal forma que los tubos a través de los cuáles fluye el gas
caliente, están siempre cubierto por la solución.
La solución de MEA que viene desde los rehervidores de amina a la base del
regenerador de amina, que sirve como un espacio de sobreflujo para el sistema,
25
completando, por lo tanto, el ciclo. El nivel en el regenerador de amina debe
permanecer justo y constante, mientras el controlador del nivel del absorbedor
opere apropiadamente y el volumen de la solución permanezca constante. Si el
nivel del regenerador de amina cae por debajo del punto programado, el
interruptor de nivel LS-5-2, hará sonar dos veces la alarma de bajo nivel LLA-5.
Si no se corrige la condición de bajo nivel y el nivel continúa cayendo, la bomba
de la solución de amina débil P-1 A o P-1B, debería pararse. Si en algún
momento la bomba de amina débil se apaga o da cero del flujo de amina, se
debe colocar inmediatamente un by-pass en el metanizador y ventear el gas del
proceso. Se ha provisto de una alarma y un interruptor de alto nivel HLA-5, y LS-
5, para sonar en caso de una condición de alto nivel en el regenerador de amina.
El dióxido de carbono y el vapor saliendo de la parte superior del regenerador de
amina pasan a través del ventilador del enfriador de gas ácido E-9, donde se
condensa el vapor y se enfría el CO2 de cerca de 208ºF hasta alrededor de
125ºF.
Se separa el condensado desde la corriente de gas en el acumulador de reflujo
D-16, y el CO2 es venteado a través de la válvula de presión PV-23. El
controlador que indica la presión PIC-23 mantiene una presión de regreso de 10
PSIG en la base del regenerador mediante la operación de una válvula de
mariposa PV-23.
El condensado es recolectado en el acumulador de reflujo D-16, y es bombeado
de regreso a la entrada del regenerador mediante la bomba de reflujo P-5A o B.
El nivel en el acumulador de reflujo se mantiene por el controlador de nivel LC-6,
que opera una válvula de nivel LV-6, sobre la descarga de la bomba de reflujo.
26
Para reducir el volumen de la solución MEA, es decir, concentrándola, se debe
descargar el condensado a la alcantarilla desde el acumulador de reflujo, D-16.
18. Redestilación:
Para prevenir la acumulación de sales e impurezas corrosivas en la solución de
amina se ha provisto de un rehervidor de redestilación de amina E-28, para
destilar continuamente una pequeña porción de la solución de amina durante la
operación regular de la planta. La solución de amina calentada desde la base del
regenerador T-2, es alimentada dentro del rehervidor de redestilación de amina
E-28, a través de la válvula de nivel LV-22, que es controlada por el controlador
de nivel LC-22, para mantener el nivel del líquido en el rehervidor arriba del nivel
de los tubos de calentamiento. Se calienta la solución hasta el punto de
ebullición por la condensación de vapor de 300PSIG, cuyo flujo es controlado por
un indicador de flujo FI-30, y una válvula manual HV-30. El sobreflujo del
rehervidor de redestilación fluye al regenerador de amina T-2.
En cuanto la solución empieza a hervir, el agua sale destilada y la solución se
vuelve concentrada. Al incrementarse la concentración de amina en el rehervidor
de redestilación, alguna amina se vaporizará.
La concentración de amina en el rehervidor de redestilación alcanzará un punto,
donde los vapores de sobre flujo, sean tantos como la solución sea necesaria
para la alimentación al rehervidor. En este punto no ocurrirá un cambio en la
composición de la solución en el rehervidor, excepto por la acumulación gradual
de sales que vienen a ser separadas de la solución. Esto causará un incremento
gradual del punto de ebullición de la solución; Cuando se obtiene una
temperatura de 270 – 280ºF, la adición de la solución de amina debe
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suspenderse y se debe añadir condensado para evaporar la mayor cantidad de
amina como sea posible.
Las sales que permanecen en el rehervidor son desechadas y la destilación de la
solución de amina se inicia nuevamente.
C. Compresión
1. Compresores Multi- Servicio C-1A y C1- B:
La planta de amoníaco de 200 toneladas diarias, contiene dos compresores
reciprocantes multi-servicio idénticos, los cuáles son accionados por motores de
gas natural. Cada compresor multi-servicio maneja el 50% del total de la
capacidad de la planta y brinda 4 servicios:
(1) gas de síntesis del amoníaco;
(2) aire de proceso;
(3) amoníaco refrigerante y
(4) recirculación del gas de síntesis.
La lubricación de los cojinetes se realiza por una bomba de aceite accionada por
el compresor y la lubricación inicial, por medio de la bomba de pre-lubricación,
accionada manualmente con una manivela. Se incluye en el sistema de
lubricación de los cojinetes un enfriador de aceite de agua fría y un filtro de
aceite. En caso de pérdida de presión de aceite por cualquier razón, el
interruptor de baja presión PS-25, hará sonar la alarma de baja presión LPA-25.
La lubricación de los cilindros y empaquetaduras se realiza mediante una bomba
de aceite accionada desde el eje del compresor. En caso de una pérdida de
presión de aceite, sonará una alarma de baja presión LPA-98A ó 98B.
28
Se suministra agua de enfriamiento a todas las camisas de los cilindros. Se provee
enfriadores de agua después de cada etapa de compresión de gas de síntesis.
Se proveen también inter-enfriadores de agua refrigerada para la compresión del
aire del proceso. Para asegurar un suministro suficiente de agua a estas áreas
vitales, el interruptor de presión PS-60, activará la alarma de baja presión LPA-60,
en el caso de que ocurra una baja presión en el suministro de agua.
a) Compresión del Gas de Síntesis
El gas de síntesis saliendo del tambor de desfogue K.O. del compresor D-9, a
alrededor de 100ºF y 191 PSIG, fluye a la succión del compresor. El gas se
analiza continuamente por el registro analizador de gas GAR-1, que determina
la cantidad de hidrógeno presente en relación a la cantidad de nitrógeno en la
corriente de gas. Esta proporción es importante ya que es usada para
determinar el ajuste del controlador de registro de flujo FRC-11, que controla la
cantidad de aire admitida en el reformador secundario H-1, desde el sistema
de compresión del aire de proceso.
El flujo de gas es dividido en dos corrientes, cada una conducida a uno de los
dos compresores idénticos. Cada línea está equipada con un interruptor de
presión PS-29A ó B que activa una alarma de baja presión, LPA-29A ó B en
caso de ocurrir una condición de baja presión de succión. La presión de
succión es normalmente controlada por el controlador que indica la presión
PIC-33, que abre la válvula de presión PV-33 y recicla el gas de la síntesis de
alta presión que viene de la descarga de la tercera etapa a la succión de la
primera etapa para mantener la presión de succión a 191 PSIG. El gas se
somete a tres etapas de compresión, siendo comprimido a la presión del
29
circuito de la síntesis (hasta 4910 PSIG). Se proveen pulsadores anti-oleaje en
la succión y descarga de la primera etapa y a la descarga de la segunda y
tercera etapas del compresor. Se proporciona un intercambiador de calor para
enfriamiento de los gases y un separador de condensado para separar aceite y
condensado después de cada etapa de compresión.
Los separadores, instalados en las salidas de las tres etapas de compresión,
deben purgarse manualmente a intervalos regulares. No se utilizan trampas
debido a la alta presión y la pequeña cantidad de agua y aceite encontrados en
estos puntos. Sin embargo, las líneas deberán purgarse para sacar el aceite y
el condensado, por lo menos una vez cada hora. El aceite y el condensado de
los separadores son conducidos a los tambores de recuperación de aceite
D- 18 A & B, donde los gases disueltos en el líquido, a presiones más altas,
son sacados a la atmósfera vía a un venteo, y el agua es separada y
desechada.
El gas de síntesis comprimido que sale del post-enfriador a 100ºF y a cerca de
4910 PSIG, se combina con el gas reciclado comprimido, fluyendo al filtro de
gas D-12.
b) Compresión del Aire
El aire que pasa a través de la toma de aire de los filtros se somete a tres
etapas de compresión, siendo comprimido a 250 PSIG. Se proveen pulsadores
de anti-oleaje en la succión y descarga de las tres etapas de compresión. Se
provee intercambiadores de calor para el enfriamiento del aire y separadores
de condensado para sacar el aceite y el condensado después de la primera y
segunda etapa de compresión. Estos separadores deben también ser
purgados manualmente cada hora. El gas comprimido que viene de la
30
descarga de la tercera etapa, ingresa al receptor de aire D-5, que está
equipado con un controlador indicador de presión PIC-11, para mantener la
presión a 250 PSIG sobre el aire del proceso al reformador secundario. El
PIC-11 al percibir una alta presión en el receptor, abre la válvula de presión
PV-11 y permite ventear aire a la atmósfera, a través del silenciador de escape.
c) Compresión del Amoníaco Refrigerante.
El vapor del amoníaco refrigerante del tambor de desfogue K.O. de amoníaco
refrigerante D-19, se somete a la primera etapa de compresión. Se provee
pulsadores de anti-oleaje en la succión y descarga del compresor. El vapor
comprimido pasa al separador de aceite E-19, y luego al condensador
refrigerante E-22, donde se realiza la licuefacción del vapor. El amoníaco
líquido fluye al receptor refrigerante D-11, que actúa como tambor de anti-
oleaje. Se debe drenar periódicamente el aceite de E-19 y D-11. Desde D-11,
el líquido refrigerante fluye por el lado de la carcaza del condensador
secundario de amoníaco E-20, donde se permite su evaporación, enfriando así
el gas de síntesis y condensando el producto amoníaco en el lado de los tubos.
El controlador de nivel LC-13, que controla la válvula de nivel LV-13, en la línea
de entrada del refrigerante que viene del receptor refrigerante D-11, mantiene
un nivel uniforme del refrigerante en el condensador.
Puede añadirse amoníaco refrigerante de repuesto al sistema mediante el
tambor de reducción de presión de amoníaco D-7, con una corriente hacia
arriba de LV-17. El vapor del lado de la carcaza de E-20, pasa a través del
tambor de desfogue K.O. D-19, antes de entrar a la succión del compresor de
refrigeración. El interruptor de nivel LS-12, localizado sobre D-19, activa la
alarma de alto nivel HLA-12, cuando ocurre un alto nivel.
31
El cilindro de refrigeración del amoníaco de cada uno de los compresores
multi-servicio está equipado con un control de descarga automático. La presión
del amoníaco refrigerante está controlada y consecuentemente, produce una
temperatura constante de evaporación del refrigerante en el condensador
secundario de amoníaco E-20. Este tiene el efecto de controlar la temperatura
del gas de síntesis.
2. Compresión del Gas de la Síntesis en el Reciclado
El gas de la síntesis que no ha sido convertido en amoníaco en su primer paso
por el convertidor de amoníaco T-3, retorna desde el separador primario S-1, a
cerca de 4550 PSIG y se somete a una simple etapa de compresión, siendo
comprimido desde 4550 PSIG hasta cerca de 4925 PSIG. Luego se combina con
el gas de síntesis comprimido que viene del compresor, fluyendo al filtro de gas
D-12. Se provee pulsadores de anti-oleaje en la succión y descarga del
compresor. Es también necesario purgar el aceite acumulado en estos
pulsadores de anti-oleaje a intervalos regulares.
D. Síntesis del Amoníaco
1. Filtro de Gas D-12:
Después de la compresión, el gas de síntesis es unido con el gas reciclado y
pasa por el filtro de gas D-12, para separar aceite del compresor. El filtro tiene
una conexión de manguera de vapor y un drenaje para la purga periódica de
aceite. Se provee de un by-pass alrededor del separador para una operación
continua durante los periodos cuando el filtro esté fuera de servicio por
mantenimiento. El gas de salida del filtro de gas, fluye a la parte del lado de la
32
carcaza de la sección del intercambiador de calor del separador de amoníaco
secundario y el intercambiador de calor S-2.
2. Separador de Amoníaco Secundario e Intercambiador de Calor S-2:
El gas que viene del filtro de gas D-12, fluye por la parte del recipiente del lado
de la carcaza de la sección del intercambiador de calor S-2, donde se enfría el
gas desde cerca de 97ºF hasta 71ºF mediante el intercambio de calor con el gas
frío que viene la sección del separador secundario S-2, fluyendo a través del
lado de los tubos donde se calienta desde 52ºF hasta 87ºF, antes de entrar al
convertidor de amoníaco T-3.
El gas que fluye desde la carcaza del intercambiador de calor S-2, hacia el tubo
en el condensador secundario E-20, es enfriado hasta 52ºF, condensando una
gran proporción de amoníaco presente en el gas. El enfriamiento se realiza por
la evaporación del amoníaco refrigerante en el lado de la carcaza. La mezcla de
amoníaco y gas de síntesis fluye al separador de amoníaco secundario, sección
de S-2, donde el amoníaco líquido es separado del flujo de gas. El amoníaco
líquido separado fluye fuera del fondo del separador a través de la válvula de
nivel LV-14. La válvula de nivel LV-14, es controlada mediante un controlador
indicador de nivel LIC-14, que mantiene el nivel en el separador.
Otros instrumentos del separador secundario incluye, un vidrio visual y los
interruptores de nivel LS-14.2 y LS-14.1, que hacen sonar una alarma de alto
nivel HLA-14, o la alarma de bajo nivel LLA-14, si alguna de las condiciones
ocurriera.
La corriente de gas fluye desde la parte superior del separador secundario al
convertidor de amoníaco T-3.
33
3. Convertidor de Amoníaco T-3:
El gas de síntesis fluye al convertidor de amoníaco T-3, donde se realiza la
reacción entre hidrógeno y nitrógeno para formar amoníaco.
Se analiza el gas antes de entrar al convertidor y se registra mediante el registro
analizador de gas GAR-2. La corriente de gas entra a la parte superior del
recipiente y fluye hacia abajo en el espacio anular entre la carcaza y los internos,
para mantener frío el recipiente. El gas luego fluye por el lado de la carcaza del
intercambiador de calor gas-gas en la sección del fondo del convertidor donde es
calentado antes de pasar hacia arriba a través de los tubos en el lecho del
catalizador. El gas retira calor del catalizador al calentarse a 800ºF.
El gas de los tubos se descarga dentro de una cámara situada en la parte
superior del recipiente, donde está localizado un calentador de 300kw de
arranque. Como su nombre lo indica, este calentador es para ser usado
solamente durante el arranque para calentar los gases que vienen a la
temperatura de reacción. Una vez que se ha iniciado la reacción, es auto
suficiente en el nivel de presión y temperatura mantenida.
El gas entra ahora a la cámara del catalizador principal que contiene
aproximadamente 165 pies cúbicos de catalizador. Es aquí donde la reacción
actual entre N2 y H2 se realiza, a temperaturas que alcanzan 1000ºF, como
máximo. La cámara del catalizador consiste de aproximadamente 141 pies
cúbicos del catalizador KMR-I tipo Topsoe. La reacción es muy exotérmica
causando la elevación de temperatura.
Solo una parte del gas de síntesis reacciona para formar amoníaco y el resto
sale de la cámara del catalizador y pasa a través del lado de los tubos del
intercambiador de calor, donde es enfriado a cerca de 342ºF antes de salir del
34
convertidor. El control de temperatura, en el lecho del catalizador, se efectúa por
un “disparo frío” de la corriente de gas de síntesis que realiza un by-pass en el
intercambiador de calor gas-gas.
La temperatura en el lecho del catalizador se la mide mediante 16 termocuplas,
localizadas a distancias verticales de aproximadamente 30.3 pulgadas a lo largo
del lecho del catalizador. Todos los puntos se indican por un termómetro TI-84.
Adicionalmente, tres puntos cualquiera, pueden conectarse para registrar las
posiciones 12, 13, y 14 del registro de temperatura TR-55. La intención aquí es
registrar las temperaturas de la parte superior, inferior y “punto caliente”. El
“punto caliente” se mueve debido al envejecimiento del catalizador o a cambios
en la presión de operación, esto se muestra en TI-84. Las conexiones de las
termocuplas apropiadas pueden cambiarse para registrarse en TR-55, por lo que
la temperatura de un nuevo “punto caliente” puede registrarse ahí.
La protección contra un sobre calentamiento del calentador de arranque se
obtiene por el interruptor indicador de temperatura TIS-56, situado en la sección
del calentador de encendido del convertidor. Este interruptor está equipado con
una termocupla de repuesto para mantener una operación ininterrumpida por si
falla la termocupla en uso. TIS-56 tiene una función dual: activa una alarma
HTA-56 a alta temperatura, que si es ignorada y la temperatura se eleva otros
200ºF; y apaga el calentador de encendido para prevenir que se queme el
calentador. Esta condición ocurre, generalmente cuando hay periodos de poco o
ningún flujo de gas durante el encendido.
La tubería alrededor del convertidor de amoníaco contiene tres válvulas de flujo
automáticas FV-25.1, FV-25.2 y FV-29. La válvula de flujo FV-25.2 que
también es conocida como la “válvula de disparo frío” se la opera desde el panel
35
de control mediante la estación de carga manual MLS-25.2, para controlar el
“disparo frío” de flujo del gas. El disparo frío es utilizado para controlar la
temperatura del “punto caliente” en el lecho del catalizador.
La válvula de flujo FV-29, que también es conocida como la “válvula by-pass”
opera junto con la válvula de flujo FV-25.1 para controlar el flujo de gas de
síntesis a través del convertidor de amoníaco, para regular la velocidad de
calentamiento y para mantener un flujo y presión uniformes en el circuito del
amoníaco y para ayudar a controlar la temperatura del lecho del catalizador. Las
válvulas de flujo, FV-29 y FV-25.1 y FV-25.2, son operadas desde el panel por
las estaciones de carga manual MLS-29 y MLS-25.1, respectivamente.
4. Condensador Primario E-21:
El afluente que sale del convertidor de amoníaco pasa al condensador primario
E-21, donde el agua de enfriamiento reduce la temperatura del gas del
convertidor desde cerca de 342ºF hasta 85ºF, o reduce y condensa una porción
del producto de amoníaco. Debe regularse el flujo de agua refrigerante para
mantener la temperatura de condensación en el rango de 80ºF a 100ºF. El
condensador primario es un intercambiador de calor de tipo carcaza y tubos con
el gas pasando a través del lado de los tubos.
5. Separador Primario S-1:
El amoníaco líquido y el gas de la síntesis fluyen desde el condensador primario
E-21, al separador primario S-1. El gas de síntesis sale de cerca de la parte
superior y luego retorna como reciclado al recirculador, excepto por una pequeña
cantidad de gas de purga que fluye al lavador de gas de purga T-6. La
velocidad de flujo del gas de purga se controla por un controlador de registro de
presión PRC-55, que opera la válvula de presión PV-55.
36
El registro de presión PR-55 registra la presión del circuito establecida. El control
del flujo de gas de purga es muy importante para la operación apropiada de la
planta, ya que controla la presión en el circuito y la separación de gases inertes,
se utiliza para ayudar a controlar la temperatura en el convertidor de amoníaco.
El indicador de flujo FI-21, indica la cantidad de flujo de gas de purga en el
circuito.
Tan pronto como el nivel de amoníaco líquido sea establecido en el separador
primario S-1, el controlador indicador de nivel LIC-15, mantiene el nivel
controlando la válvula de nivel LV-15, que permite que el amoníaco fluya al
tambor de reducción de presión de amoníaco D-6. Adicionalmente el separador
de amoníaco está equipado con un transmisor de nivel que activa LIC-15, y los
interruptores de nivel LS-15.1 y LS-15.2, los cuales activan una alarma de alto o
bajo nivel, cuando ocurra cualquiera de las dos condiciones. Se provee un vidrio
visual para verificar el nivel directamente.
6. Tambor de Reducción de Presión de Amoníaco D-6:
El amoníaco líquido que sale del separador primario S-1, fluye al primer tambor
de reducción de presión donde baja la presión de 4545 PSIG hasta 585 PSIG.
Al bajar la presión, se separan los gases disueltos en el amoníaco líquido. La
presión en el primer tambor de reducción de presión D-6, se la mantiene a 585
PSIG mediante un controlador indicador de presión PIC-52, que controla la
válvula de presión PV-52, permitiendo la atomización del gas para fluir al lavador
de gas de purga T-6. El nivel del líquido en el primer tambor de reducción de
presión se mantiene mediante el controlador de nivel LC-16, que activa la válvula
de nivel LC-16 en la línea del líquido del segundo tambor de reducción de
presión D-7. El primer tambor de reducción de presión D-6, está también
37
equipado con un trasmisor de nivel LT-16 y un medidor de vidrio. El trasmisor de
nivel LT-16 está conectado a un indicador de nivel LI-16 y un interruptor de nivel
LS-16, que activa la alarma de alto nivel HLA-16, cuando ocurra un alto nivel.
7. Segundo Tambor de Reducción de Presión de Amoníaco D-7:
El amoníaco líquido que sale del primer tambor de reducción de presión D-6,
fluye al segundo tambor de reducción de presión D-7, donde cae la presión
desde 585 hasta 235 PSIG. Al caer la presión, aquí también los gases disueltos
en el amoníaco líquido son separados. La presión en el segundo tambor de
reducción de presión D-7 se mantiene a 235 PSIG mediante el controlador
indicador de presión PIC-53, que controla la válvula de presión PV-53
permitiendo la atomización del gas y se combine con los gases del primer tambor
de reducción de presión D-6, y del separador primario S-1, antes de fluir al
lavador de gas de purga T-6. El nivel del líquido en el segundo tambor de
reducción de presión se lo mantiene mediante el controlador de nivel LC-17, que
activa la válvula de nivel LV-17 en la línea del líquido a los límites de batería.
El segundo tambor de reducción de presión D-7, está también equipado con un
transmisor de nivel LT-17 y un medidor de vidrio. Este trasmisor de nivel LT-17
está conectado al indicador de nivel LI-17 y a los interruptores de nivel LS-17.1 y
LS-17.2 que activan la alarma de alto nivel HLA-17 y una alarma de bajo nivel
LLA-15, cuando ocurra cualquier condición.
8. Recuperación de Amoníaco:
El gas de purga que viene de los tambores de reducción de presión de amoníaco
D-6 y D-7 y el separador de amoníaco primario S-1, entra a la base del lavador
del gas de purga T-6. El condensado que baja separa el amoníaco presente en
la corriente de gas por absorción. La corriente de gas, que sale fluyendo al
38
quemador auxiliar en el ducto de entrada al reformador, sale de la torre
mediante la válvula de presión PV-252, que es controlada por el controlador
indicador de presión PIC-252 para mantener una presión base de 220 PSIG en
T-6, y fluye al quemador auxiliar en el ducto de salida del reformador.
El amoníaco acuoso que sale del fondo del lavador de gas de purga pasa a
través la bomba de reciclaje de licor P-6A o P-6B, y se divide en dos corrientes.
Parte de la corriente, después de pasar primero por el enfriador de la solución
acuosa E-25, retorna como reciclado a la boquilla del centro del lavador del gas
de purga T-6.
La cantidad de reciclado, mostrado en el indicador de flujo FI-251, es controlado
por la válvula manual HV-234, la cuál esta determinada para mantener 130ºF en
la base de T-6. La porción remanente del flujo pasa a través de la válvula de
nivel LV-251, y es descargada en el destilador de amoníaco T-7. La válvula de
nivel LV-251 se controla mediante el controlador de nivel LC-251, para mantener
un nivel en la base de T-6. El interruptor de nivel LS-251, activa la alarma de
alto nivel HLA-251, si es que ocurre una condición de alto nivel en T-6.
En el destilador de amoníaco T-7, el flujo de amoníaco acuoso que baja es
calentado por vapor de 300 PSIG introducido a la base del destilador. El flujo de
vapor es controlado por la válvula manual HV-251 y el indicador de flujo FI-252.
El control de reflujo y de temperatura se obtienen inyectando amoníaco líquido
del tambor D-7 a la parte superior de T-7. La cantidad de este flujo, que puede
determinarse por un indicador de flujo de referencia FI-253, el cuál es controlado
por el controlador de registro de temperatura TRC-257, que opera la válvula de
temperatura TV-257, en la entrada del amoníaco líquido. El sobreflujo de T-7
ingresa al condensador de reflujo E-26, donde el agua de enfriamiento condensa
39
el amoníaco. Se descargan los no condensables mediante la válvula de presión
PV-256 y se combinan con los gases que salen del lavador de gas de purga T-6.
El controlador indicador de presión PIC-256, monitorea la presión y controlando
la válvula de presión PV-256, que mantiene una presión base de 220 PSIG en
T-7.
Se descarga el amoníaco líquido que viene de E-26, mediante la válvula de nivel
LV-254 y se combina con el amoníaco del tambor de reducción de presión D-7,
que se descarga para el consumidor. El nivel del amoníaco líquido en E-26 se
mantiene por el controlador de nivel LC-254, que opera la válvula de nivel
LV-254. La cantidad de amoníaco que viene de E-26 puede determinarse por
referencia al registro de flujo FR-255.
El condensado que viene de la base de T-7 es descargado mediante el enfriador
de condensado E-24, y es enviado a la succión de la bomba de alimentación del
lavador P-7 A ó B. La descarga de la bomba fluye a la parte superior del lavador
de gas de purga T-6. No todo el condensado formado en T-7 es necesario en T-
6; por lo tanto se descarga el remanente mediante la válvula de nivel LV-252 a
un drenaje. La válvula de nivel LV-252 es controlada por el controlador de nivel
LC-252 que sirve para mantener un nivel en la base de T-7. El interruptor de
nivel LS-252 activa la alarma de bajo nivel LLA-252, si ocurre la condición de
bajo nivel en T-7. El interruptor de nivel LS-252 activa la alarma de nivel bajo
LLA-252, en caso de ocurrir una condición de bajo nivel en T-7.
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III. INSPECCIÓN PRELIMINAR
Se debe realizar una minuciosa revisión de todo el equipo con relación a su disposición
para la operación, ya que una vez ha empezado el arranque de la planta de amoníaco,
debe llevarse a cabo hasta completarse sin retrasos innecesarios. Antes de arrancar
cualquier equipo, verificar las instrucciones de operación suministradas por el vendedor.
Las instrucciones del vendedor han sido incluidas como parte de los Catálogos
Mecánicos.
Deben revisarse los siguientes ítems en cada área de la planta antes de iniciarse el
arranque:
1. Se debe inspeccionar completamente la planta para determinar que todos los
elementos de la planta estén listos para la operación. Todos los soportes
temporales, guías, seguros, etc., utilizados en transporte y construcción, deben
retirarse antes del arranque. Deben ensayarse todas las bridas conectadas en el
campo (los ensamblajes prefabricados ya han sido probados).
2. Deben lavarse e inspeccionarse todas las líneas para asegurarse de que se
encuentren libres de escoria, tierra u otra materia extraña. Se deben retirar las
bridas ciegas y equipos utilizados para las pruebas.
3. Antes de arrancar cualquiera de las bombas, verificar la libertad de movimiento y
el alineamiento apropiado. Si parece que hay alguna obstrucción, determinar la
causa y rectificar inmediatamente.
4. Verificar la lubricación apropiada de cada bomba y motor.
5. Asegurarse de que los sellos o empaquetaduras del eje de la bomba estén
instalados apropiadamente y que las bombas giran libremente, en la dirección
apropiada.
41
6. Verificar que el sistema de suministro de aire de instrumentación está listo para
la operación.
7. Interrumpir la conexión en instrumentos individuales de tal modo que no se
introduzca materia extraña en los aparatos de control y soplar todas las líneas de
aire de instrumentación. Reconectar las líneas de aire y ajustar la presión de aire
suministrada a todos los instrumentos a 17-20 PSIG, a no ser que se especifique de
otro modo por el fabricante. Verificar la operación de los controladores y el
movimiento de las válvulas de control.
8. Inspeccionar la libre operación, la empaquetadura apropiada, la lubricación y la
limpieza de todas las válvulas de control.
9. Probar cada válvula manual, abriéndola y cerrándola cuidadosamente.
Asegurarse de que cada válvula esté apropiadamente empacada y lubricada. Dejar
todas las válvulas en la posición “cerrado”.
10. Asegurarse de que todos los instrumentos estén apropiadamente instalados y en
condición de operación
11. Inspeccionar el rango apropiado de todos los termómetros y manómetros.
12. Asegurarse de que los drenajes continuos y trampas estén listos para operar.
13. Probar el sistema de agua refrigerante y reparar cualquier fuga que se hubiese
encontrado.
14. Asegurarse de que el sistema de combustible se encuentra en la condición
operable.
15. Cuando se usen válvulas de llave, se debe prestar una atención particular a la
lubricación de la válvula para asegurarse de que se está usando el lubricante
apropiado en cada caso. La lubricación adecuada es importante para asegurarse
42
contra fugas y en el caso de líneas de solución, para prevenir la contaminación de
las soluciones con material saponificable, causando espuma en las soluciones
16. Asegurarse de que los compresores estén apropiadamente lubricados y que
giran en la dirección correcta. Seguir las instrucciones del vendedor con relación a
inspección y verificación pre-operacional.
17. Presurizar todo el equipo del proceso y todas las líneas del proceso, hasta los
compresores del gas de síntesis con aire a 25 PSIG y ensayar cada soldadura,
unión atornillada y uniones de bridas con solución de jabón. Reparar todas las fugas.
Debe ensayarse de manera similar el sistema de combustible. Después de que se
haya ensayado hidrostáticamente el sistema de vapor, aplicar presión de vapor
normal y reparar cualquier fuga que se hubiese encontrado.
18. Asegurarse de que todos los servicios estén disponibles y listos para ser
operados.
19. Revisar el suministro de agua refrigerante para asegurarse de que el suministro
es el adecuado en todos los puntos.
20. Abrir las válvulas a todos los indicadores de presión, vasos medidores,
transmisores y controladores.
43
IV. PREPARACIÓN PARA EL ARRANQUE INICIAL
A. Preparación del Área del Gas de Alimentación
1. Tambores de Carbón Activado, D-4A y B:
El catalizador de desulfurización debe cargarse a los tambores de carbón
activado de acuerdo al siguiente procedimiento:
a) Retirar las cubiertas de la parte superior y la parte de debajo de cada
recipiente.
b) Inspeccionar las rejillas de soporte del catalizador para asegurarse de que
estén apropiadamente instaladas. Asegurarse de que las rejillas estén
cubiertas apropiadamente con malla 40 mesh de acero inoxidable y que
esta malla encaje en los lados del recipiente y el compuesto de sellado
selle apropiadamente los bordes de la malla del cable a la pared del
recipiente, para prevenir que el catalizador caiga a la parte inferior del
recipiente. Las mallas deben asegurarse a las rejillas de soporte del
catalizador a intervalos con alambre de acero inoxidable para asegurarse
de que las mallas no se desvíen durante la operación de cargado. En este
momento debe removerse toda la herrumbre, incrustación y materia
extraña de las bases de los recipientes, de las rejillas y de las mallas.
c) Reemplazar y asegurar las cubiertas de la parte de abajo. Luego cargar
cada tambor con el carbón activado C-8-1 para formar un lecho de 7 pies 8
pulgadas de profundidad. Cada tambor debe contener aproximadamente,
150 pies cúbicos de los cuáles 10 pies cúbicos deben ser de malla 4 x 8 y
44
el resto de malla 8 x 30. El material de malla 4 x 8 debe colocarse primero
en la malla y luego la malla 8 x 30 hasta completar el lecho.
d) Nivelar cada lecho, reemplazar y asegurar las cubiertas de la parte
superior.
e) Ambos tambores son normalmente operados en paralelo y deben activarse
antes de su uso inicial. Después de ponerse en servicio, debe reactivarse
periódicamente cada tambor. La frecuencia de reactivación debe basarse
en la experiencia de operación de la planta. La reactivación se la realiza
sacando un tambor de servicio, vaporizando el carbón con vapor vivo
durante un periodo de cerca de cuatro a seis horas.
Para iniciar la reactivación, cerrar las válvulas de entrada y salida de gas y
abrir lentamente la válvula de venteo para liberar la presión. Dejar pasar el
vapor vivo a través de las líneas suministradoras de vapor, provistas para
este propósito. El flujo de vapor es regulado por el orificio limitante, LO-1,
localizado en la línea de salida del vapor. Deberá drenarse periódicamente
el condensado durante la vaporización, utilizando la válvula de drenaje
localizada en la base del tambor.
Puede ser deseable liberar la presión una vez cada hora o cada dos horas,
cerrando la válvula de ingreso de vapor. Esto coadyuvará a sacar los
compuestos de azufre. Al liberar la presión, se debe tomar extrema
precaución para no alterar el lecho de carbón al liberar la presión muy
rápidamente.
45
Después de terminar con el período de vapor, se debe cerrar lentamente la
válvula de entrada para liberar la presión. Abrir un poco la válvula de salida
de gas y permitir un pequeño flujo de gas desulfurizado para purgar el
vapor del tambor de carbón. Cuando el vapor deja de fluir del ventilador,
cerrar la válvula de venteo y abrir completamente la válvula de salida de
gas. Mantener el tambor bajo presión hasta que se haya enfriado a un a
temperatura de por lo menos 130ºF. Cuando se haya alcanzado esta
temperatura, el tambor estará listo para la operación. Abrir la válvula de
entrada de gas natural y continuar operando los tambores de carbón en
paralelo hasta que el otro tambor esté listo para ser reactivado.
B. Producción y Purificación del Gas de Síntesis
1. Reformador Primario H-2:
El horno reformador H-2, está diseñado para usar C-11-2 como el catalizador
reformador. El catalizador C-11-2 está en la forma de anillos de 5/8”. El
catalizador es moderadamente duro, pero no deberá estar sujeto al abuso como
a sobrecalentamiento (cerca de 1850ºF), a cambios rápidos en temperatura, a
contacto con agua líquida cuando esté caliente y a contaminación con
impurezas. Cualquier catalizador almacenado en contenedores debe protegerse
del clima.
El cargado inicial del catalizador en los tubos del reformador primario debe
realizarse de acuerdo a las siguientes instrucciones:
46
a. Los tubos del reformador deberán inspeccionarse cuidadosamente
para asegurarse de que estén limpios. Luego deben instalarse los soportes
del catalizador en los tubos descendiéndolos en el tubo utilizando una
cadena ligera o una barra con un gancho a través de la manivela de levante.
Los soportes están diseñados para encajar cómodamente contra los lados
del reductor en una posición vertical.
b. El catalizador es cargado mediante flotación. En este método, las
bridas de la parte superior de los tubos, se retiran cuidadosamente y todos
los tubos se llenan con agua. Tomar las precauciones adecuadas para
asegurarse de que no entre agua al reformador secundario; utilizar ciegos, si
es que se requiriese. Se cargan luego los tubos vaciando lentamente
suficiente soporte de catalizador de 1” para producir una profundidad de 2
pies seguido por los anillos de catalizador de 5/8”, teniendo cuidado para
prevenir que el agua corra hacia abajo de la parte externa de los tubos. Se
puede sangrar el agua en la boquilla de drenaje en la salida de las
conexiones mientras progresa la operación de carga.
c. Se carga el catalizador en todos los tubos de la misma manera que
la descrita anteriormente, a una profundidad de 31 pies. Esto corresponde a
4 pies, medidos desde la brida de la parte superior de los tubos.
d. No es normalmente necesario tamizar este catalizador antes de
cargarlo, pero se lo debe examinar muy bien para determinar si es o no
necesario el tamizado. Si el tamizado no es necesario, se debe tener cuidado
al retirar los catalizadores de los tambores para prevenir la parte fina formada
durante el transporte (especialmente cerca del fondo de los tambores), se
traspase a los tubos. Se debe tener cuidado en el manipuleo de TODO el
47
catalizador TODO el tiempo, de tal modo que se forme un mínimo de parte
fina y que NO se transfiera parte fina a los tubos con la carga. Se debe
realizar y mantener un registro de la cantidad de catalizador cargado en cada
tubo.
e. Para tamizar el catalizador es satisfactoria una sección de malla 4
en una estructura adecuada inclinada en un ángulo de aproximadamente 25º
con la horizontal. No agitar demasiado el catalizador sobre la malla, sin
embargo es importante que toda la parte fina y el polvo sean retirados antes
de cargar, con un mínimo de manipuleo subsiguiente. Se debe desechar la
parte fina.
f. Drenar toda el agua de los tubos y dejar que se drene
completamente. (Nota: podría ser necesario utilizar aire comprimido para
soplar cualquier agua remanente). Reemplazar las tapas de las bridas del
tubo y armar la conexión de ingreso.
Nota: Si existen condiciones de congelamiento, el catalizador debe cargarse
en seco.
Si el catalizador es cargado en seco, el nuevo catalizador es cargado
disminuyendo un contenedor de catalizador pequeño a menos de 2 pies del
soporte, y vaciando el catalizador de manera uniforme en la parte superior del
soporte.
Después de un uso continuo del catalizador reformador, la actividad del catalizador
disminuirá gradualmente. Mientras esto ocurre, las temperaturas de la pared del
48
tubo del reformador tendrán que incrementarse a un máximo de 1800ºF para
mantener la pureza apropiada del gas. Mientras la actividad del catalizador
continua disminuyendo, no será posible mantener la pureza del gas adecuada en
la temperatura más alta y se va a requerir el reemplazo del catalizador reformador
para mantener la velocidad de producción de diseño.
Después de que el catalizador C-11-2 ha sido puesto en uso, el níquel se reducirá
al estado metálico. Si cantidades incontroladas de oxígeno se ponen en contacto
con los catalizadores a temperaturas sobre 300ºF, ocurrirá la oxidación del níquel
metálico con la liberación de suficiente calor como para posiblemente resultar en la
fusión del catalizador. Por lo tanto, el catalizador no oxidado deberá enfriarse a
menos de 300ºF antes de ponerse en contacto con aire o con gas que contienen
cantidades incontrolables de oxígeno, para evitar la reacción destructiva. Ya que
es a menudo difícil asegurarse de que todas las porciones del catalizador hayan
sido enfriadas a 300ºF, se aconseja oxidar el níquel metálico a óxido de níquel
bajo condiciones controladas, antes de que se ponga en contacto con aire.
Aproximadamente 70 a 80 por ciento del níquel en el catalizador C-11-2 puede
oxidarse si el vapor, en ausencia de gas del proceso, pasa a través del catalizador
a temperaturas por encima de 1400ºF durante seis a ocho horas, seguidas por un
periodo de enfriamiento. Como alternativa, para reducir el tiempo requerido para
oxidar y luego enfriar el catalizador, los dos pasos deben tomarse
simultáneamente reduciendo la temperatura del reformador 100ºF / hora mientras
se realiza la vaporización. Cuando la temperatura de los tubos esté bajo 400ºF, se
debe parar la adición de vapor y dejar que el reformador se enfríe hasta cerca de
las condiciones ambiente.
49
El procedimiento recomendado para el reemplazo del catalizador se lo presenta
abajo:
a. Después que se ha parado la planta, oxidado el catalizador y enfriado el
horno, se debe purgar adecuadamente el sistema con gas inerte (por lo
menos el reformador primario) e insertar una brida ciega a la salida del
reformador primario. La porción restante del sistema debe cerrarse lo más
apretado posible y mantenerse bajo presión positiva de gas inerte.
b. Cortar los reductores en el fondo de los tubos del catalizador. Los
soportes del catalizador que estarán reposando en los lados cónicos de los
reductores se deslizarán cuando el corte sea completado.
c. Cuando se retiran los soportes, algo del catalizador en el fondo caerá,
pero probablemente será necesario realizar una prueba para iniciar el flujo de
la masa principal de material. El catalizador consumido puede vaciarse en
tambores de cabeza abierta. Es posible encontrar alguna dificultad al liberar
el catalizador en la porción superior de los tubos y podría ser necesario
probar desde la parte superior para liberar.
d. Nota Importante: Si fuera necesaria una prueba u otra manipulación de
los tubos del reformador, se debe tener mucho cuidado. Los tubos no deben
estar sujetos a martilleos o golpes, ya que el material del tubo es frágil y
podría fácilmente fracturarse.
e. Antes de que el catalizador fresco sea cargado, los reductores en el tubo
del catalizador deben soldarse nuevamente en su lugar en el fondo de los
tubos. Debe marcarse y enumerarse cada reductor antes de que sea cortado
50
y luego reemplazado en el mismo tubo y en la posición original. Debe
cargarse el catalizador fresco en los tubos de acuerdo a las instrucciones de
carga en la sección previa a estas instrucciones. Los tubos deben enfriarse a
cerca de la temperatura ambiente antes de ser llenados con agua para flotar
en el catalizador. Después de cargar el catalizador, las bridas y conexiones
de los tubos debe re ensamblarse y purgarse con gas inerte hasta que todo
el oxígeno haya sido desplazado. La brida ciega en la entrada del
convertidor se la puede ahora retirar y arrancar la planta de manera normal.
Podrían ser necesarios nuevos sellos en todas las bridas que se hubieran
aflojado.
Como alternativa al procedimiento anterior y para evitar el corte de los tubos del
catalizador, es también posible retirar el catalizador de los tubos mediante el uso
de un sistema de vacío que jala al catalizador fuera de la parte superior del tubo.
Esta operación puede realizarse con el siguiente equipo:
a. Un separador centrífugo de 30 pulgadas con regulador de goma o
bafle de goma y equipado con una válvula de 6” de abertura de compuerta
rápida en el fondo. Se coloca el separador lo más cerca posible a la parte
superior de los tubos del reformador.
b. Un tambor de 55 galones colocado debajo del separador.
c. Una manguera flexible de 3 pulgadas adjuntada a la entrada del
separador en tal posición que pueda empujarse hacia abajo a los tubos sin
que ocurran encorvaduras agudas.
51
d. Una bomba de vacío con una capacidad de 350 cfm a 5-1/2” de vacío
de Hg con un motor de 1.5 hp (puede también utilizarse un eyector de vapor,
si se desea) con una tubería o manguera de 3 pulgadas conectando la
succión de la bomba de vacío a la salida del separador. Una válvula
reguladora y una de venteo deberán ser instaladas en la línea.
e. Un filtro de polvo de tipo saco en la descarga de la bomba de vacío.
Este equipo debe ensamblarse en un lugar conveniente cerca del reformador
mientras se esté enfriando el horno.
f. Retirar las cubiertas de las bridas de la parte superior de los tubos.
Arrancar la bomba de vacío y bajar una manguera flexible de 3 pulgadas en
el tubo a la parte superior del catalizador.
El catalizador empezará a fluir hacia arriba de la manguera flexible y hacia el
separador del catalizador. Si el flujo del catalizador es muy rápido y si el
catalizador está golpeando violentamente dentro del separador, regular la
cantidad de aire que fluye a la bomba de vacío o romper parcialmente el
vacío con el venteo. El aire fluirá a través de la bomba de vacío y el filtro de
polvo. El polvo del catalizador se recolectará en el filtro de polvo y se
evacuará el aire. Al removerse el catalizador y bajar el nivel del mismo, se
debe extender más la manguera hacia el tubo.
El catalizador gastado que es recolectado en el separador del catalizador es
vaciado en el tambor detrás del separador abriendo la válvula de apertura
rápida.
Las masas de catalizador que se han fusionado o se han partido en el tubo
tendrán que romperse con la punta de la manguera flexible o con una barra.
52
Cuando los tubos estén libres del catalizador, pueden retirarse los soportes
del catalizador desde la parte superior para limpieza e inspección
enganchándolos con un gancho en una punta de una barra.
Todos los soportes del catalizador deben verificarse y luego reemplazarse en
los tubos.
Luego se carga el catalizador nuevo de la forma previamente descrita.
Después de cargar el catalizador, se deben cerrar nuevamente los tubos y
las bridas probadas contra fugas utilizando presión de gas inerte.
2. Reformador Secundario H-1:
La alineación refractaria “Bigelow-Liptack” en el reformador secundario deberá
estar en el estado pre-acondicionado, llamado normalmente “secado” antes de
que el catalizador sea cargado al reformador secundario.
El refractario secundario secado estará supervisado por un representante de
“Bigelow-Liptack” en el lugar de trabajo utilizando una unidad de calentamiento
“Bigelow-Liptack”.
El secado consiste esencialmente de:
Aire seco después de la aplicación de alineación 24 horas
Arranque de la unidad de calor e incremento de temperatura a 250 – 300ºF 3 horas
Temperatura mantenida a 300ºF 12 horas
Temperatura incrementada a 950ºF en incrementos de 50ºF por hora 13 horas
Mantener la temperatura a 950ºF durante 4 horas por pulgada de espesor de la alineación refractaria 40 horas
53
(10 pulgadas)
Luego debe enfriarse la unidad a temperatura ambiente, instalarse el soporte
del catalizador y la malla y cargarse el catalizador.
La cámara superior del reformador secundario contiene una capa de catalizador
en forma de anillos, consiste de 196 pies cúbicos del aro del catalizador del tipo
C-11-4 A de ¾” y otra capa en la parte superior que sirve como soporte de 41
pies cúbicos de catalizador CS-300 de 1–½”. El lecho del catalizador está
cubierto con un lecho de 6 pulgadas de bolas de alúmina de 1-½ pulgadas de
diámetro para actuar como protector térmico y mecánico del catalizador. El
procedimiento a seguir para cargar la sección del catalizador, es la siguiente:
a. Retirar la cámara de sofocado del reformador secundario e
inspeccionar el soporte de barra y la boquilla atomizadora. Luego puede
cargarse la cámara de sofocado con 1 pulgada de anillos Rashing de acero
inoxidable a una altura de tres pies sobre el soporte de barra del catalizador.
Reemplazar la cámara de sofocado en el recipiente.
b. Abrir cuidadosamente la entrada-hombre de la parte superior y
verificar el recipiente para la instalación apropiada de la placa de
rodamientos y la tubería de salida. Verificar la instalación apropiada de
Kaowool entre la tubería de salida y los ladrillos refractarios como en los
dibujos E-1134-4-102 A.
Precaución: Antes de que una persona ingrese al recipiente para verificar los
ítems arriba mencionados, debe analizarse la atmósfera para
asegurarse de que hay suficiente oxígeno presente.
54
c. Realizar una marca en la pared del catalizador 6 pulgadas por
encima de la parte superior de la tubería de salida. Cerca de 41 pies cúbicos
de material de soporte del catalizador C-11-1 de 1-½ pulgada debe colocarse
en la parte superior de la placa de rodamientos de la tubería de salida y
nivelada para formar una capa uniforme. Continuar cargando hasta que se
haya obtenido la profundidad apropiada.
d. Realizar ahora una marca a 8 pies 10 pulgadas sobre el nivel del
material de soporte del catalizador. Debe cargarse ahora el C-11-4 A de ¾
pulgadas.
e. El catalizador no requerirá normalmente un tamizado. Sin embargo,
si la inspección muestra que es necesario, debe tamizarse el catalizador
pasándolo por la malla 4 MESH para remover parte fina y polvo.
f. Se puede cargar el catalizador utilizando baldes, embudos o
mangas telescópicas, pero en todos los casos la caída libre de los anillos
deberá limitarse a menos de dos pies. Mientras procede la carga, deberá
nivelarse periódicamente el catalizador. Es deseable un mínimo manipuleo
físico del catalizador durante la carga. Después que se haya cargado 5% a
10% del catalizador, se deberá realizar una inspección cuidadosa para
verificar que no está ocurriendo un rompimiento del catalizador. Si ocurre un
rompimiento, se deben tomar los pasos necesarios para corregir. Continuar
cargando de este modo hasta que la cantidad apropiada de catalizador haya
sido cargada en el reformador secundario.
g. Una capa de 6 pulgadas de bolas de alúmina de 1-½ pulgadas debe
colocarse en la parte superior del lecho de catalizador nivelado y nivelarse
éste.
55
h. Instalar el ladrillo refractario en la abertura de la entrada-hombre de
la cámara del catalizador como se instruye en el dibujo. Reemplazar y
asegurar la cubierta del orificio externo. Insertar el enchufe refractario en el
orificio de la cámara del catalizador y asegurar la cubierta. Revisar la brida
del mezclador gas – aire para ver que esté apretada.
Luego de un uso continuo del catalizador del reformador secundario, la actividad
del catalizador disminuirá gradualmente. Mientras esto ocurre, la temperatura del
reformador tendrá que incrementarse para mantener una pureza satisfactoria del
gas de síntesis. Mientras la actividad continua disminuyendo, se llegará a un
punto en que ya no será posible mantener una pureza apropiada del hidrógeno,
incluso a temperaturas más elevadas por lo que se requerirá el reemplazo del
catalizador. Para hacer esto, el catalizador deberá primero oxidarse de un modo
similar al utilizado en la oxidación del catalizador reformador primario. El
reformador secundario será sacado del resto del sistema y purgado con gas
inerte. El catalizador puede ahora ser retirado convenientemente, utilizando un
sistema de vacío similar al utilizado para retirar el catalizador reformador
primario. El reemplazo del catalizador deberá ser como el descrito antes para la
carga inicial.
3. Convertidor de CO D-2:
Los catalizadores de conversión utilizados en esta instalación son C-18-1 y
C-12.1. Estos catalizadores, tienen la forma de tabletas de 3/16 y tabletas de ¼
pulgadas respectivamente deben cargarse en ambas secciones del recipiente
del convertidor D-2, de acuerdo al siguiente procedimiento:
56
a. Abrir la entrada-hombre en la parte superior y el fondo de ambas
secciones del convertidor y abrir las válvulas de drenaje en las bases.
b. Inspeccionar el aislamiento en el cabezal intermedio e
inspeccionar las rejillas de soporte del catalizador para asegurarse de que
estén instaladas apropiadamente. Asegurarse de que las rejillas estén
cubiertas apropiadamente con mallas de acero inoxidable y que estas mallas
encajen en los lados de los recipientes, para prevenir que caiga el catalizador
a través de la parte inferior del recipiente. Deben asegurarse las mallas a las
rejillas de soporte del catalizador, a intervalos, con alambre de acero
inoxidable para asegurarse de que las mallas no se muevan durante la
operación de carga. Toda la herrumbre, incrustación y material extraño
deberán removerse de las bases de los recipientes, las gradillas y las mallas
en este momento. Reemplazar las empaquetaduras de los orificios inferiores
y proceder con la carga del catalizador.
c. La sección superior del convertidor D-2, debe cargarse con
aproximadamente, 509 pies cúbicos de catalizador C-12-1 (3/18’’) para
producir un lecho de 8 pies 0 pulgadas de profundidad. Medir hasta 8’ y
realizar una línea con tiza completa alrededor de los lados del recipiente en
el nivel apropiado en el que el catalizador deberá cargarse.
d. La sección inferior del convertidor D-2, es cargada de manera
similar con aproximadamente, 429 pies cúbicos de catalizador C-18-1 (¼’’)
para producir un lecho de 6 pies 9 pulgadas de profundidad
e. El catalizador no requerirá normalmente un tamizado. Sin
embargo, si la inspección muestra que es necesario, debe tamizarse el
57
catalizador, de manera similar a la utilizada al tamizar el catalizador
reformador primario, pasándolo por la malla 8 MESH para remover parte fina
y polvo.
f. Se puede cargar el catalizador utilizando baldes, embudos o
mangas telescópicas, pero en todos los casos la caída libre de los anillos
deberá limitarse a menos de dos pies. Mientras procede la carga, deberá
nivelarse periódicamente el catalizador. Es deseable un mínimo manipuleo
físico del catalizador durante la carga. Después que se haya cargado 5% a
10% del catalizador, se deberá realizar una inspección cuidadosa para
verificar que no está ocurriendo un rompimiento del catalizador. Si ocurre un
rompimiento, se deben tomar los pasos necesarios para corregir. Continuar
cargando de este modo hasta que la cantidad apropiada de catalizador haya
sido cargada en cada lecho del catalizador.
g. Nivelar la parte superior de cada lecho. Deberá colocarse una
capa de 16” de óxido de cinc C-7-1 en la parte superior del lecho en la
sección del fondo y deberá colocarse una capa de 3 pulgadas de bolas de
alúmina de 1 pulgada en ambos lechos.
h. Las mallas de sustento deberán colocarse en la parte superior
de los lechos superior y del fondo del catalizador.
i. Reemplazar las cubiertas de la entrada-hombre y verificar que
estén apretados los pernos. Después de ensayar por fugas con presión de
gas inerte, retirar los ciegos.
PRECAUCION: Una vez que el catalizador de conversión se ha puesto en
servicio, no se debe permitir que se ponga en contacto con cantidades
incontroladas de aire u otros gases que contengan oxígeno. Se debe evitar
58
todo el tiempo, poner al catalizador en contacto con agua líquida o vapor
saturado.
Si se tiene que retirar el catalizador de conversión C-12-1, se lo deberá primero
oxidar de acuerdo al siguiente procedimiento:
a. Parar el flujo del gas de proceso y enfriar el lecho del catalizador
a 450ºF con vapor. Cerrar el fondo del lecho del catalizador.
b. Cuando la temperatura de salida del convertidor haya disminuido
a menos de 450ºF, introducir aproximadamente un mol por ciento de aire con
el vapor para iniciar la oxidación. El flujo de aire debe medirse, no estimarse.
Observar la elevación de temperatura; se puede observar un incremento de
temperatura de 50ºF alrededor del convertidor o en el convertidor. Durante la
oxidación no debe permitirse que la temperatura exceda los 750ºF.
c. Si el incremento de temperatura parece normal durante un
periodo de dos horas, o es menor a lo normal, incrementar el flujo de aire a
tres moles por ciento.
d. Si el incremento de temperatura permanece en 150ºF o menor,
después de dos horas, incrementar el aire a cinco moles por ciento.
e. Analizar la porción no condensable del gas de salida para
oxígeno, para determinar cuánto del oxígeno ha sido consumido y cuando el
oxígeno del gas de salida no condensable se ha incrementado a cerca de
diez moles por ciento, se debe incrementar el volumen porcentual de aire en
la mezcla aire – vapor en diez moles por ciento. Cuando no haya mayor
consumo de oxígeno, como se indica por el oxígeno en la salida del gas
59
alcanzando veinte moles por ciento, la oxidación se puede considerar
completa.
PRECAUCION: El hierro en el catalizador de conversión reaccionará con
monóxido de carbono, a temperaturas reducidas, para formar el compuesto
tóxico, penta carbonilo de hierro.
Se opera el convertidor a presiones mayores que la atmosférica; se debe tener
cuidado al despresurizar el reactor. El catalizador es un material poroso, y si la
presión del gas alrededor de las tabletas de catalizador se disminuye
rápidamente, la expansión del gas dentro las tabletas, causará el rompimiento
físico de las partículas del catalizador. La presión del gas dentro de los
reactores, deberá reducirse en forma gradual, mediante una pequeña válvula de
sangrado. Para las instrucciones concernientes al retiro del catalizador de
conversión C-18-1, consultar al fabricante del catalizador.
4. Metanizador D-1:
El catalizador del metanizador utilizado en esta planta es el C-13-4.
Aproximadamente 209 pies cúbicos de este catalizador en la forma de tabletas
de 1/8 pulgadas, se cargan en el metanizador D-1, para crear un lecho de 10
pies 8 pulgadas de profundidad.
PRECAUCION: Bajo ninguna circunstancia se debe humedecer el catalizador y
una vez que se ha puesto en servicio, no se lo debe poner en contacto con el
aire.
60
Este catalizador nunca debe estar sujeto a corrientes de gas que contengan
sulfuro de hidrógeno.
Las concentraciones de óxidos de carbono combinados (CO+CO2) o
concentraciones de oxígeno con exceso del 2%, por no más de unos pocos
minutos, resultaría en un daño permanente debido a la temperatura elevada
resultante. El procedimiento para cargar el catalizador de metanización es
esencialmente la misma que para cargar el convertidor de CO.
Si se va a abrir el metanizador o se va a remover el catalizador durante el
periodo de paro, deberá primero oxidarse el catalizador antes de sacar los
recipientes de servicio. Se recomienda el siguiente procedimiento:
a. Cerrar el flujo del gas de proceso y enfriar el lecho del
catalizador a aproximadamente 250ºF a 350ºF y cuando se haya alcanzado
esta temperatura, cerrar la válvula del recipiente e introducir gas inerte al
metanizador. Solo si se va a desechar el catalizador, se puede utilizar vapor
como gas inerte. Reducir gradualmente la presión mediante el venteo del
gas.
b. Después de que el gas de proceso ha sido descargado fuera del
sistema, y mientras el gas inerte esté fluyendo a través del reactor, se deben
insertar ciegos en las válvulas. Se deberá añadir tres moles por ciento de
aire a la corriente del gas inerte que fluye a través del recipiente. El aire
oxidará el níquel y causará un incremento de temperatura en el lecho del
catalizador.
c. La temperatura en el lecho del catalizador y en la entrada y
salida del metanizador deberá observarse cuidadosamente durante este
61
proceso y no deberá permitirse de que en ningún momento, la temperatura
exceda los 750ºF.
d. Cuando la adición de aire ya no resulte en un incremento de
temperatura observable, puede asumirse que el catalizador ha sido oxidado y
que puede abrirse el recipiente y si fuera necesario, retirarse el catalizador.
e. El catalizador que ha sido oxidado estará en la misma condición
que cundo fue colocado en el reactor por primera vez, proveyendo que no se
haya dañado debido al desuso. Cuando se pone el metanizador nuevamente
en servicio, deberá seguirse el procedimiento inicial de arranque.
PRECAUCION: A una temperatura por debajo de los 250ºF, el níquel en el
catalizador de metanización reaccionará con monóxido de carbono, a
temperaturas reducidas, para formar el compuesto muy tóxico, carbonilo de
níquel.
Se opera el metanizador a presiones mayores que la atmosférica; se debe tener
cuidado al despresurizar el reactor. El catalizador es un material poroso, y si la
presión del gas alrededor de las tabletas de catalizador se disminuye
rápidamente, la expansión del gas dentro las tabletas causará el rompimiento
físico de las partículas del catalizador. La presión del gas dentro del reactor,
deberá reducirse en forma gradual, mediante una pequeña válvula de sangrado.
5. Tambor de Enfriamiento D-3:
El tambor de enfriamiento D-3, contiene un lecho de dos pies de empaquetadura
de anillos Rashing de acero inoxidable de 1 ½”. Retirar las cubiertas de las
entradas-mano, en la parte superior e inferior del tambor de enfriamiento.
62
Inspeccionar las gradillas de soporte de la empaquetadura para asegurarse de
que estén apropiadamente instaladas.
Colocar los dos pies de anillos Rashing de acero inoxidable de 1 ½” en el tambor
de enfriamiento e inspeccionar la boquilla de condensado antes de instalar las
cubiertas de las entradas-mano es de la parte superior.
6. Absorbedor de CO2 T-1:
Para preparar el Absorbedor de CO2 T-1, para su operación, se lo debe primero
inspeccionar para asegurarse que el soporte de empaquetadura se haya
instalado apropiadamente. Los 30 pies de lecho de 1 ½’’ de porcelana Intalox
Saddles, debe entonces ser cargada en el absorbedor de CO2. El empaque se
carga en el absorbedor mediante flotación. En este método, se cierra la válvula
de nivel LV-2, en la salida del regenerador de amina T-2, y se coloca un ciego
en la entrada de gas al absorbedor en cualquier punto conveniente y se llena el
absorbedor de CO2 con agua, antes de que el Intalox Saddles esté flotando en el
recipiente. Mientras se carga el empaque, se debe drenar el agua de la base del
absorbedor de CO2 para mantener el nivel. Después que el empaque ha sido
cargado completamente, se debe drenar por completo toda el agua y retirar el
ciego en la línea de entrada de gas.
Inspeccionar el distribuidor para asegurarse de que se ha instalado
apropiadamente, para producir una distribución pareja de MEA sobre el
empaque. Luego que se ha terminado con todo el trabajo interno, las cubiertas
de la entrada-hombre, de la parte superior, deben ponerse en su lugar y
asegurarse.
63
7. Regenerador de Aminas T-2:
La preparación del regenerador de aminas T-2, para su operación, es muy
similar a la preparación del absorbedor de CO2. Retirar las cubiertas de ambas
entradas-hombre, de la parte superior e inferior y cerrar la válvula de la línea de
salida. A través de las aberturas de las entradas-hombre, inspeccionar el
soporte del empaque y el cabezal distribuidor para asegurarse de que se hayan
instalado apropiadamente. Ahora deberá llenarse el regenerador de aminas con
agua, después de que la cubierta de la entrada-hombre haya sido reemplazada y
la válvula de salida de solución cerrada. El regenerador de aminas debe ahora
cargarse con Intalox Saddle de 1½” para producir un lecho de 25 pies,
haciéndolos flotar en el recipiente. Después que se ha instalado el empaque,
reemplazar la cubierta de la entrada-hombre de la parte superior y drenar el
agua del regenerador de aminas y del rehervidor.
Nota: La distribución en el regenerador deberá ser 12” por debajo de la parte
superior del lecho de Intalox Saddle.
8. GIRBOTOL:
Antes a la operación inicial de la unidad del GIRBOTOL, se debe lavar todo el
sistema con agua limpia. Se debe lavar e inspeccionar completamente el
sistema para asegurarse de que no permanecen en el equipo depósitos de
tierra, incrustación, escoria, etc.
Conectar una manguera de agua a la conexión de manguera en la línea de
entrada del regenerador de aminas e iniciar un flujo de agua fresca y limpia al
regenerador. Cuando el vaso medidor en el regenerador de aminas se encuentre
cerca de dos tercios lleno preparar y arrancar la bomba de amina débil, P-1 A.
64
Bombear el agua al absorbedor de CO2 T-1. Cuando el vaso medidor se
encuentre la mitad lleno, arrancar la bomba de amina débil de repuesto, P-1 B y
bombear el agua de vuelta al regenerador de aminas. Parar la adición de agua al
regenerador de aminas y continuar circulando el agua en el GIRBOTOL durante
varias horas. Drenar el sistema GIRBOTOL, recargar y circular el agua de la
manera anterior, hasta que permanezca limpio cuando se haya drenado.
Mientras se enjuaga el GIRBOTOL, se deberán ajustar y verificar los
transmisores de nivel, los controladores de nivel, los interruptores de nivel, las
alarmas de nivel alto y bajo para una operación apropiada. Verificar el
controlador de registro de flujo FRC-19, y el trasmisor de flujo respectivo FT-19 y
la válvula de flujo FV-19 para una calibración, ajuste y operación apropiados.
Mientras se enjuaga el GIRBOTOL, reducir el flujo al absorbedor de CO2 y
verificar que el interruptor de flujo FS-19 y la alarma de flujo estén
adecuadamente regulados. El interruptor de flujo deberá estar regulado para
hacer sonar la alarma si el flujo cae por debajo de 750 gpm.
Recargar el GIRBOTOL con una solución de MEA al 0.5% y circular durante
varias horas a cerca de 150ºF. Drenar el GIRBOTOL y enjuagarlo con agua
limpia.
Recargar el GIRBOTOL con condensado y circular cerca de 838 gpm al
absorbedor de CO2.
Continuar circulando el condensado en el sistema de GIRBOTOL y añadir
suficiente amina como para producir una solución MEA al 20%. Verificar la
fuerza de la solución MEA y ajustar, si fuera necesario, para obtener una
solución al 20%. Ver el procedimiento analítico SM-1M. Tan pronto como la
solución MEA se haya cargado y mezclado muy bien, parar el GIRBOTOL hasta
65
que el aire en el absorbedor haya sido reemplazado con nitrógeno. (El contacto
prolongado de la MEA con aire u otros gases que contienen oxígeno, causa una
oxidación gradual de la MEA.)
C. Compresión
1. La instalación y las instrucciones operativas provistas por el fabricante del
compresor deben leerse y entenderse muy bien por la persona relacionada con
la operación de la máquina.
2. Los motores de los compresores deben probarse como se recomienda por los
fabricantes.
3. Toda la tubería, particularmente la entrada del compresor y las tuberías de
aceite, deberán limpiarse muy bien, antes de la intención de arrancar el
compresor. La falla en realizar esto, podría resultar en un daño serio de los
cojinetes y cilindros del compresor. Consultar las instrucciones provistas por el
fabricante del equipo.
4. Lubricar los compresores de acuerdo a las instrucciones del fabricante.
5. Antes de arrancar los compresores, asegurarse de que rotan libremente.
6. Iniciar el agua refrigerante y verificar su distribución adecuada.
7. Arrancar el compresor sin carga y operarlo durante un periodo corto de tiempo,
cuidando la presión de aceite del sistema de lubricación, el sistema de agua de
enfriamiento y observar los cilindros y cojinetes por signos de sobre
calentamiento.
8. Parar y verificar la empaquetadura del cilindro del compresor y las barras del
pistón para ver que estén adecuadamente lubricadas y que no se hayan
66
calentado. Inspeccionar la caja de manivela del aceite por algún signo de
laminaciones, y el aceite de la empaquetadura de la barra por signos de tierra y
arena. Si es que esto ocurre, se deberá desensamblarla empaquetadura de la
barra y limpiarla. De otro modo, ocurrirá un daño en la empaquetadura y en las
barras del pistón.
9. Verificar cuidadosamente el motor y seguir el procedimiento de paro, provisto por
el fabricante.
10. Repetir los pasos anteriores, alargando los intervalos de tiempo de corrido, hasta
que por lo menos 12 horas de operación de carga se haya incrementado.
11. A no ser que alguna dificultad sea evidente, se podría considerar al compresor
ahora listo para su operación.
12. Deben verificarse y limpiarse o reemplazarse todos los coladeros de succión,
después del periodo de corrido sin carga y a intervalos frecuentes durante las
primeras semanas de operación o hasta asegurarse de que la tubería esté limpia
y de que no se haya recogido tierra en los coladores.
D. Síntesis del Amoníaco
1. Antes de la operación del equipo de la síntesis del amoníaco, todas las líneas del
amoníaco deberán estar limpias.
2. Probar la presión de las líneas de amoníaco con aire, enjabonando las bridas y
juntas.
3. Todas las tuberías y recipientes del gas de síntesis deben soplarse con aire,
manteniendo abiertos los drenajes de los recipientes hasta que solo se
descargue aire limpio.
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4. Cargar el catalizador Topsoe de la síntesis de amoníaco de acuerdo al siguiente
procedimiento:
a. El catalizador Topsoe se lo transporta en contenedores o
tambores de acero. Cuando se los recibe, se deben manejar
cuidadosamente los tambores para prevenir que se agujeree. El
almacenamiento deberá ser en lugar seco de tal modo que no se oxide el
acero. El almacenamiento temporal en el campo, deberá ser fuera de la
tierra y cubierto con carpas.
b. Los tambores son soldados y deben abrirse puliendo la soldadura
y no utilizando una antorcha de corte. Antes de cargar el convertidor, deben
inspeccionarse los tambores por agujeros o fugas. Si se encuentra alguno,
no se deberá utilizar el catalizador de ese tambor. No es necesario tamizar
el catalizador antes de cargarlo en el convertidor de amoníaco pero cualquier
parte fina o polvo, acumulados en el fondo de los tambores deberá
desecharse.
c. Se utilizan dos tipos de catalizadores de amoníaco en el
convertidor:
KMR-I y KMR-II. Se cargan los 141 pies cúbicos de KMR-1 en el fondo de la
canasta del catalizador y luego se cargan 25 pies cúbicos de KMR-II para
formar la capa superior. Una vez que ha comenzado la carga del catalizador,
deberá completarse lo más rápido posible; no deberán pasar más de dos
días entre el inicio y el final. Se puede seleccionar un periodo de dos días
cuando se pronostica que el tiempo esté seco y favorable, debido a que el
catalizador es sensible a la humedad del aire.
68
d. Para cargar el catalizador en la canasta del catalizador del
convertidor, se utiliza una bandeja guía de carga. Los agujeros en la bandeja
están uniformemente espaciados, de tal modo que la distribución del
catalizador durante la carga es igual. Para facilitar la instalación de la
bandeja guía de carga, puede levantarse la placa de soporte del catalizador
adjuntando a la grúa a una barra atornillada a los hilos de la termocupla
central en la placa de soporte. Se levanta la bandeja guía hasta varias
pulgadas de la parte superior de los tubos refrigerantes y entonces la
bandeja guía podrá deslizarse fácilmente sobre el final de los tubos. Se
desciende la placa de soporte a su posición y se inserta la termocupla.
Deberán revisarse los pernos que sostienen el alineador de la canasta del
catalizador al intercambiador de calor, para ver que estén apretados.
e. Se carga el catalizador vaciando los tambores abiertos, uno a la
vez, en forma pareja sobre la bandeja guía. Dejar que el catalizador caiga
por los agujeros (prevenir los puentes) antes de vaciar el siguiente tambor.
La caída libre del catalizador, no deberá dañarlo. Después de varios
tambores, se debe desparramar suavemente para obtener un lecho de
densidad uniforme. No deberán utilizarse vibradores para asentar el
catalizador. Se debe mantener pareja la altura del catalizador en la canasta
todo el tiempo. Se debe ejercitar un cuidado especial para ver que la
interfase entre los lechos de KMR-I y KMR-II esté pareja.
f. Después que se ha cargado el catalizador, se retira la bandeja de
carga del catalizador y la guía del tubo refrigerante se coloca en su posición.
g. Se debe colocar la cubierta de la canasta del catalizador por la
noche y acomodarla si se va a continuar con la operación de carga al día
69
siguiente. Cuando se haya completado la carga, se deben colocar los pernos
en la cubierta de la canasta del catalizador y la tapa de la parte superior
colocada en el recipiente del convertidor.
h. Si no se va a poner inmediatamente en servicio el convertidor
deberá evacuarse y purgarse con nitrógeno seco de pureza elevada, sellarse
y mantener por lo menos, 2 PSIG de presión en el recipiente para prevenir la
entrada de humedad y aire. Ver la sección de purga.
5. Después del uso continuo del catalizador de la síntesis del amoníaco, la
actividad disminuirá gradualmente. Mientras esto ocurre, deberá incrementarse
la presión de operación para mantener una proporción satisfactoria de
conversión. Mientras la actividad del catalizador continua disminuyendo, no será
posible mantener una proporción económica de conversión y se requerirá del
reemplazo del catalizador de la síntesis del amoníaco. Se deberá seguir el
siguiente procedimiento para reemplazar el catalizador de conversión:
Ya que el catalizador de conversión es altamente pirofórico en su estado
reducido, deberá oxidarse bajo condiciones controladas con una mezcla de
nitrógeno y aire antes de abrirse el convertidor para inspección y entrada. La
falla en oxidar apropiadamente el catalizador, podría resultar en daños
corporales del personal o en un posible daño al equipo.
Brevemente, el proceso consiste en parar la reacción, enfriar el recipiente, liberar
la presión, purgar con nitrógeno y añadir aire para estabilizar el catalizador.
a. La adición de gas de síntesis preparado se para y se continua el
reciclado de circulación bajo presión, la presión disminuirá gradualmente. El
lecho del catalizador y el convertidor se los enfría a temperatura ambiente
70
(por debajo de 100ºF) mediante el flujo continuo de refrigerante a través de
los condensadores. Tener cuidado de no descargar térmicamente el
convertidor. Mantener la misma temperatura de entrada que durante las
operaciones normales. Deberá cerrarse la válvula de golpe frío y dejar que
todo el aire fluya a través de la entrada de la carcasa. La reacción de la
síntesis del amoníaco cesará cuando la temperatura del catalizador esté
cerca de 600ºF. Abrir las válvulas by-pass en los controladores de nivel de
líquido en el separador de amoníaco y drenarlos de amoníaco líquido.
Cuando la temperatura cae por debajo de 400ºF, reemplazar el gas de la
síntesis de amoníaco con nitrógeno. Cuando la temperatura del lecho del
catalizador es 100ºF o menor sangrar la presión del circuito de la síntesis a
un promedio no mayor a 100 PSIG/minuto. Se debe presurizar el convertidor
a 500 PSIG y despresurizar varias veces. Se debe siempre incrementar la
presión por el lado de entrada y liberar por el lado de salida para prevenir
que el polvo del catalizador sea llevado a las conexiones del calentador
eléctrico. El nitrógeno circulante deberá analizarse y continuar con la purga y
presurización hasta que el análisis del gas muestre menos de 1% de H2 y
menos de 1.5% de NH3. Se disminuye la presión del sistema entre 25 a 75
PSIG.
b. El circuito de la síntesis se encuentra ahora a una temperatura
menor a 100ºF, purgado de gas explosivo y a una presión de 25 a 75 PSIG.
Puede ahora iniciarse la oxidación. Se circula el nitrógeno en el circuito de la
síntesis y se sangra aire en el circuito de la síntesis para producir una
concentración de oxígeno de 0.1 a 0.2% en la corriente del nitrógeno al
convertidor. Es importante que la concentración de oxígeno sea controlada
71
cuidadosamente a 0.2%; de otro modo se fundirá el catalizador. La
elevación de temperatura máxima en el lecho del catalizador deberá
mantenerse a 0.15ºF/minuto. La temperatura máxima que puede soportar el
lecho del catalizador es 200ºF. Por cada 10ºF sobre este punto, una a dos
horas más se requerirá estabilizar el catalizador. Cuando parezca que se
haya completado la oxidación mediante la disminución de la temperatura en
el lecho y un análisis del gas a la salida del convertidor, el contenido de
oxígeno del gas deberá incrementarse lentamente a 1%. El 1% de oxígeno
es circulado hasta que el contenido de oxígeno que sale del convertidor es
constantemente 1%. El catalizador requiere 24 a 36 horas para oxidarse
después de que se ha iniciado la corriente de aire a través de él.
c. El retiro del catalizador de la canasta del catalizador puede
realizarse de una o de varias maneras. Se debe todavía tener cuidado en la
manipulación del catalizador estabilizado ya que algo del lecho podría no
haberse oxidado completamente. Una manguera de agua deberá estar lista
para apagar en caso de que el catalizador empiece a arder en contacto con
el aire. Se remueven los componentes internos y se los baja a una posición
horizontal con la grúa. Se retira la parte superior de la canasta del
catalizador y se vacía el catalizador mediante el vaciado de los componentes
internos.
d. Un segundo método es utilizar una escoba de vacío para levantar
el catalizador después de que se hayan removido la parte superior de la
canasta y la parte superior de la bandeja guía. Esto puede realizarse con los
internos en posición en el recipiente, si no hay un juego de repuesto de los
internos y si no tienen que examinarse los internos.
72
E. Recuperación de Amoníaco
1. Lavador del Gas de Purga T-6
Para preparar el lavador del gas de purga T-6, para su operación, deberá
primero inspeccionarse para asegurarse de que los soportes del empaque hayan
sido instalados apropiadamente. El lavador tiene dos secciones separadas,
cada una consiste de un lecho de anillos Rashing de acero de carbón. La
sección superior tiene un lecho de 15 pies de ¾ pulgadas de anillos Rashing de
acero de carbón y el fondo consiste de un lecho de 10 pies, con anillos Rashing
de acero de carbón de 1 pulgada. El empaque se la carga en el lavador
mediante flotación. Cerrar la entrada y salida de las líneas de gas y remover la
cubierta de la entrada-mano en la parte superior de la sección del fondo y llenar
la sección inferior con agua. Los anillos Rashing de 1 pulgada pueden entonces
flotar. Mientras se carga el empaque tendrá que drenarse el agua de la base del
lavador. Después que se haya cargado la sección inferior reemplazar la cubierta
de la entrada-mano y llenar el recipiente con agua, retirar la cubierta del orificio
de la parte superior y cargar la sección superior con ¾ pulgadas de anillos
Rashing de acero de carbón de la misma manera que la sección del fondo.
Después de que se haya cargado completamente el empaque, deberá drenarse
completamente toda el agua y retirarse el ciego en la línea de entrada del gas.
Inspeccionar los distribuidores para asegurarse de que hayan sido instalados
apropiadamente para producir una distribución pareja de solución sobre el
empaque. Después de que se haya completado con todo el trabajo interno, la
cubierta de la entrada-mano de la parte superior debe colocarse en su lugar y
asegurarse.
73
2. Destilador de Amoníaco T-7:
La preparación del destilador de amoníaco T-7, para operación es muy similar a
la preparación del absorbedor de CO2. Retirar las cubiertas de la parte superior
y debajo de la entrada-hombre y cerrar la válvula en la línea de salida.
Inspeccionar el soporte de la empaquetadura y los cabezales del distribuidor a
través de las entradas-hombre para asegurarse de que se haya reemplazado y
que la válvula de salida de la solución esté cerrada. Se debe cargar el destilador
primero con los anillos Rashing de acero de carbón de 1 pulgada, para producir
un lecho de una profundidad de 20 pies haciéndolos flotar en el recipiente,
después flotarlos en los 5 pies de ¾ pulgadas de anillos Rashing de acero de
carbón. Luego que se ha instalado el empaque, reemplazar la cubierta de la
enterada-hombre de la parte superior y drenar el agua del destilado de
amoníaco.
3. Recuperación de Amoníaco:
Antes a la operación inicial del Sistema de Recuperación de Amoníaco, se debe
lavar todo el sistema con agua limpia. Se debe lavar e inspeccionar
completamente el sistema para asegurarse de que no permanecen en el equipo
depósitos de tierra, incrustación, escoria, etc.
a. Introducir agua limpia al sistema en un punto conveniente y circular entre el
lavador de gas de purga T-6, y el destilador de amoníaco T-7, utilizando la
bomba de reciclado de licor P-6A o P-6B y la bomba de alimentación del
lavador P-7A o P-7B.
74
b. Iniciar un flujo moderado de agua refrigerante para el reflujo del condensador
E-25 y el enfriador del condensador E-24.
c. Introducir vapor al destilador de amoníaco T-7, para calentar el agua
circulante.
d. Ajustar las válvulas de modo que el condensado de E-26 retorne a la succión
de la bomba de reciclado de licor y no al consumidor.
e. Mientras esté circulando la solución, ajustar el controlador de nivel LC-252,
para mantener el nivel en T-7 en la mitad del vaso medidor GG-252. También
regular el interruptor de nivel LS-252 para que la alarma de nivel bajo LLA-
252, suene cuando el nivel se aproxime al fondo de GG-252.
f. De modo similar, ajustar el controlador de nivel LC-251, para mantener el nivel
en T-6, en la mitad del vaso medidor GG-251. También regular el interruptor
de nivel LS-251, para que la alarma de nivel alto HLA-251, suene cuando el
nivel se aproxime a la parte superior de GG-251.
g. Mientras el nivel de condensado en el condensador de reflujo E-26, empieza
a elevarse, ajustar el controlador de nivel LC-254, para mantener el nivel en
la mitad del vaso medidor GG-254.
h. Cerrar el flujo de vapor a T-6 y parar la bomba de reciclado de licor y la
bomba de alimentación del lavador. Drenar el agua de todo el equipo con los
ventiladores abiertos en T-7 y T-6.
i. Recargar con agua limpia y circular como anteriormente. Debe repetirse este
procedimiento hasta que el agua drenada esté libre de contaminación.
75
V. PURGA
Después de que la planta haya sido inspeccionada muy bien y de que esté lista para el
arranque, debe purgarse con gas inerte hasta que haya menos de 1% de oxígeno en el
sistema. Como una medida de seguridad, se debe parar toda la planta antes de iniciar
la purga. Se han provisto de conexiones de purga de gas inerte a través de toda la
planta para permitir purgar de la planta en secciones. Si sólo se tiene que purgar parte
de la planta una vez que la planta se ha arrancado, la sección o secciones que no van a
ser purgadas deberán doble bloquearse e insertarse un sangrado o ciego entre las
bridas.
Se debe purgar la planta utilizando nitrógeno de alta pureza (99,6% mín.) desde
cilindros de presión alta.
A. Preparación del Gas de Alimentación
No es necesario purgar los tambores de carbón con nitrógeno ya que pueden
purgarse con vapor cuando se han regenerado por primera vez. Debe luego
purgarse el vapor de los tambores de carbón utilizando gas natural. Se los debe
dejar enfriar pajo la presión de gas natural antes de ponerse en servicio.
B. Producción y Purificación del Gas de Síntesis
Las secciones de producción y preparación del gas de síntesis deben purgarse
antes de ponerse en operación. Hay varios modos aceptables de purgar estas
secciones de la planta. El método preferido es purgar completamente antes de
iniciar el calentamiento de los reformadores y el convertidor. Podría utilizarse un
método alternativo cuando los reformadores y convertidores podrían calentarse a las
temperaturas de reacción, en presencia de aire y purgarse con vapor, de tal modo
76
conservar el gas inerte de purga. El catalizador frío de metanización debe purgarse
para liberarse de oxígeno con el gas inerte, no debe utilizarse vapor.
Se recomienda el siguiente método para purgar el área de producción y purificación
del gas de síntesis.
1. Empezar con las válvulas de bloqueo en la posición cerrado y el
resto de la planta lista para el arranque.
2. Conectar los cilindros de gas inerte a la conexión de purga de
nitrógeno, corriente debajo de los tambores de carbón activado D-4A y 4B.
3. Abrir la válvula de bloqueo en la conexión de purga de nitrógeno y
dejar que el gas inerte fluya a través del recipiente de vapor y el precalentador
del gas de alimentación, los tubos reformadores llenos de catalizador y al
reformador secundario.
4. Abrir la válvula de bloqueo de ocho pulgadas en la entrada del
metanizador D-1, y el tambor de compresión K.O. D-9 y cerrar la válvula by-pass
del metanizador.
5. Mientras continua fluyendo el gas inerte, purgará el reformador
primario H-2, el reformador secundario H-1, el convertidor de CO D-2, el tambor
de enfriamiento D-3, el convertidor intercambiador de calor E-3, los tubos de los
rehervidores de la MEA E-6, el acumulador de condensado D-10, a través del
enfriador del gas de proceso E-4, el separador de condensado D-15, el
absorbedor de CO2 T-1, el metanizador D-1, el precalentador del agua de
alimentación E-23, el enfriador del gas de síntesis E-5, y luego al tambor de
compresión K.O. D-9. Desde el tambor de compresión K.O. el gas inerte y el
aire fluirán a los compresores multi-servicio.
77
6. Mientras se purga el absorbedor de CO2, debe circularse la
solución de amina a través del recipiente, para asegurarse de que todos los
bolsillos de aire se hayan removido de la tubería y que el oxígeno se haya
desplazado de la solución.
7. Iniciar un flujo de condensado a la boquilla atomizadora, corriente
hacia arriba del rehervidor de amina y al enfriador del reformador secundario.
Mientras se purgan estas líneas, puede pararse el flujo de condensado y secarse
la cámara de enfriamiento.
8. Después que se ha purgado el metanizador, abrir la válvula by-
pass del metanizador y cerrar la válvula de entrada.
Se debe analizar la corriente de gas en la salida de los compresores multi-servicio y
varios puntos de revisión a través del área de producción y purificación del gas de
síntesis hasta que todos los puntos revisados muestren menos de 1% de oxígeno.
C. Compresión
Las tres etapas de la compresión del gas de síntesis, la compresión del recirculador,
la compresión del de amoníaco refrigerante y la tubería en el recirculador y los
compresores multi-servicio, deben purgarse para remover el oxígeno del sistema.
Cada compresor debe purgarse de la misma manera.
1. Compresión del Gas de Síntesis:
Para purgar el tren de la compresión del gas de síntesis, se deben hacer
funcionar los compresores multi-servicio sin carga. Mientras se purga el área de
purificación del gas de síntesis, continuar el flujo de gas inerte a través de la
conexión de purga corriente hacia abajo del tambor de carbón.
a. Abrir las válvulas de bloqueo en la línea de venteo.
78
b. Abrir la válvula en la línea by-pass desde las líneas de succión y
descarga de cada etapa a la línea de venteo.
c. Abrir las válvulas de succión de ocho pulgadas en el cabezal de succión
del compresor.
d. Cerrar la válvula de bloqueo corriente hacia abajo del indicador de
presión PI-18.
e. El gas inerte fluirá del tambor compresor K.O. D-9, a través del cabezal
de succión y fuera del venteo.
f. Cuando se haya purgado el cabezal de succión, cerrar la válvula by-
pass al venteo.
g. Ahora fluirá el gas inerte a través del cilindro de la primera etapa del
compresor del gas de síntesis y a través del inter enfriador de la primera
etapa E-11.
h. Cuando se ha purgado la línea del gas de síntesis al by-pass del
ventilador, cerrar la válvula by-pass. El gas inerte fluye a través del cilindro
compresor del gas de síntesis de la segunda etapa.
i. Continuar purgando la segunda y tercera etapas de la compresión del
gas de síntesis de la misma manera que la primera etapa.
j. Después que se han purgado las tres etapas, bloquear el gas inerte
abriendo la válvula de venteo desde la succión y descarga de cada etapa al
ventilador y cerrar la válvula de venteo en el cabezal del ventilador corriente
hacia abajo del ventilador de succión de la primera etapa.
79
k. Al operar a presiones reducidas verificar frecuentemente los
separadores y las botellas de anti-oleaje para asegurarse de que no se estén
llenando de aceite.
2. Compresión del Amoníaco Refrigerante
Antes de cargar el sistema de amoníaco refrigerante con amoníaco, se debe
primero purgar con gas inerte para prevenir la posibilidad de tener una mezcla
explosiva de aire y amoníaco. Se debe utilizar el siguiente procedimiento para
purgar el sistema de amoníaco refrigerante:
a. Cerrar la válvula de bloqueo en la línea entre el condensador
refrigerante E-22 y el recibidor refrigerante D-11.
b. Abrir la válvula de bloqueo en la línea desde el recibidor refrigerante al
condensador secundario E-20.
c. Abrir las válvulas de bloqueo y la válvula by-pass en el nivel LV-13 y
cerrar las válvulas de sangrado.
d. Abrir la válvula de bloqueo a la succión de cada uno de los cilindros de
amoníaco refrigerante del tambor de amoníaco refrigerante K.O. D-19.
e. Abrir la válvula de bloqueo en la línea de venteo desde el condensador
del amoníaco refrigerante E-22.
f. Conectar una manguera desde el suministro de gas de purga a la
conexión de manguera en la línea de succión del compresor e iniciar un flujo
de gas inerte a los cilindros de amoníaco refrigerante. El gas inerte purgará
a través del sistema del amoníaco refrigerante y fuera por venteo en el
condensador refrigerante E-22. Continuar purgando hasta que haya menos
de 2% de oxígeno en el sistema.
80
g. Con el compresor parado, abrir la válvula de bloqueo corriente hacia
Abajo de la conexión de purga y purga del tambor de amoníaco refrigerante
K.O. D-19, el condensador de amoníaco secundario E-20 y el recibidor de
amoníaco refrigerante D-11. Puede cargarse ahora el amoníaco refrigerante
en el sistema de amoníaco refrigerante.
h. Puede ahora cargarse el amoníaco en el recibidor de amoníaco
refrigerante D-11. Permitir que el amoníaco purgue completamente el
sistema de amoníaco refrigerante antes de cerrar la válvula de sangrado en
el condensador refrigerante E-22.
i. Debe purgarse el compresor recirculador mientras se purga el circuito
del amoníaco como parte del circuito del amoníaco.
D. Síntesis del Amoniaco
Inmediatamente después de cargar el catalizador del convertidor de amoníaco, debe
mantenerse bajo una presión positiva de nitrógeno de purga para prevenir la entrada
de humedad al lecho del catalizador. Antes de iniciar el área de síntesis del
amoníaco, deberá purgarse con nitrógeno puro hasta que haya menos de 1% de
oxígeno en el sistema
1. Verificar que las válvulas de bloqueo en la descarga de los compresores del gas
de síntesis estén cerradas.
2. Abrir la válvula mariposa en la entrada del convertidor de amoníaco.
3. Abrir las válvulas corriente hacia arriba y corriente hacia debajo de LV-14 y las
válvulas en la línea by-pass.
4. Abrir las válvulas corriente hacia arriba y corriente hacia debajo de LV-15 y las
válvulas en la línea by-pass.
81
5. Abrir las válvulas de bloqueo en cada lado de LV-16 y LV-17 y las válvulas by-
pass.
6. Verificar que todas las válvulas a los indicadores de presión y transmisores estén
abiertas.
7. Abrir las válvulas en los vasos medidores en los tambores de reducción de
presión de amoníaco D-6 y D-7.
8. Verificar que todas las válvulas de sangrado estén cerradas.
9. Abrir las válvulas de bloqueo en la descarga del recirculador.
10. Iniciar un flujo de nitrógeno a la línea de succión del compresor del recirculador.
11. Abrir la válvula de sangrado en la válvula de presión PV-33 y purgar la línea
desde el recirculador al compresor multi-servicio. Cuando se haya purgado esta
línea, cerrar la válvula de sangrado en la válvula de presión PV-33.
12. Abrir las válvulas de bloqueo de seis pulgadas en la salida y entrada del filtro de
gas, D-12.
13. El gas de purga puede ahora fluir a través del circuito total de síntesis del
amoníaco.
14. Continuar el flujo de nitrógeno hasta que todo el equipo y todas las líneas hayan
sido apropiadamente purgadas. Revisar varios puntos a través de la planta,
hasta que todos los puntos revisados contengan menos de 1% de oxígeno.
15. Mantener una presión de cerca de 2 PSIG de nitrógeno para prevenir la
introducción de oxígeno y humedad al sistema.
82
VI. PREPARACIÓN PARA EL ARRANQUE INICIAL
A. Producción de Gas de Síntesis
Antes de poner en servicio el área de producción del gas de síntesis, deberá primero
secarse el horno del reformador primario. El propósito de secar el horno del
reformador primario, es remover la humedad de los refractarios y calentar la masa
total de ladrillos y acero a una velocidad controlada de tal modo que no haya un
movimiento excesivo de los refractarios con respecto a cada uno de los otros o con
respecto al recipiente de acero, debido a la expansión térmica.
El secado va a requerir aproximadamente cinco días. Inicialmente, un quemador en
cada celda deberá ponerse en servicio y mantenerse la temperatura en el horno a
250-300ºF durante aproximadamente 48 horas. Cuando primero se realiza la
ignición del quemador, la flama deberá ser larga, ondulatoria y amarilla que toque
las paredes del reformador. Después de este periodo de 48 horas, las temperaturas
de la pared del horno, deberán elevarse gradualmente, de tal modo que al final del
periodo de los cinco días, las paredes se encuentren a aproximadamente 900ºF.
Debe prestarse particular atención al “quemado” de los bloques refractarios mientras
se calienta. Deberá realizarse la ignición de los restantes quemadores con la misma
clase de flama ondulatoria de 6 a 10 horas cada uno. Se debe definir un programa,
de tal modo que un quemador se apaga mientras otro se prende para utilizar todos
los quemadores y al mismo tiempo evitar un sobre calentamiento.
Antes de calentar el horno reformador, se debe asegurar que las válvulas de
bloqueo corriente hacia debajo de los tambores de carbón D-4A y B, estén cerradas
y la válvula de sangrado entre ellas, abierta. El derrame de gas natural en los tubos
83
del horno durante el calentamiento, podría resultar en una deposición de carbón y un
daño serio al catalizador.
Será necesario tener el sistema de gas combustible completamente revisado y
purgado antes de iniciar el secado del horno. Antes de la ignición de los
quemadores, deberá estar completamente ventilado, dejando todos los puertos de
inspección abiertos y funcionando los ventiladores de tiro inducido y tiro forzado,
durante por lo menos quince minutos. La atmósfera del horno en ambas celdas
deberá examinarse con un instrumento apropiado para asegurarse de que no esté
presente una mezcla inflamable en el horno antes de la ignición de los quemadores.
Cuando el horno está listo para encenderse, el sistema de control de seguridad del
quemador debe ponerse en operación. Proceder como sigue:
1. Cerrar las válvulas a todas las flamas de los pilotos, incluyendo aquellas de los
quemadores auxiliares del intercambiador de calor sobrante. Apagar todas las
perillas de cuatro vías al quemador, permitiendo la aplicación de presión de gas
a PS-115, cerrando su contacto a SV-119.
2. Colocar en “encendido” el interruptor SW-1 en el panel de control y verificar que
el interruptor de mantenimiento SW-2 en el reformador esté también en
“encendido”.
3. Arrancar el ventilador ID B-1 y girar el interruptor de selección SW-14 de la
posición “parado” a la posición “normal”, energizando R-14, un contacto cierra
S-V-14, el otro el contacto auxiliar del ventilador FD B-2. La luz verde indicadora
continúa encendida.
4. Arrancar el ventilador F.D. B-2, cerrando su contacto auxiliar M-18 y
encendiendo los circuitos “listo”, los controles de falla de flama FFC-1 y FFC-2,
84
como también el filamento del tubo a los detectores de flama FFS-1 y FFS-2. La
luz roja en los controles FFC-1 y FFC-2 estará encendida.
5. Luego que se ha completado el ciclo de purga, la luz blanca piloto en FFC-1,
estará encendida, señalando que se puede proceder con la ignición de los gases
del piloto.
6. Se enciende SV-119 por los contactos de PT-3, y puede ahora operarse
manualmente, suministrando gas a la válvula piloto de flama.
7. Encender las flamas piloto del recipiente “A” del reformador. Cuando la flama ha
sido detectada los contactos 3 R 6 de FFC-1 se cierran (separando los contactos
de PT-3 a PS-115 y SV-119). Se apagan las lámparas piloto Roja (y verde) y la
lámpara blanca se enciende en FFC-1.
8. Encender las flamas piloto del recipiente “B” del reformador. Cuando la flama se
ha detectado, los contactos 3 R 6 de FFC-1 se cierran para energizar FFR-1 y
los contactos by-pass de PS-115, para encender directamente SV-119.
9. Encender la flama piloto del quemador del intercambiador de calor sobrante.
10. Con el nivel apropiado en el intercambiador de calor sobrante, se cierra LS-20-3.
Girar la perilla SW-3 a by-pass, dividiendo el contacto de FS-2.2 y encendiendo
la lámpara piloto by-pass roja. Presionando momentáneamente el botón PB-
112, SV-112 se enciende y puede abrirse y asegurarse manualmente. Con la
presión correcta de gas combustible PS-102.1 y PS-102.2 se activan, cerrando
los contactos a los relays R-102H y R-102L. Los contactos de estos relays
dividen los contactos de PB-112, permitiendo que sean liberados. Otros
contactos de los relays R-102H y R-102L cierran el panel anunciador del
instrumento, apagando la indicación de alarma.
85
11. Las flamas principales del reformador pueden ahora encenderse mediante la
operación de las válvulas de cuatro vías. Cuando se abre la primera válvula a su
quemador respectivo, se apaga el gas desde PS-115 y disminuye la presión por
venteo de gas a través de un orificio, abriendo los contactos PS-115. Se
enciende ahora SV-119 por los contactos 3 R 6 de FFC-2 y 3 R 6 de FFC-1.
12. Cuando el reformador ha alcanzado la temperatura, empezar el flujo de vapor y
el gas del proceso puede iniciarse abriendo manualmente la válvula de solenoide
SV-3. El flujo de gas activa el interruptor de flujo FS-3, encendiendo R-3 y
SV-11. Los contactos de R-3 cierran y desactivan la alarma de bajo nivel de flujo
LFA-3; abriendo manualmente SV-11 se permite que el aire fluya al reformador
secundario. Girar el interruptor selector SW-3 a “normal”, apagando la lámpara
roja indicadora.
13. Puede ahora encenderse el intercambiador de calor sobrante, presionando
PB-114 y abriendo manualmente SV-114, abriendo el pestillo de cuatro vías y
apagando desde la flama piloto. Si está operando el sistema de gas de purga, se
desasegura manualmente FV-116. El control del quemador se realiza por
PV-62, de una señal neumática de la presión de vapor y los instrumentos de
flujo. La corrección de la presión de gas al quemador W.H.E. activa PS-114.1 y
PS-114.2 para separar momentáneamente los contactos de PB-114,
permitiendo que sea liberada. La lámpara piloto ámbar sobre PB-114 indica que
las válvulas de solenoide SV-114 y SV-11 están abiertas.
14. El reformador, el intercambiador de calor sobrante, el gas del proceso y el
sistema de gas piloto pueden pararse por cualquiera de las siguientes acciones:
a) Pérdida del control de voltaje (circuito IP-13)
b) Pérdida del ventilador FD (soplador B-2)
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c) Bajo nivel de agua en el intercambiador de calor sobrante (LS-20.3)
d) Pérdida de flujo de vapor del proceso (FS-2.2)
e) Alta presión del gas combustible a los quemadores del reformador (PS-
102.1)
f) Baja presión del gas combustible a los quemadores del reformador (PS-
102.2)
g) Falla para detectar la flama en el reformador (FFC-1 y FFC-2)
h) Operación manual de SW-1 sobre el panel de instrumentos principal.
i) Operación manual del paro P.B. en el reformador.
j) Operación manual del interruptor de mantenimiento al reformador
15. El quemador del intercambiador de calor sobrante se apagará sin afectar al
reformador, mediante lo siguiente:
a) Alta presión de vapor en el del intercambiador de calor sobrante (PS-65)
b) Alta presión del gas combustible elevada (PS-114.1)
c) Baja presión del gas combustible (PS-114.2)
d) Mediante el ajuste de los controles de PV-2, que interrumpen el gas
combustible al quemador del intercambiador de calor sobrante, causando la
operación de PS-114.2.
16. Para reencender el quemador del intercambiador de calor sobrante después de
la interrupción con el sistema de quemadores del reformador todavía operando,
repetir los pasos del párrafo 13. El Reencendido después de un paro completo
no puede realizarse si no se sigue el procedimiento completo, empezando con el
párrafo 1.
87
17. Si el motor de encendido para el ventilador de tiro inducido B-1 se daña durante
la operación, la turbina TB-1 arrancará automáticamente y se apagará la luz
verde indicadora. El MLS-14 provisto se ajusta para dar una presión de salida de
15 PSIG.
18. B-1 debe estar operando antes de que los quemadores del reformador se
puedan encender. Sin embargo, después que se ha encendido el sistema del
gas piloto y se han detectado las flamas, y el apagado de luces, se puede
proceder normalmente, aún estando el motor de B-1 parado, ya que la turbina
entra en operación automáticamente.
19. Se abre FV-14 mediante la señal de aire desde MLS-14 sobre el panel de control
principal. Con SW-3 en posición normal, se enciende SV-14 para venteo de aire
desde FV-14. Si el arranque de B-1 falla, se abre un contacto auxiliar y apaga
R-14, los contactos que apagan SV-14, permitiendo abrir y admitir vapor a TB-1.
Durante la operación normal, se permite el by-pass de PV-14 de una pequeña
cantidad de vapor, de tal modo que la turbina TB-1 se mantenga lo
suficientemente caliente como para operar correctamente.
20. Para arrancar manualmente TB-1 con 15 PSIG cargados por MLS-14, cambiar el
interruptor selector SW-14 de “normal” a “apagado”, que también es la posición
para cerrar la válvula solenoide y la lámpara verde indicadora para
mantenimiento. Para prevenir la operación de la turbina durante el
mantenimiento de SV-14, MLS-14 deberá ajustarse a salida cero o cerrarse la
válvula de vapor principal. Cuando el reformador, incluyendo el ventilador ID, se
para normalmente, se gira el interruptor de selección SW-14 de la posición
“normal” a la posición ”parado” para prevenir que TB-1 arranque
automáticamente.
88
21. La mampara cerrada en la succión del ventilador ID, se indicará mediante la
alarma TA-47. La mampara opera neumáticamente mediante MLS-51 en el panel
de instrumentos principal.
Después de encender los quemadores, ajustar el controlador de la mampara, MLS-
51 de tal modo que la válvula de la mampara DV-51, mantenga un tiro de 0.1
pulgadas de agua, que se indica por el medidor de entrada DI-51.
Los quemadores pueden regularse para obtener el calor deseado y obtener un
diseño convencional uniforme de gas combustible a través de todo el horno.
Durante el secado del reformador, el catalizador en los tubos debe purgarse con un
flujo pequeño de aire o nitrógeno. Debido a que el catalizador se ha humedecido,
ésta debe retirarse de los tubos para prevenir que se produzca una condensación en
la parte superior de los tubos, cayendo sobre el catalizador caliente, resultando en
un posible daño. El aire o el nitrógeno deben ser venteados a la salida en el cabezal
del reformador. Este flujo debe continuar hasta que la humedad cese, que se
indicará en la salida. Si se usa aire, tendrá que purgarse desde el sistema con
nitrógeno, antes de arrancar la planta.
Cuando se calienta el reformador primario por primera vez, es muy importante que
se revisen frecuentemente los tubos reformadores para libertad de movimiento y
expansión uniforme. Se debe verificar el tiro para asegurarse de que se esté
manteniendo el tiro apropiado en las celdas del horno. Durante el periodo en que se
está secando el horno reformador primario, el intercambiador de calor sobrante,
E-29, debe también secarse y hervirse. Se hace hervir para remover las grasas y
89
los aceites del interior del hervidor. Para hervir el hervidor, se utilizará una carga
química de cerca de 10 libras de soda cáustica (hidróxido de sodio) y 10 libras de
soda ceniza (carbonato de sodio) por 1000 galones de agua fría requeridos para
llenar el hervidor. Deberá mezclarse la carga química con el agua de alimentación
tratada y bombeada hacia el intercambiador de calor sobrante, o podrán cargarse
los químicos directamente al hervidor lleno de agua. Deberá cargarse el hervidor con
agua antes de iniciarse el secado del reformador primario.
La limpieza exitosa depende de mantener el agua del hervidor caliente y circulando.
Si no es suficiente el agua del reformador primario para llevar la presión del hervidor
a cerca de 50 PSIG en 6 a 8 horas, añadir más calor arrancando el quemador
auxiliar en proporción lenta. Cuando la presión alcance los 50 PSIG, revisar los
cabezales de vapor para asegurarse de que estén calientes. Continuar añadiendo
agua de alimentación tratada al intercambiador de calor sobrante. Verificar los
controles de nivel, los interruptores de nivel y las alarmas de nivel en el
intercambiador de calor sobrante. Continuar elevando lentamente la presión en el
intercambiador, hasta que la presión alcance los 300 PSIG y mantener luego esta
presión. Debe mantenerse un sangrado en el tambor de reducción de presión del
intercambiador hasta que se encuentre libre de aceite y grasa. El enfriador debe
enfriarse, drenarse y recargarse con agua de alimentación tratada después de
hacerse hervir.
Después de que los ladrillos refractarios del horno se hayan secado
satisfactoriamente y se haya purgado la planta de aire, la atención debe estar
dirigida a la obtención de temperaturas apropiadas de operación en el horno y el
convertidor. Sin embargo, si se ha utilizado aire para barrer los tubos, el sistema del
90
gas de síntesis debe nuevamente purgarse completamente con gas inerte antes de
introducir el flujo de vapor.
B. Sistema De Calentamiento a la Temperatura de Operación
El refractario del horno que ha sido secado satisfactoriamente, la planta purgada de
aire con nitrógeno, el caldero de calor sobrante lleno y listo para la operación, el
disco insertado en la bridas R & D de 14” a la entrada del tambor de enfriamiento, D-
3 y la válvula en el by-pass de 6” de diámetro en el convertidor abierta, la atención
debe estar dirigida a la obtención de las temperaturas de operación apropiadas en el
horno y en el lecho superior del convertidor. Se pueden encender los quemadores
para mantener una velocidad de calor uniforme de 100ºF / h en los ladrillos del
horno. Cuando la temperatura del gas combustible entra al conducto del gas
combustible, alcanza 400ºF, como se indica en TW-47, se puede iniciar el flujo de
vapor mediante el precalentador de vapor para gas de proceso E-1, a baja velocidad
y venteado a la atmósfera hasta que el vapor esté sobre calentado e incoloro en su
salida en el venteo.
Pueden ahora encenderse los ventiladores en el gas del proceso y los enfriadores
de gas ácido. Se ponen en operación los drenajes continuos CD-1 y CD-3. Los
transmisores de nivel LT-4 y LT-1 son revisados para asegurase que su controlador
correspondiente active las válvulas de nivel LV-4 y LV-1, respectivamente.
Ahora, se puede admitir vapor lentamente a la entrada del escape de aire y
ventearse. Se debe tener cuidado para verificar que el flujo de vapor esté seco e
incoloro antes de ingresar a los tubos. Este flujo de vapor deberá iniciarse cuando la
temperatura de la pared del horno alcance 1000ºF Al incrementarse la temperatura
del vapor sobre calentado que entra a los tubos, puede incrementarse gradualmente
91
el flujo a 17,280 lb / h. Después de iniciar este flujo, será necesario iniciar el drenado
de condensado de la base del lecho superior del convertidor, periódicamente, hasta
que se alcance la temperatura de 250ºF en la base de este recipiente.
El vapor sobre calentado pasará a través del lecho superior del convertidor D-2, y a
los tubos de los rehervidores de amina E-6, donde es condensado, calentando por
consiguiente solución de MEA. El condensado fluye al acumulador de condensado
D-10, donde es descargado a través de la válvula de nivel LV-1 y retornando así a
los límites de batería.
Ahora, se debe iniciar la circulación de la solución de MEA en el sistema
GIRBOTOL. Ya que durante el arranque hay presión insuficiente en el absorbedor
T-1, para regresar la solución al regenerador, será necesario utilizar la bomba de
repuesto de la solución de amina P-1B, para este propósito.
Iniciar el flujo de agua de enfriamiento al enfriador de la solución de amina E-7 y al
enfriador del gas de síntesis E-5. Ajustar el rango de circulación de la solución de
MEA a 420 gpm.
Cuando la temperatura del vapor que entra al serpentín del rehervidor alcanza
341ºF, empezar el flujo de condensado desde el acumulador de condensado D-10,
a la boquilla del atomizador, para mantener esta temperatura.
El vapor no condensado en los rehervidores E-6A y B, pasa a través del acumulador
de condensado D-10 y entra al enfriador del gas de proceso E-4, donde es
condensado y recolectado en el separador D-15 y transferido a los límites de
batería, mediante la válvula de nivel LV-4.
Cuando la temperatura en la entrada de la parte superior del convertidor, alcanza
700ºF, el controlador de registro de temperatura TRC-6, deberá ponerse en
operación, se activa la válvula de temperatura TV-6 y se añade el condensado del
acumulador de condensado D-10, para mantener esta temperatura. Se debe
92
observar cuidadosamente el encendido del horno del reformador. La temperatura de
las paredes del horno y de las paredes del tubo, deberá ser todo el tiempo, lo más
uniforme posible. Esta distribución de calor en el horno por los quemadores va a
depender de la velocidad de producción de hidrógeno. Antes de la producción de
hidrógeno, se debe calentar el horno a una temperatura uniforme en los tubos, de
cerca de 1600ºF, de arriba a abajo.
Durante el calentamiento inicial del horno y en operaciones subsiguientes, las
temperaturas de la pared del horno y del tubo deben revisarse cuidadosa y
frecuentemente, con el pirómetro óptico en diferentes puntos del horno, para
asegurarse de que no haya puntos calientes localizados en el horno y que no se
esté realizando un sobre calentamiento. Los puertos de inspección son aberturas
convenientes para realizar las lecturas por el pirómetro. Instrucciones más
detalladas para regular la temperatura en el horno se incluyen en las siguientes
secciones de este manual.
Mientras se aproximan las condiciones apropiadas de temperatura en el horno
reformador y en el convertidor, es posible iniciar la reducción del catalizador del
convertidor.
C. Reducción del Catalizador de Conversión de CO
El catalizador de conversión C-18-1, como fabricado está en el estado oxidado y
deberá reducirse durante el arranque inicial. Este proceso de reducción es
exotérmico y podrían resultar temperaturas tan altas como 900 – 1000ºF a no ser
que cuidadosamente se controle el arranque. Las temperaturas en este rango
afectarán adversamente la actividad del catalizador.
93
Se deberá reducir y remover el azufre del catalizador C-12-1 en la parte de arriba
del convertidor, antes de reducir el catalizador C-18-1 ya que el sulfuro de hidrógeno
y otros gases que contienen azufre son destructivos del catalizador C-18-1. Se
realiza un by-pass en el fondo del lecho de C-18-1 del convertidor insertando un
ciego en la bridas R & D de 14” corriente hacia abajo del tambor de enfriamiento D-3
y abriendo la válvula by-pass de 6” del fondo del lecho. NOTA IMPORTANTE: ES
IMPERATIVO QUE LA VÁLVULA BY-PASS DE 6” SE ABRA ANTES DE INICIARSE
EL PROCESO DE FLUJO DE GAS. DE OTRO MODO, LA PRESIÓN DIFERENCIAL
DE 75 PSIG EN EL CABEZAL INTERMEDIO DEL CONVERTIDOR PODRÍA
EXCEDERSE CAUSANDO UN DAÑO PERMANENTE A LA CELDA.
Iniciar el flujo de vapor al horno del reformador a una velocidad de 17 280 lb / h.
Mantener el fuego del horno para obtener una temperatura en la salida del
reformador de cerca de 1 385ºF. Después que se ha establecido la circulación de la
MEA (420 gpm, 50% de la velocidad de diseño) admitir vapor sobre el rehervidor
desde la línea de arranque de vapor para llevar el rehervidor a la temperatura de
operación y suministrar condensado para la bomba P-2A. Arrancar la bomba de
condensado y regular el flujo de condensado a la boquilla del atomizador de la
sección de enfriamiento del reformador secundario para obtener una temperatura de
salida de cerca de 982ºF. Iniciar un flujo de gas natural de proceso a través del
rotómetro FI-8 a la conexión provista en el tambor de enfriamiento D-3, a una
velocidad de cerca de 200 SCFH. Esto va a prevenir la presencia de azufre en el
gas y vapor de proceso y/o que el condensado retorne al lecho cundo el flujo de gas
natural de proceso se inicie al reformador primario y también va a prevenir el
calentamiento del lecho del fondo mediante la radiación a través del cabezal interno.
94
Drenar periódicamente el condensado de ambos lechos y cuando la temperatura del
lecho de la parte de arriba del reformador esté a cerca de 700ºF, iniciar el flujo de
gas natural al reformador a cerca de 83 600 SCFH.
Incrementar gradualmente la presión del sistema a la de diseño y ventear la
producción del gas de síntesis a través de válvula de presión de retorno PV-22.
Después que se haya activado el catalizador C-12-1 y se haya removido el azufre,
determinado mediante el ensayo de la corriente del gas en la salida del convertidor
con papel de acetato de plomo (esto va a requerir cerca de tres días), se puede
reducir el catalizador C-18-1 en el lecho del fondo. Nota: El condensado del
proceso debe también revisarse de que esté libre de azufre antes de iniciarse la
reducción del C-18-1.
Los flujos de gas y vapor del proceso y el flujo del gas de purga a través del
rotómetro puede ahora pararse y reducirse la presión del sistema a
aproximadamente la atmosférica. (Puede iniciarse un flujo de gas de nitrógeno de
purga para prevenir la entrada de aire al sistema).
Insertar ciegos en los siguientes lugares:
1. En la salida del gas de proceso al precalentador del vapor y gas de
alimentación.
2. En cualquier punto conveniente corriente abajo del acumulador de condensado
D-10.
Cerrar las válvulas de entrada y by-pass del metanizador y abrir la válvula de venteo
de cuatro pulgadas corriente hacia abajo del lecho del fondo del convertidor de CO.
95
Iniciar el flujo de vapor al reformador primario y el flujo de condensado a la cámara
de enfriamiento del reformador secundario a aproximadamente 50% de la velocidad
de diseño. (Las velocidades de flujo de vapor y condensado va a depender del
requerimiento de calor del flujo de gas natural a través del lado del recipiente del
convertidor del intercambiador de calor).
Iniciar el flujo del gas natural del proceso mediante la válvula FV-3 a una velocidad
de 86 000 SCFH. Abrir las válvulas requeridas corriente hacia debajo de la válvula
de flujo FV-3 que va a permitir el flujo de gas a través del intercambiador de calor del
convertidor al tambor de enfriamiento D-3. Mediante el by-pass del intercambiador
de calor del convertidor, controlar la temperatura del gas natural para obtener un
incremento de temperatura en el lecho del catalizador de 150ºF por hora.
Cuando la temperatura del lecho del catalizador C-18-1 alcance 250ºF, iniciar un
flujo de hidrógeno a través del rotómetro conectado a la válvula corriente hacia
arriba del intercambiador de calor del convertidor a una velocidad de 172 SCFH.
Esto resultará en una concentración de 0.2moles % de hidrógeno en la corriente al
convertidor basado en un flujo de gas natural de 86 000SCFH. Cuando se ha
alcanzado la concentración de nitrógeno deseada (0.2 moles %) determinada por un
análisis del gas en el tambor de enfriamiento D-3, incrementar gradualmente la
temperatura del lecho del catalizador a 350ºF y analizar el gas afluente del
convertidor por contenido de hidrógeno. Nota: Se cree que esta reacción no se
realiza por debajo de esta temperatura, sin embargo, se deben verificar
continuamente el análisis de salida y las temperaturas del lecho mientras se
incrementa la temperatura. Si la reacción ocurre a una temperatura menor,
96
estabilizar la temperatura de entrada al lecho en ese punto hasta que el análisis
indique que el consumo de hidrógeno no esté completo. Si el hidrógeno está siendo
consumido, estabilizar las temperaturas a 360ºF en la entrada del lecho e
incrementar gradualmente la velocidad de flujo de hidrógeno en la entrada de la
corriente de gas a 430 SCFH (0.5 mol % de hidrógeno). Nota: En ningún momento
durante la reducción, deberá exceder la concentración de hidrógeno el 2.0 mol %, al
incrementarse el flujo de hidrógeno, será evidente un incremento de temperatura a
través del lecho del catalizador. Esta elevación de temperatura deberá limitarse
mediante el control del flujo de hidrógeno ya que las temperaturas del lecho del
catalizador, no deberán exceder los 425ºF.
Durante este periodo deben realizarse análisis de hidrógeno de salida y de entrada
para confirmar esencialmente el consumo completo de hidrógeno. Si consumo el de
hidrógeno no está completo, incrementar gradualmente la temperatura de entrada
hasta que el análisis indique que el consumo de hidrógeno esté esencialmente
completo.
Cuando la reducción se aproxima a su final que se evidencia mediante un declive en
la elevación de temperatura a través del lecho, analizar los gases de salida y de
entrada hasta que se observe que el hidrógeno en la salida del gas es
esencialmente equivalente al valor en la entrada, indicando no más consumo de
hidrógeno. Incrementar ahora la temperatura de salida a 400ºF para confirmar que
no se va a consumir más hidrógeno.
Si no se va a consumir más hidrógeno a 400ºF, se puede considerar reducido el
catalizador. Como verificación final, el contenido de hidrógeno debe incrementarse
97
gradualmente a 10 volúmenes por ciento en el gas transportador. Si no se observa
mayor incremento de temperatura, parar el flujo de hidrógeno y el gas transportador
y prepararse a colocar el catalizador en la corriente.
Asegurarse que la provisión de gas refrigerante que sale del catalizador a
temperatura alta está en operación adecuada, de tal modo que el catalizador C-18-1
no va a estar sujeto a temperaturas por encima de los valores de operación normal,
ya que la operación a temperatura elevada impide una operación futura a menor
temperatura.
Después de la reducción inicial del catalizador del convertidor, el C-18-1
permanecerá en el estado reducido durante el paro normal y se pueden establecer
inmediatamente las condiciones normales de operación en el arranque.
Las temperaturas normales del lecho del convertidor están listadas en la sección X.
La velocidad del gas de alimentación normal puede iniciarse lentamente, después de
cada incremento, deben revisarse los tubos para asegurarse que se mantienen
temperaturas uniformes.
Nota Importante: Al iniciar o al incrementar la velocidad, debe incrementarse
siempre primero el vapor y después el gas del proceso. Al reducir la velocidad, debe
reducirse primero el gas del proceso y después el vapor. Deberá haber por lo
menos 4.35 moles de vapor por mol de gas del proceso en el reformador primario.
Si se deja caer muy lentamente la proporción del vapor al gas, podría depositarse
carbón en el catalizador. Además, no puede someterse a un esfuerzo tan fuerte que
98
las temperaturas de la pared del tubo y de la pared del horno deben verificarse
frecuentemente mediante el pirómetro óptico en base rutinaria y más
frecuentemente si se realiza un cambio. Se deben tomar las lecturas de la
temperatura en los tubos en varias alturas y sitios en el horno. Las termocuplas de
la pared del horno pueden estar considerablemente en error en las diferentes
posiciones del horno y deberá dependerse del uso rutinario del pirómetro óptico
puntos calientes localizados y un sobrecalentamiento, particularmente cuando las
temperaturas y las presiones del quemador se estén cambiando. Los puntos
calientes y el sobrecalentamiento de los tubos acortarán su vida considerablemente.
Se recomienda que las lecturas de los pirómetros ópticos se las tome por lo menos
una vez cada turno de ocho horas cuando las condiciones de temperatura son
uniformes y más frecuentemente cuando se realicen ajustes en el quemador o
cambios en la velocidad. No debe permitirse que las temperaturas de la pared del
tubo excedan los 1800ºF en ningún momento. Los refractarios en el horno están
diseñados para soportar temperaturas de 2000ºF o mayores, pero la operación con
temperaturas en la pared a estas altas temperaturas nunca deberá ser necesaria.
Deben tomarse las precauciones apropiadas un sobrecalentamiento brusco del
horno y de los tubos del catalizador. El flujo de gas y de vapor a través de los tubos
no se lo debe parar hasta que la temperatura de la pared del horno esté por debajo
de los 1000ºF.
Las temperaturas anticipadas del horno (mediante el pirómetro óptico) a la velocidad
de producción total son las siguientes:
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Pared del tubo ºF Pared del horno ºF
Superior 1550 – 1650 1700 - 1725
Intermedio Superior 1575 – 1675 1700 – 1775
Intermedio Inferior 1575 – 1675 1700 – 1775
Inferior 1575 – 1650 1600 – 1750
La parte más crítica de la operación es mantener el horno del reformador
funcionando a su mayor eficiencia. Se debe prestar una particular atención al
encendido del horno. Las temperaturas de la pared del horno y del tubo deben
mantenerse lo más uniformemente posible. Se deben ajustar los quemadores para
que las temperaturas de la pared del tubo se mantengan en un mínimo para obtener
las especificaciones de diseño, pero no se debe permitir que caigan por debajo de
1400ºF mientras el gas de proceso esté fluyendo por los tubos. Las temperaturas
en la tabulación de arriba son las temperaturas preliminares y deben utilizarse sólo
como guía al encender el fuego en los reformadores. Al operar los reformadores a
temperaturas mayores a las necesarias, acortarán la vida del catalizador así como
los tubos del reformador. Para obtener temperaturas uniformes en la pared del tubo,
las temperaturas de la pared del horno, tendrán que ser también uniformes.
Es importante que el calor liberado por los quemadores individuales del horno sea el
mismo. La razón principal es mantener diseños de convección razonablemente
uniformes de gas combustible a través de toda la longitud del reformador. La
operación más completa de reformación, con las temperaturas más bajas en los
puntos calientes, se alcanzará si se utilizan liberadores de calor uniformes.
100
Podría ser necesario ajustar las temperaturas de la pared del horno en diferentes
posiciones para obtener las temperaturas deseadas en la pared del tubo.
Para rangos de producción por debajo del rango de diseño, se deberán ajustar las
presiones del quemador para mantener las temperaturas en la pared del tubo para
proporcionar las especificaciones de diseño. En todos los cambios, excepto los
menores, será necesario ajustar el flujo de aire a los quemadores al incrementar o
disminuir la velocidad de encendido.
Durante el curso normal de operación de la planta, es posible, aunque no es seguro,
que pueda depositarse algo carbón sobre el catalizador reformador. Esto se indica
mediante un incremento en la caída de presión entre la entrada y salida de los tubos
a una velocidad de producción dada. Cuando la caída a través de los tubos se ha
incrementado a casi el doble de la caída normal de presión, se debe separar el
carbón mediante vaporización. Esto se realiza cerrando el flujo de gas de proceso
mientras se continúa introduciendo vapor al tubo de la manera normal. Un periodo
de ocho horas de vaporización debería ser suficiente para separar la deposición de
carbón. Cuando ha empezado la operación de vaporización y el flujo de gas del
proceso se ha cerrado, se deben tomar precauciones como las descritas antes,
para no permitir que las temperaturas del horno se incrementen por encima de sus
valores normales. El calor introducido al horno tendrá que reducirse
considerablemente para prevenir un sobre calentamiento en los tubos del
reformador. BAJO NINGUNA CIRCUNSTANCIA, LA VAPORIZACIÓN DEL
CATALIZADOR DEBE VOLVERSE UNA PRÁCTICA REGULAR.
Otra condición importante que se debe observar al operar los hornos del reformador,
es que la proporción de vapor a gas sea siempre menor de 4.35 a 1 sobre la base
molar. Esto significa que cada pie cúbico de gas natural que entra a los tubos del
101
reformador debe mezclarse con por lo menos, 0.21libras de vapor. Si no se
observa esta condición, ocurrirá una deposición excesiva de carbón en el catalizador
y se producirá un daño serio al catalizador y posiblemente a los tubos. En todo
caso, una deposición excesiva de carbón en el catalizador, parará la planta
necesariamente. Para una operación normal, se recomienda la velocidad de vapor
de 34,560 libras por hora, aunque existan periodos en que las proporciones de
alimentación de gas natural sean reducidas para ajustar la velocidad de producción
de la planta, a la velocidad de demanda de hidrógeno. A veces, podría ser
necesario o deseable operar la planta a una velocidad de producción reducida
durante un periodo considerable, durante la cuál la velocidad de vapor al reformador
podría reducirse. La siguiente tabla ha sido preparada para mostrar las cantidades
de vapor mínimas recomendadas para la alimentación al reformador, en varias
velocidades de producción.
VELOCIDADES MINIMAS DE VAPOR REFORMADOR PARA SER UTILIZADAS A
DIFERENTES VELOCIDADES DE PRODUCCIÓN DE GAS DE SINTESIS
Velocidad de produccióndel gas de síntesis SCFH
Velocidad de alimentación de gas SCHF
Velocidad del vapor de proceso lb / h
78,900 17,622 17,280157,800 35,244 17,280236,700 52,866 17,280315,600 70,488 17,280394,500 88,110 17.280473,400 105,732 20,736552,300 123,354 24,192631,200 140,976 27,648710,100 158,598 31,104789,000 176,220 34,560
Cuando se opera la planta a velocidades de producción que sobrepasan los rangos
de diseño, la velocidad de circulación de MEA puede también incrementarse si la
separación de CO2 en el absorbedor no es adecuada a velocidades elevadas de
102
producción. Sin embargo, la velocidad de circulación no debe ser incrementada sin
el correspondiente incremento proporcional del calor introducido al rehervidor. La
velocidad apropiada del calor del rehervidor introducido a la velocidad de circulación
de MEA, debe mantenerse, pudiendo ocurrir una reactivación insuficiente de la
solución de MEA. En una reactivación insuficiente puede resultar una concentración
excesiva de CO2 en el rehervidor y posiblemente, la corrosión por CO2.
También se le puede hacer un daño serio al catalizador de reformación al permitir
que vapor húmedo o condensado se ponga en contacto con él. Aunque se
suministre vapor sobre calentado a la entrada del reformador, el drenaje en la
entrada del cabezal debe revisarse frecuentemente para asegurarse de que no hay
condensado para recolectar en esta línea.
La operación rutinaria del sistema GIRBOTOL consiste en mantener la solución
apropiada, los flujos de agua de enfriamiento y vapor; realizando pruebas de control
sobre la solución y el gas y manteniendo las bombas, los instrumentos y las válvulas
del motor en condiciones apropiadas de operación.
NOTA: Todo el equipo del sistema GIRBOTOL que se pone en contacto con la
solución de amoníaco o vapor, debe ser de hierro o acero (excepto el empaque de
la torre) Al realizar cualquier adición, cambios o reparaciones en el equipo del
sistema GIRBOTOL, se debe tener el cuidado de que latón, bronce u otras
aleaciones de cobre en los cojinetes, no entren en contacto con la solución de
amina o con vapores.
103
Podrían ocurrir variaciones en el volumen de solución en la planta total, y estas
variaciones pueden observarse como referencia en el medidor de vidrio en el
regenerador de amina T-2. Si este nivel cae debido a las pérdidas de agua en el
sistema, se debe suministrar agua de repuesto para compensar. Se pierde agua
del sistema por la vaporización del gas hidrógeno en el absorbedor y por la
vaporización del gas CO2 que se separa del enfriador del gas ácido. EL AGUA DE
REPUESTO DEBE SER CONDENSADO DE VAPOR U OTRA AGUA LIBRE DE
INCRUSTAMIENTO.
MEA es un químico caro y se deben tomar todas las precauciones para prevenir
pérdidas de solución por fuga o derrame.
Aparte de pequeñas pérdidas mecánicas inevitables, habrá una pequeña pérdida de
MEA de la solución por vaporización. Esta MEA tendrá que ser reemplazada por
intervalos de agua de repuesto fresca.
El punto de congelamiento de MEA pura es 50ºF. En tiempo frío, los tambores de
MEA deben descongelarse con vapor para una licuefacción de la MEA. El punto de
congelamiento de la solución al 20% de MEA es aproximadamente, 18ºF. SE
DEBEN TOMAR PRECAUCIONES ADECUADAS CUANDO LA UNIDAD ESTÉ
PARADAEN TIEMPO FRÍO, PARA PREVENIR EL CONGELAMIENTO DE LA
SOLUCIÓN O DEL AGUA, EN CUALQUIER PARTE DEL SISTEMA.
Aunque el horno y el sistema GIRBOTOL requieren más cuidado que cualquier otra
parte de la planta de síntesis, no se debe descuidar el intercambiador de calor
sobrante, y el convertidor de CO. El convertidor de CO debe ser protegido de altas
104
temperaturas. Cuando la planta está parada, se debe tener el cuidado de que no
llegue ni la más mínima cantidad de oxígeno al catalizador, ya que el catalizador
empezará a oxidarse y esto puede alcanzar un estado incontrolable en un periodo
corto de tiempo.
Antes de admitir el gas de proceso al reformador primario, revisar que las válvulas
al metanizador estén ajustadas hacia el by-pass en el metanizador. El gas
procesado debe ser venteado con corriente hacia abajo del enfriador del gas de
síntesis, hasta asegurarse de que el catalizador del metanizador ha sido reducido y
se ha obtenido una pureza adecuada. Los reformadores primario y secundario y el
convertidor de CO deben estar a la temperatura correcta de operación, antes de
iniciar el gas de proceso al reformador. Empezar añadiendo pequeñas cantidades
de gas de proceso. Cuando la planta esté alineada a baja velocidad, empezar con
una cantidad proporcionada de aire comprimido al reformador secundario. Cuando
se asegure que el catalizador en los reformadores y en el convertidor de CO se ha
reducido y los óxidos de carbono en el by-pass del metanizador sean menores al
2%, empezar lentamente el flujo del gas de proceso a través del metanizador. Abrir
la válvula a la entrada del metanizador y cerrar lentamente la válvula del by-pass
para elevar la temperatura constantemente, hasta cerca de 100ºF por hora.
Incrementar la producción a la velocidad de diseño, mediante el incremento de la
alimentación del gas y el vapor, a incrementos de aproximadamente el 20%.
Permitir suficiente tiempo entre cambios de velocidad, para el alineamiento de la
planta.
Cuando se arranque la planta o cuando se opera a velocidades reducidas, será
necesario añadir vapor a la corriente del gas de proceso a la entrada de los tubos de
105
los rehervidores de amina para proporcionar suficiente calor para la regeneración de
la solución de MEA.
D. Compresión
El aire del encendido del compresor de aire C-3, se utiliza para arrancar el motor de
gas en cada uno de los compresores multi-servicio.
Este compresor debe arrancarse antes de encender un motor del compresor multi-
servicio para la formación y debe almacenarse en el receptor de aire, D-8A y B. Para
iniciar el motor de compresión, gire el interruptor correspondiente a “Auto”, entonces
el motor funcionará hasta que la presión alcance el punto máximo asignado, en PS-
36A. El compresor iniciará nuevamente cuando la presión baje al nivel mínimo
determinado de PS-36B. Ambos compresores C-2A y C-2B, serán controlados por
el interruptor de presión, los dos o uno de ellos podrán funcionar indefinidamente,
girando el interruptor correspondiente a “Hand” o “Manual”. Cuando el interruptor
seleccionado sea puesto en “Off”, el compresor respectivo no funcionará.
Los cilindros de aire deben cargarse para proporcionar aire al reformador secundario
H-1, cuando se lo necesite, para iniciar la producción de gas de síntesis y en el área
de purificación.
Cuando se haya determinado que el gas en la salida del metanizador es de la
pureza adecuada, cargar lentamente los cilindros de gas de síntesis. La presión de
descarga debe ser incrementada lentamente hasta cerca de 4900 PSIG. Esta
106
presión deberá ser bloqueada en el circuito de la síntesis del amoníaco y revisar el
circuito por fugas.
Todas las soldaduras, bridas y las empaquetaduras de válvulas deben revisarse por
fugas, mientras que la presión esté siendo elevada a 4900 PSIG.
Si se encuentra alguna fuga, debe repararse antes de poner los compresores en
operación continua o antes de poner el circuito del amoníaco en servicio.
Para interrumpir estas máquinas de manera apropiada, se recomienda que operen a
185 PSIG. El controlador indicador de presión PIC-33, debe regularse para
mantener la presión de succión de la primera etapa a un mínimo de 191PSIG,
mediante el by-pass de gas de la síntesis desde la succión de la tercera etapa a la
succión de la primera etapa.
Las válvulas para el venteo PV-22, hacia abajo del tambor de desfogue K.O. del
compresor D-9, deben regularse para prevenir que la presión de succión se eleve
demasiado, produciendo sobre flujo al compresor.
El cilindro recirculador debe ponerse en servicio después de cargar los cilindros de
gas de síntesis.
E. Síntesis del Amoníaco
Al utilizar el catalizador pre-reducido, es mucho más importante purgar
efectivamente de oxígeno el circuito antes de iniciar el calentamiento que cuando se
utiliza el catalizador normal no reducido. Si se deja una cantidad apreciable de
oxígeno en el circuito, dicho oxígeno será absorbido por el catalizador cuando la
temperatura exceda los 200ºF, lo que va a prolongar el periodo de activación y si, se
107
deja suficiente oxígeno, podría conducir a la disminución de la actividad del
catalizador. En el momento en el que el circuito ha sido purgado, el nitrógeno
soplado, el sistema re presurizado con gas de síntesis a cerca de 1000 PSIG, el
contenido de oxígeno del gas en el circuito, deberán estar a un máximo de 0.1%.
Un factor principal que afecta la actividad del catalizador del convertidor de
amoníaco es el método utilizado en la activación del catalizador Topsoe. El uso de
velocidad de espacio alto, velocidad de calentamiento bajo y vapor de agua mínimo
en la fase de vapor conllevan a una buena actividad del catalizador después de la
reducción.
Un gas de síntesis de 3:1 hidrógeno – nitrógeno deberá utilizarse durante la
activación por dos razones: primero, la reacción de síntesis del amoníaco que se
lleva a cabo ayudará a crear una buena distribución de temperatura a través del
convertidor; y segundo, el amoníaco condensándose purificará el gas circulante del
vapor de agua. La proporción durante la activación no es muy crítica.
Se puede realizar la activación en un circuito cerrado con poca purga, con poco gas
preparado o en base a un paso con el gas siendo venteado. Si se utiliza el sistema
cerrado, algo, no muy poco de sangrado deberá dejarse abierto para remover los
vapores de aceite del sistema. El agua formada durante la reducción será
recolectada en los separadores de amoníaco como una mezcla de amoníaco –
agua, incrementando en el contenido de amoníaco mientras procede la reducción.
El agua enfriada en el condensador primario debe estar en operación tan pronto
como se inicie la recirculación. El refrigerante enfriado del condensador secundario
debe utilizarse para limitar la cantidad de vapor de agua circulada al convertidor
cuando se asegura que se puede hacer esto sin correr ningún riesgo de
congelamiento de agua en ningún punto del circuito. En esta conexión debe
mencionarse que podría ser posible congelar agua en el condensador secundario
aunque la temperatura del gas que sale del condensador esté algo arriba de los
32ºF. Las paredes de los tubos refrigerantes estarán algo más fríos que el gas y en
caso de que los tubos sean sumergidos en amoníaco líquido de menos de 32ºF,
podría ocurrir el congelamiento. Sin embargo, cuando el amoníaco acuoso
108
condensado en el condensador primario muestra un contenido de amoníaco del 25%
o mayor, deberá colocarse en servicio el condensador secundario y la temperatura
del gas reducirse a cerca de 52ºF, o algo menor.
1. Preparaciones Preliminares:
a. Se deben haber tomado previsiones para drenar el amoníaco acuoso de
los separadores.
b. Se debe haber soplado el circuito de la síntesis para estar libre de polvo y
purgado para estar libre de oxígeno.
c. Se debe haber probado el circuito de la síntesis para fugas con nitrógeno a
la presión máxima de descarga del compresor.
d. Se debe haber verificado el calentador de arranque para su operación.
2. Activación del Catalizador:
El siguiente es un perfil del diseño que se debe utilizar como base para la
activación. Las condiciones de operación durante el arranque no pueden fijarse
exactamente de antemano, ya que es siempre necesario tomar en
consideración el desarrollo actual del proceso; por lo tanto, el siguiente diseño
no debe considerarse como una serie de instrucciones que debe seguirse
estrictamente. Este diseño ha sido definido porque es el modo más fácil y más
práctico de expresar el procedimiento a ser utilizado para la activación del
catalizador pre-reducido.
Se espera que la activación tome 36 horas desde el inicio del calentamiento
hasta que se pare el calentador, aunque no se obtendrá la producción total al
final de este periodo. Sin embargo, la producción total o la producción casi
total, puede obtenerse en forma segura muy poco después, por ejemplo, dentro
de pocas horas. Se presenta abajo una tabla que muestra alguna de las
variables en los cuatro periodos en los que se puede subdividir la activación.
Las temperaturas presentadas en estas tablas son las temperaturas del “punto
caliente”. A través del Periodo 1 y la mayor parte del Periodo 2, el “punto
caliente” estará en la salida del lecho del catalizador. Hacia el final del Periodo
109
2 o al inicio del Periodo 3, se espera que el “punto caliente” se mueva hacia
abajo al lecho y será aparente una tendencia a que las temperaturas se
incrementen simultáneamente.
PeriodoTemperatura
del punto caliente
Velocidad de incremento Presión PSIG Tiempo del
Periodo
1 hasta 5700F 450F / h 1200-1500 12 horas
2 570-7700F 20-250F / h 1500-1800 8-10 horas
3 770-8800F 10-200F 1800-2800 10-12 horas
4 Se saca el calentador 4 horas
a. Como se muestra en la tabla de arriba, se sugiere que la activación se
inicie a una presión de 1200 – 1500 PSIG. Se debe establecer la
circulación con una presión en el circuito de 1200 PSIG. Durante el
Periodo 1, debe incrementarse lentamente la presión hasta cerca de 1500
PSIG mientras todavía se mantiene la velocidad deseada de
calentamiento. Es deseable operar a una presión relativamente elevada
para condensar el agua de reducción en el gas circulante. El catalizador
empezará a liberar agua durante la última parte del Periodo 1. Por otro
lado, es deseable no tener una presión tan elevada para obtener una
velocidad de gas lineal relativamente elevada y temperaturas uniformes
en el lecho del catalizador durante el calentamiento. En cualquier caso, la
importancia de mantener la presión constante debe enfatizarse ya que las
fluctuaciones de presión, debido a su efecto en la proporción de
circulación, hará difícil la elevación de temperaturas de manera
controlada.
Se recomienda que se lleve el calentador a su carga máxima lo más
rápido posible y, simultáneamente, la velocidad de circulación del
convertidor debe ajustarse mediante el by-pass a través del circulador y/o
alrededor del convertidor para proporcionar el incremento de temperatura
por hora de 45ºF. Podría ser que al inicio la máxima circulación posible a
la baja presión en cuestión no sería suficiente para permitir la operación
110
en su carga máxima. En ese caso, por lo tanto, no deberá encenderse el
calentador a un nivel mayor al requerido para proporcionar el incremento
de temperatura deseado en el flujo de gas máximo.
b. Durante el Periodo 2, la temperatura del punto caliente se incrementa
desde 570 a 770ºF a una velocidad de 20-25ºF por hora. Se puede
mantener la presión a 1500 PSIG. Sin embargo, podría ser deseable
incrementar lentamente la presión a algún otro valor constante en el rango
de 1500-1800 PSIG y mantener este valor durante este Periodo. La
velocidad de circulación deberá mantenerse lo más alta posible a través
de la activación. Durante el Periodo 2, podría ser posible incrementarla
tomando ventaja del calor producido por la reacción de síntesis.
Es deseable mirar muy de cerca el perfil de la temperatura y los cambios
en temperatura a través del lecho en este Periodo. Durante este periodo
se recomienda que se observen muy de cerca la evolución determinando
el porcentaje de amoníaco en la salida y entrada del convertidor.
Debe evitarse una concentración de vapor de agua elevada en el gas
circulado sobre el catalizador. Se especifica normalmente que la
concentración de vapor de agua en el gas de salida del convertidor no
debe exceder los 3000 ppm.
No se espera que con la velocidad de incremento de temperatura arriba
mencionada se produzcan concentraciones de vapor de agua tan altas,
pero podría todavía ser deseable seguir la liberación de agua mediante un
análisis del vapor de agua en la salida del convertidor. En caso de que se
encuentren concentraciones de vapor de agua por encima de 3000 ppm,
deberá reducirse la velocidad de incremento de temperatura. Se deberá
realizar el análisis cada hora, empezando al inicio del Periodo 2 y
continuando a través de este Periodo y si fuera deseable, en la primera
parte del Periodo 3.
111
Debe mirarse cuidadosamente el perfil de la temperatura para determinar
cuando se inicia la reacción de síntesis. Esto se verá por la evolución de
la temperatura en la parte de arriba del lecho del catalizador (la segunda
termocupla de la parte de arriba se va a incrementar más rápido que la
termocupla de más arriba).
c. Al inicio del Periodo 3, la temperatura en la parte de arriba del lecho del
catalizador estará probablemente, en el rango de 750-790ºF. Es difícil
decir cuándo esté llevándose a cabo la reacción al alcance que cause que
el punto caliente se mueva hacia abajo en la canasta o cuándo habrán
todavía unas horas antes de que se observe este signo de la reacción.
A través del Periodo 3, la temperatura en la parte de arriba del lecho del
catalizador deberá mantenerse a cerca de 750ºF. Si la reacción no se
lleva a cabo a una velocidad apreciable poco después del inicio del
Periodo 3, debe incrementarse la temperatura de entrada a cerca de
790ºF. Después, cuando se incrementa la velocidad de la reacción, se
puede bajar la temperatura a 750ºF. Es muy probable que va a ser
necesario disminuir la temperatura de entrada por debajo de 750ºF para
limitar la velocidad de incremento de la temperatura del punto caliente a
un máximo de 20ºF por hora.
Para apurar la activación, debe incrementarse la presión a 2800 PSIG
para el final de este Periodo. Se debe incrementar lentamente la presión
y en etapas, utilizando media hora por cada 100 PSIG de incremento y
luego esperar media hora antes de realizar el siguiente paso. Se debe
ajustar el flujo para mantener las temperaturas deseadas.
Al final del Periodo 3, el punto caliente estará probablemente a la
temperatura de 860-880ºF y se anticipa que estará localizado cerca de su
posición normal en el lecho. El control de temperatura será
probablemente mediante la circulación, algo mediante la presión y, si
fuera deseable, el efecto del calentador eléctrico podría reducirse algo.
112
d. Probablemente 30-35 horas después del inicio, se obtendrá la actividad
suficientemente alta del catalizador para retirar el calentador. Esto puede
realizarse en un periodo de 2-4 horas. Es difícil decir que es o no es
deseable incrementar la presión mientras se retira el calentador. Podría
ser deseable mantener una presión constante para evitar efectos de
superposición y podría ser deseable incrementar la presión para
compensar la introducción reducida de calor. Cuando se ha cortado el
calentador, se puede utilizar el punto frío para control de la temperatura
del catalizador.
Ahora se puede incrementar la presión al nivel requerido para obtener la
velocidad de producción deseada. Durante los primeros días de
operación será deseable limitar la temperatura del punto caliente a 930ºF.
Con respecto a la temperatura del catalizador en operación normal, se
recomienda que la temperatura del punto caliente se mantenga al nivel
más bajo posible en el que la producción deseada pueda obtenerse. Por
supuesto, no debe intentarse operar a un nivel de temperatura tan bajo
que las fluctuaciones menores en las condiciones de operación involucran
el riesgo de perder la reacción en el convertidor.
Cuando el amoníaco ha alcanzado suficiente pureza, los separadores y los
tambores de reducción de presión deben conectarse al almacenaje.
Si el compresor desarrolla algún problema, debe sangrarse lentamente la presión de
tal modo que no haya una condición de estancamiento en el convertidor, permitiendo
posiblemente una concentración elevada de vapor de agua. El by-pass del
convertidor y las válvulas del punto frío se cierran mientras se sangra con una
válvula en el lado de la salida del convertidor. Si se para el calentador o se
desarrolla algún otro problema, se continua la baja circulación hasta que las
temperaturas del lecho hayan caído a cerca de 150ºF. Si hubiera habido una
interrupción, se iniciará la reacción nuevamente a 700ºF. La presión durante el re
inicio deberá ser de 2000 a 3000 PSIG.
113
F. Recuperación de Amoníaco
El área de recuperación de amoníaco debe arrancarse después de iniciarse el área
de síntesis de amoníaco. Después de que todos los servicios, instrumentos y
equipos hayan sido inspeccionados y preparados para la operación, la planta debe
estar lista para el arranque. Con todas las válvulas de control en la posición
“cerrado” y el lavador de gas de purga purgado. Proceder cuidadosamente para
poner la planta en operación.
El destilado de amoníaco T-7, debe arrancarse primero con agua. Esto permite que
la empaquetadura se humedezca y proporcione la mejor eficiencia operativa.
Conectar una manguera de agua a la conexión manguera en la línea de condensado
desde la base del lavador de gas de purga. Añadir agua al lavador de gas de purga
y al destilador de amoníaco hasta que los vidrios medidores estén la mitad llena.
Abrir el agua de enfriamiento a la bomba de reciclado de licor P-6A o B e iniciar el
flujo de agua, abriendo la válvula manual HV-234 hasta la mitad del lavador de gas
de purga, a un flujo de 17 gpm, como se mostrará en el indicador de flujo FI-251.
Abrir el agua de enfriamiento al condensador de reflujo E-26, al enfriador de
condensado E-24, y al enfriador de solución acuosa E-25. Iniciar un flujo de
condensado a la parte superior del lavador de gas de purga, a un flujo de 4 gpm.
Revisar el controlador de nivel LC-251 para asegurarse de que esté funcionando
apropiadamente. Abrir el flujo bajo de vapor a 300 PSIG, al fondo del destilador de
amoníaco, abriendo la válvula manual HV-251. Lentamente incrementar el vapor,
tanto como sea necesario para llevar la temperatura in la base de la torre a 212ºF
(El NH3 y los gases inertes podrían causar alguna fluctuación en esta temperatura).
Al arrancar el destilador con agua y vapor, se purga el aire de la torre.
114
Con la temperatura en el destilador de amoníaco a la temperatura del trasmisor de
temperatura TT-257, cerca de 97ºF, y el flujo de vapor al fondo del destilador
suficiente para mantener esta temperatura, empezar un flujo de purga de gas por el
lavador de gas de purga.
El amoníaco líquido del tambor de reducción de presión de amoníaco D-7, debe
añadirse al destilador de amoníaco sobre la empaquetadura para un control de
temperatura. Se debe mantener la temperatura en TW-259 y TH-260 hasta cerca de
96ºF. El controlador indicador de presión PIC-256, debe regularse para mantener
una presión de regreso de 185 PSIG.
El agua de enfriamiento al condensador de reflujo E-26, debe ajustarse para
mantener el amoníaco líquido saliendo del condensador de reflujo a 96ºF y 185
PSIG. Es importante que la presión del agua de enfriamiento se mantenga
constante todo el tiempo, ya que una fluctuación en la presión del agua, causará que
las temperaturas y presiones varíen en el condensador de reflujo y el destilador de
amoníaco. Mientras el nivel en el condensador de reflujo llega hasta cerca de la
mitad del vidrio medidor, revisar el controlador de nivel LC-254 para una operación
apropiada. El reflujo debe reciclarse de regreso por bomba de licor de reciclado,
hasta obtenerse una pureza del 99.5%, determinada mediante análisis. Luego
deberá enviarse el amoníaco líquido a los límites de la batería.
Cuando el nivel de agua sobrante en el fondo del destilado de amoníaco llega hasta
cerca de la mitad del vaso medidor, poner en operación el controlador de nivel
LC-252. Revisar la concentración de amoníaco en el agua sobrante. No deberá
115
haber más de 0.5% de amoníaco en el agua sobrante; si así fuera, podría ser
necesario alterar el flujo de vapor y/o el flujo de la solución.
La clave para producir amoníaco de alta pureza recae en mantener las temperaturas
y presiones adecuadas en el destilado de amoníaco y el condensador.
116
VII. ARRANQUE NORMAL
A. Producción del Gas de Síntesis
Arrancando con el reformador primario a 900ºF, el ventilador de tiro forzado y el
ventilador de tiro inducido y el quemador auxiliar en operación y fluyendo el agua de
alimentación por el precalentador de agua de alimentación, proceder de la siguiente
manera:
1. Iniciar el vapor a través del precalentador de vapor y gas E-1, a baja velocidad.
El vapor debe ser venteado a la atmósfera hasta que el precalentador y tuberías
se hayan calentado.
2. Iniciar el flujo de vapor a través del reformador primario a baja velocidad e
incrementarla a cerca del 50% de la velocidad del diseño.
3. Encender la bomba de amina débil y bombear la amina débil a un flujo de 420
gpm al absorbedor de CO2. (50% de la velocidad del diseño)
4. Continuar encendiendo el reformador primario para mantener una temperatura
de salida de 1450 a 1500ºF.
5. Iniciar el condensado a la sección del atomizador del reformador secundario a
una velocidad suficiente como para mantener la temperatura de salida a 981ºF.
6. Iniciar el flujo de condensado a la boquilla del atomizador necesario para
mantener una temperatura de 341ºF en la entrada de los tubos del rehervidor.
7. Encender la bomba de repuesto de amina débil y bombear amina débil del
absorbedor de CO2 al reactivador, hasta que el absorbedor tenga la presión
suficiente para mantener la circulación, sin la bomba de repuesto.
117
8. Iniciar el agua de refrigeración al enfriador de la solución de amina y al enfriador
del gas de síntesis. Arrancar el ventilador sobre el enfriador del gas de proceso
y en el enfriador del gas ácido.
9. Iniciar el flujo del condensado al tambor de enfriamiento requerido para mantener
la temperatura de entrada al lecho del catalizador más bajo, a 473ºF
10. El condensado tendrá que drenarse desde la base del reformador secundario, en
ambas secciones del convertidor de CO y el metanizador.
11. Iniciar un flujo de gas desulfurizado de alimentación a través del reformador
primario a baja velocidad, abriendo las válvulas con corriente hacia abajo de los
tambores de desulfurización y cerrando las válvulas de drenaje. Ventear el gas
de síntesis producido a través de PV-22, del tambor de desfogue K.O. del
compresor D-9, en una corriente hacia abajo.
12. Abrir el by-pass en el matanizador hasta que ambos lechos del convertidor se
encuentren a las temperaturas de operación y los óxidos separados del
absorbedor, sean menores al 2%. Iniciar luego, el flujo de gas a través del
metanizador.
13. Iniciar el aire de proceso al reformador secundario a una velocidad de 1.461
moles de aire por mol de gas de proceso.
14. Poner los drenajes continuos en servicio.
15. Añadir condensado al tambor de enfriamiento, suficiente como para obtener una
conversión de CO satisfactoria y un control de la temperatura en la parte inferior
del lecho.
16. Cuando todas las temperaturas y presiones hayan sido ajustadas, incrementar
el flujo del gas de proceso, de vapor, de amina y aire de proceso a la velocidad
118
de diseño a incrementos del 20%, permitiendo el ajuste de la planta, cada vez
antes de realizar más incrementos. Incrementar siempre el vapor antes de
incrementar el gas de proceso.
B. Compresión
Los compresores multi-servicio deben iniciarse de acuerdo a las instrucciones
provistas por el fabricante de este equipo. Estas instrucciones están descritas en
detalle en el manual de operaciones entregado para su uso con el equipo, pero
están resumidas más abajo, para una referencia rápida: (La operación de control del
encendido del motor puede encontrarse en el apéndice de este manual)
1. Revisar la presión de gas, presión de aire de arranque, el nivel del aceite
lubricante, y ver que los lubricantes estén llenos. Verificar que el agua de
enfriamiento esté circulando en los cilindros del compresor y que las válvulas del
agua de enfriamiento en el motor estén en las posiciones adecuadas
2. Realizar un by-pass en los cilindros de descarga del compresor, reduciendo la
carga inicial, lo más que se pueda.
3. Verificar que el motor se encuentre en la posición de encendido, si no, abrir las
perillas del indicador y colocar el motor en la posición de encendido y cerrar las
perillas del indicador.
4. Verificar que los mecanismos de paro a una velocidad excesiva y de paro se
encuentran en la posición de encendido.
5. Abrir el by-pass del enfriador en el sistema de lubricación de aceite, a no ser que
el motor esté equipado con by-pass automático.
6. Verificar que el interruptor de ignición esté en la posición “parado” ó “apagado”
7. Encender las bombas de pre-lubricación
119
8. Verificar que todo esté despejado alrededor del motor y de los cilindros del
compresor.
9. Abrir la válvula de presión al asistente del turbo cargador.
10. Encender la unidad en aire de arranque.
11. Después de que la unidad ha sido girada aproximadamente 10 veces, colocar el
interruptor de ignición en la posición de encendido.
Nota: ES IMPORTANTE QUE NO SE REALICE LA IGNICIÓN HASTA QUE SE
HAYA GIRADO EL MOTOR 10 VECES, CON EL GAS CERRADO, PARA
PURGAR LOS CILINDROS Y LA LINEA DE ESCAPE DE GAS, DONDE
PODRIA HABERSE ACUMULADO Y CAUSAR UNA EXPLOSION EN EL
SISTEMA DE ESCAPE.
12. Abrir lentamente la válvula de gas hasta que el motor empiece a encenderse,
luego cortar el aire de arranque y dejar que el motor llegue lentamente a la
velocidad normal, verificar que el motor esté bajo el control del gobernador.
13. Revisar la presión de aceite y si es que el motor está equipado con un
mecanismo de paro de la presión de aceite lubricante, ajustarla a la posición
“funcionar”.
14. Dejar funcionando el motor durante 5 a 10 minutos para asegurarse de que todo
esté operando satisfactoriamente.
15. Cargar los cilindros del compresor.
a) Cerrar las válvulas de purga.
b) Abrir lentamente la válvula de descarga.
c) Abrir la válvula de succión, si la línea de succión es relativamente
pequeña, cerrar la válvula by-pass al mismo tiempo que se abre la válvula de
120
succión, para prevenir una elevación de presión en la línea de succión,
sacando todo el aceite en el pulsor.
d) Cerrar totalmente la válvula by-pass
16. Regular el agua de enfriamiento para mantener el incremento de temperatura a
no más de 10-12ºF.
17. Cuando se calienta el aceite lubricante a la temperatura de operación, cerrar el
by-pass enfriador sobre las tuberías del aceite lubricante.
18. Consultar el manual de instrucciones para la operación rutinaria luego del
arranque.
C. Síntesis del Amoníaco
Después de que el catalizador se ha reducido y enfriado, se mantiene en la
atmósfera de nitrógeno.
Cuando el gas de síntesis es de la pureza deseada, cargarlo en el compresor de la
síntesis y empezar presurizando el circuito de la síntesis. Encender el calentador de
encendido y regular el flujo de gas, de tal modo que la temperatura de salida sea
850ºF. Incrementar las temperaturas del lecho catalizador a una velocidad de
25ºF/h. Llevar la presión del circuito de la síntesis a 2000 –3000 PSIG. Iniciar el
flujo del agua de enfriamiento al condensador primario y el flujo del amoníaco
refrigerante al condensador secundario para mantener la temperatura de gas
apropiada.
Cuando las temperaturas del catalizador alcanzan 700º a 800ºF, observar
cuidadosamente la temperatura, ya que empieza a iniciarse la reacción. Continuar
incrementando la temperatura hasta que la reacción del convertidor se mantenga
121
por sí misma. Liberar presión si la temperatura de inicio se dispara. La presión
puede liberarse por venteo, justo debajo del post enfriador E-18.
El flujo de gas a través del calentador de arranque deberá incrementarse
gradualmente, para que el calentador eléctrico tenga un efecto mínimo.
Una vez iniciada la reacción, se puede sacar el calentador de arranque fuera de
servicio, se debe parar y arrancar varias veces antes de dejarlo fuera de servicio.
Continuar regulando el flujo de agua de enfriamiento de amoníaco a los
condensadores para obtener las temperaturas deseadas. Mientras aumentan los
niveles en los separadores primario y secundario, accionar los controladores y
válvulas de nivel. Regular el controlador de presión de regreso en los tambores de
reducción de presión de amoníaco D-6, a 585 PSIG y D-7 a 235 PSIG y ponerlos
en servicio. Asegurarse de que las válvulas en las líneas de gas de atomización
estén abiertas. Activar los controladores y las válvulas de nivel de los tambores de
reducción de presión en servicio cuando el nivel esté por la mitad de los vidrios
medidores.
D. Recuperación de Amoníaco
Después de que una vez se haya iniciado el área de recuperación de amoníaco, el
procedimiento de arranque debe ser el mismo que el arranque inicial, con la
excepción de que no será necesario añadir agua de una fuente externa, ya que el
destilado y el lavador contendrán suficiente condensado para el arranque.
122
VIII. PARO NORMAL
A. Área de Preparación del Gas de Alimentación
Al cerrar el área de preparación del gas de alimentación, se para el gas de proceso
con doble bloqueo de la válvula y drenaje, en la línea del gas de proceso. Cuando
se enfría el reformador primario por debajo de 1000ºF, se cierra el vapor al
precalentador de vapor y gas.
B. Producción y Purificación del Gas de Síntesis
Se debe seguir el siguiente procedimiento para el paro de esta área:
1. Cerrar la válvula del by-pass al metanizador y reducir el flujo de aire al
reformador secundario. Se reduce el flujo del aire antes que la del gas. Es
necesario mantener una atmósfera reductora en el reformador secundario. Esto
importante ya que el catalizador de níquel reducido se oxida, y se desarrollan
temperaturas de 2000ºF, lo suficientemente elevadas como para fundir el
catalizador.
2. Reducir la velocidad de la planta en incrementos de 20%, permitiendo su
alineación después de cada reducción, para luego proseguir. Reducir siempre,
primero el flujo de gas al reformador primario, que el flujo de vapor. Mantener el
flujo de vapor al 50% de la velocidad de diseño, hasta después de cerrar el flujo
de gas de alimentación.
3. Después de cortar completamente el flujo de gas, reducir la temperatura de las
paredes del horno a un rango de 100ºF por hora, regulando la velocidad de
ignición.
4. Bloquear y drenar el gas de alimentación al reformador primario. No depender
sólo del bloqueo de las válvulas.
123
5. Regular el flujo del condensado de enfriamiento al reformador secundario, para
mantener 700ºF en la entrada del convertidor de CO.
6. Continuar el suministro de vapor al reformador primario hasta que la temperatura
caiga por debajo de 1000ºF
7. Cuando la temperatura en el regenerador de amina cae a 150ºF, cerrar el flujo
de MEA al absorbedor de CO2 y parar la bomba de MEA, cerrando las válvulas
de succión y de descarga de la bomba. Abrir la válvula de venteo en el
regenerador de amina para evitar el vacío dentro del recipiente.
8. Cerrar el condensado a la boquilla de atomización.
9. Cerrar el agua de enfriamiento al enfriador de la solución de amina y al enfriador
del gas de síntesis. Parar los ventiladores en el enfriador de gas del proceso y
del gas ácido.
10. Bloquear la planta. Observar la presión y utilizar gas inerte para prevenir la
formación de un vacío, mientras se enfría la planta.
11. Si se mantiene el reformador entre 900 y 1000ºF, se dejan funcionando el
ventilador ID de tiro inducido y de tiro forzado y se mantiene el nivel en el
intercambiador de calor sobrante E-29.
C. Compresión
Los compresores multi-servicio deben descargarse de la siguiente manera y luego
pararlos, de acuerdo a las instrucciones suministradas por el fabricante de este
equipo.
124
1. Cilindros del Gas de la Síntesis:
a) Cerrar la descarga y abrir al mismo tiempo el by-pass del cilindro de
descarga de la tercera etapa, para mantener la presión de descarga lo más
constante posible.
b) Abrir lentamente, las válvulas by-pass en cada cilindro.
2. Cilindros de Aire Comprimido:
a) Abrir la válvula de venteo en corriente hacia abajo del compresor de aire
de la tercera etapa y cerrar la válvula de descarga de la tercera etapa.
b) Cerrar la válvula de descarga y abrir totalmente la válvula de venteo.
3. Cilindro Refrigerante de Amoníaco:
Los cilindros del refrigerante de amoníaco están equipados con descargadores
automáticos y no se requiere de un cuidado especial.
4. Después de descargar los cilindros del compresor, dejar descansar el motor
durante 10 a 15 minutos, para reducir la temperatura de pistones, válvulas,
cabezales, etc.
5. Girar la válvula de admisión de gas a la posición “parado”. Cerrar la válvula de
suministro de gas combustible.
6. Después de que el motor haya alcanzado el reposo, colocar el interruptor de
ignición en la posición “apagado”.
7. Cerrar el agua de enfriamiento del cilindro del compresor y ventear la presión de
gas de los cilindros y tuberías del compresor.
125
8. Arrancar y hacer funcionar las bombas de aceite auxiliares durante unos
minutos, para ayudar a remover gradualmente el calor interno del motor. Parar
luego las bombas.
9. Si la temperatura en la cámara del motor es tal que puede congelar el agua
cuando se tiene que parar la unidad durante un periodo de tiempo, se debe
drenar completamente el sistema de agua de enfriamiento.
10. Revisar cuidadosamente toda la unidad y preparar el motor para el arranque.
D. Síntesis del Amoníaco
1. Vaciar los cilindros de síntesis y parar la adición de gas de repuesto. Continuar
utilizando el recirculador con la presión del circuito de la síntesis.
2. La velocidad de reacción deberá disminuir y la temperatura empezará a
descender. Si la temperatura no está baja, liberar algo de presión al circuito a
una velocidad no mayor a 100 PSIG /min.
3. Cerrar la válvula de disparo frío. La reacción cesará completamente cuando la
temperatura del punto caliente haya caído a 600ºF. Continuar la circulación del
gas de síntesis a través del convertidor, para enfriar el catalizador por debajo de
400ºF.
4. Cuando la temperatura cae por debajo de 400ºF, parar la circulación de gas.
Descargar el cilindro recirculador y cerrar todas las válvulas de bloqueo.
Mantener una presión positiva en el sistema para prevenir la entrada de aire al
equipo.
5. Parar los flujos del agua de enfriamiento y amoníaco refrigerante a los
condensadores.
126
6. Para un paro temporal, disminuir la presión para parar la reacción y bloquear el
convertidor. Podría ser necesario un flujo de gas de síntesis a través del espacio
anular, para prevenir el sobre calentamiento del recipiente.
E. Recuperación de Amoníaco
Para parar el área de recuperación de amoníaco, continuar circulando el amoníaco
acuoso después de que haya dejado de fluir el gas de purga por el lavador de gas
de purga, hasta que se haya separado el amoníaco de la solución. Disminuir
lentamente los flujos de amoníaco acuoso y de vapor al destilador de amoníaco.
Cuando el amoníaco y el vapor estén en rangos de flujo bajos, cerrar la válvula
manual HV-152, para parar el flujo de vapor al destilador y cerrar las válvulas de
bloqueo alrededor de la válvula de nivel LV-251, para parar el flujo de amoníaco al
destilador.
Parar la bomba de reciclado de licor P-6A ó B y la bomba de alimentación al lavador
P-7A ó B y cerrar las válvulas de descarga. Cerrar las válvulas de bloqueo en las
líneas del amoníaco líquido alrededor de la válvula de temperatura TV-257, y válvula
de nivel LV-36, y en la línea de salida del gas de purga alrededor de la válvula de
presión PV-256, y abrir las válvulas de drenaje. Parar el flujo de agua de
alimentación al condensador de reflujo E-26, al enfriador del condensado E-24, y al
enfriador de la solución acuosa E-25.
127
IX. PROCEDIMIENTOS DE EMERGENCIA
A. Falla de Aire en los Instrumentos
En caso de una falla de aire en los instrumentos, las válvulas operadas por aire en
cada área se operan de la siguiente manera:
1. Preparación del gas de alimentación:
Vapor del Proceso, FV-2 Se abre
Gas de Alimentación al Proceso, FV-3 Se cierra
Gas de Alimentación a los Tambores de Carbón, PV-1 Se cierra
2. Síntesis de la Producción de Gas del Proceso y Purificación:
Aire al Reformador Secundario, FV-11 Se cierra
Ventilador Receptor de Aire, PV-11 Se abre
Condensado del Proceso al Reformador Secundario, TV-6 Se abre
Gas Combustible, PV-5 Se cierra
Condensado del Proceso al Tambor de Enfriamiento, TV-99 Se abre
Vapor al Tambor de Enfriamiento, FV-4 Se abre
Venteo del Gas de la Síntesis, PV-22 Se abre
MEA al Absorbedor de CO2, FV-19 Se cierra
Venteo de CO2 , PV-23 Se abre
MEA al Reactivador, LV-2 Se cierra
Gas Combustible al Reformador Primario, PV-119 ---------
Separador del Condensado, PV-15, LV-4 Se cierra
Acumulador de Reflujo, LV-6 Se cierra
Separador de Condensado, LV-1 Se cierra
Vapor a la Turbina del Ventilador ID FV-14 Se cierra
Vapor a las Trazas, PV-118 Se cierra
128
Vapor a la Turbina de la Bomba de Condensado, FV-34 Se cierra
Amina al re-calentador de re destilación, LV-22 Se cierra
Gas al Quemador Auxiliar, PV-62 Se cierra
Gas al Piloto, PV-119 ----------
3. Compresión:
By- pass de Gas de síntesis de la Primera Etapa, PV-33 Se abre
Gas combustible al Motor del Compresor, PV-43 Se cierra
Descarga del Cilindro Refrigeración de, PV-46 Se cierra
4. Síntesis del Amoníaco:
Entrada al Convertidor de Amoníaco, FV-25.1 Se cierra
Válvula de Disparo Frío, FV-25.2 Se cierra
Válvula de Nivel del Separador Secundario, LV-14 Se cierra
By-pass al Convertidor de amoníaco, FV-29 Se cierra
Válvula de Nivel del Condensador Secundario, LV-13 Se abre
Válvula de Nivel del Separador Primario, LV-15 Se cierra
Válvula de Presión del Primer Tambor de Reducción de Presión, PV-52 Se cierra
Válvula de Nivel del Primer Tambor de Reducción de Presión, LV-16 Se cierra
Válvula de Presión del Segundo Tambor de Reducción de Presión, PV-53 Se cierra
Válvula de Nivel del Segundo Tambor de Reducción de Presión, LV-17 Se cierra
Purga de Lazo de Síntesis al Reformador, PV-55 Se cierra
5. Recuperación de Amoníaco:
Nivel del Lavador de Gas de Purga, LV-251 Se cierra
129
Nivel del Destilado de Amoníaco, LV-252 Se cierra
Lavador del Gas de Purga, PV-252 Se cierra
Condensador de Reflujo, PV-256 Se cierra
Gas de Purga al Reformador, PV-257 Se abre
Destilador de Amoníaco, TV-257 Se cierra
Condensador de Reflujo, LV-254 Se cierra
La pérdida de aire en los instrumentos hará inoperantes a todos los mecanismos
de control. Proceder con el paro total de la planta, si es que la falla se prolonga.
Durante una falla de aire en los instrumentos, se debe prestar mucha atención al
tambor de enfriamiento para prevenir el sobre flujo del condensado. Si se deja
acumular condensado en el tambor de enfriamiento, habrá sobre flujo en la
sección del fondo del convertidor de CO, resultando en un daño al catalizador.
B. Falla de Vapor
Una falla de vapor requerirá un paro inmediato de la producción de gas de síntesis y
en el área de purificación. Con la pérdida de vapor, se cerrará el flujo de gas de
proceso al reformador primario mediante el interruptor de flujo FS-2.2, que cierra la
válvula de flujo FV-3, en la línea del gas de proceso. Asegurarse de que el gas esté
apropiadamente bloqueado con drenajes abiertos entre válvulas al reformador
primario, para evitar depósitos de carbón en el catalizador. Deberá también cerrarse
el aire de proceso al reformador secundario, para evitar el sobre calentamiento del
catalizador. Esto se realiza automáticamente por el interruptor de flujo FS-3, que
cierra la válvula de flujo, FV-11. Se procede con el by-pass al metanizador. Estas
tres partidas se las realiza tan rápido como sea posible.
130
C. Falla Eléctrica
En caso de una falla de energía, se debe parar completamente la planta. Se
perderá la producción de la recirculación del gas de síntesis y la circulación de
líquido del proceso. Se procede inmediatamente con el by-pass al metanizador para
prevenir un sobre calentamiento.
D. Falla de Agua
Con la pérdida de agua de enfriamiento se debe parar completamente la planta,
para prevenir daño a los enfriadores, bombas y compresores. Se puede producir
una falla de agua por una falla de energía.
E. Falla Mecánica
En caso de una falla mecánica, la acción a tomar va a depender del equipo y la
naturaleza de la falla. Si falla uno de los compresores, la planta puede seguir
operando satisfactoriamente, pero será necesario operarla a una velocidad reducida.
En caso de falla de una bomba, la planta sigue operando, si es que se puede
arrancar inmediatamente la bomba de repuesto. Si la bomba está parada por más
de pocos segundos, será necesario ventear el gas de síntesis hasta poder obtener la
pureza apropiada. En caso de que el ventilador de tiro inducido B-1 pare, se cierra
la válvula de solenoide SV-14 y se opera la válvula de flujo FV-14, que inicia un flujo
de vapor a la turbina del ventilador de tiro inducida TB-1, manteniendo la corriente
del horno. Sin embargo, si el ventilador de corriente forzada B-2 se para, se cierran
las válvulas de solenoide SV-112, SV-114 y SV-116, cerrando el flujo del gas de
proceso y gas combustible al reformador primario y aire al secundario.
Es difícil predecir todas las posibles fallas y la acción que se debe tomar en cada
caso. En general, la falla en cualquiera de los equipos principales, va a requerir un
131
paro completo de la planta. Los paros debidos a fallas mecánicas, pueden seguir el
procedimiento de un paro normal.
F. Fuego
El amoníaco es capaz de formar mezclas explosivas con aire dentro de ciertos
límites (16 a 25% en volumen). Dichas concentraciones se las encuentra muy
raramente durante el manejo práctico, por lo que los peligros de fuego y explosión
son pequeños.
Las lámparas portátiles y el equipo eléctrico deben ser a prueba de vapor. Si son
necesarias las herramientas portátiles o las luces eléctricas, éstas deben ser a
prueba de vapor, con tierra y con una pieza de cable a prueba de agua. Se
enchufan en un lugar libre de amoníaco. La presión del aceite, o de la mezcla del
amoníaco con otros materiales combustibles, incrementa el peligro de fuego. Se
aumenta el rango explosivo del amoníaco por:
(1) mezcla con oxígeno, remplazando el aire y
(2) temperatura y presión mayores a la atmosférica.
Nunca se debe utilizar mercurio en los instrumentos en la planta de amoníaco, ya
que estos materiales podrían formar un material muy explosivo. El gas de síntesis
contiene un elevado porcentaje de hidrógeno, el cuál mezclado con el aire,
produce un peligro de fuego y explosión. Los límites explosivos del hidrógeno son
4.1% a 74% en volumen en aire. Estos límites aumentan considerablemente con
un incremento de presión. Se debe inspeccionar y revisarse toda la planta por
fugas para evitar incendios. En caso de un fuego de hidrógeno, se apaga con
vapor. En caso de un incendio que no pueda apagarse inmediatamente, o que se
desconozca su causa, se debe parar la planta.
132
Los recipientes, las líneas y el equipo deben purgarse de hidrógeno antes de
soldarse. El bloqueo de líneas no depende del cerrado de válvulas.
133
X. VARIABLES DE LA OPERACIÓN NORMAL
Como referencia rápida, las presiones, temperaturas y flujos operativos para esta
planta, cuando se opera en toda su capacidad, se encuentran en las siguientes tablas:
Tabla “A”
Presiones Aproximadas de Operación Normal
Gas de proceso PI-1 400 psigGas a los tambores de carbón PIC-1 292 psigPresión de regreso de vapor del tambor de carbón PI-2 275 psigGas combustible PIC-5 50 psigGas del convertidor de CO al tambor de enfriamiento PI-6 210 psig
Gas combustible del reformador, H-2 API-4 A.1 – PI-4 A.7 30 psig (max.)
Gas combustible del reformador, H-2 BPI-4 B.1 – PI-4 B.7 30 psig (max.)
Descarga del enfriador de la solución de amina PI-8 3 psig
Gas natural de los tambores de carbón PI-9 290 psig
Receptor del aire de proceso PIC-11 247 psig
Receptor de baja presión del aire del proceso PS-112 40 psigGas de alimentación al precalentador PI-12 210 psigBomba del condensado PI-14 A & B 260 psigAbsorbedor de CO2 PI-15 200 psigBomba de reflujo PI-16 A & B 50 psigGas del convertidor de CO PI-17 206 psigGas de síntesis post enfriador del compresor PI-18 A & B 4910 psigDescarga de la bomba de MEA débil PI-19 A & B 258 psigRegenerador de aminas PI-20 10 psigGas al metanizador PI-21 196 psigVenteo en la Succión del compresor del gas de síntesis PIC-22 191 psigVenteo de CO2 a la atmósfera PIC-23 4 psigBomba de aceite lubricante PI-24A & B 50 psigPresión baja de aceite de lubricación del compresor PS-25A & B 50 psigGas al compresor de gas de síntesis de la PI-29A & B 190 psig
134
primera etapaGas al compresor de gas de síntesis de la primera etapa PI-29A-1 & B-1 185 psigGas al compresor de gas de síntesis de la primera etapa PI-29 190 psigAgua a la camisa del compresor PS-34A & B 20 psigBomba de anti-oleaje del condensado PI-35 ---------Tanque de aire de encendido PS-36A & B 250 psigAire al proceso PI-40A & B 250 psigAceite lubricante a los compresores, C-1A y B PI-42A & B ---------Aire a los Instrumentos PI-44 100 psigAire a los Instrumentos PS-44 90 psigDescarga del amoníaco refrigerante PI-45A & B 217 psigTiro inducido PS-47 -0.14”de H2OCircuito del amoníaco PI-48 4,910 psigEntrada al filtro de gas PI-48.1 4,910 psigEntrada al separador de amoníaco secundario PI-48.2 4,910 psigSalida del separador de amoníaco secundario PI-48.3 4,640 psigEntrada al tubo condensador de NH3 primario PI-48.4 4,640 psigSalida del tubo condensador de NH3 primario PI-48.5 4,535 psigEntrada al tubo condensador de NH3 secundario PI-48.7 4,905 psigSalida del tubo condensador de NH3 secundario PI-48.8 4,880 psigNH3 refrigerante del condensador secundario PI-49 62 psigPrimer tambor de reducción de presión PIC-52 585 psigSegundo tambor de reducción de presión PIC-53 235 psigSucción del recirculador PI-56 4,535 psigDescarga del recirculador PI-57 4,910 psigCondensador refrigerante PI-58 214 psigGas de purga al lavador PI-59 ----------Agua de enfriamiento a la planta PI-60 45 psigAgua de enfriamiento a la planta PS-60 40 psigPresión de vapor PIC-62 300 psigCondensado al reformador secundario PI-63 260 psigIntercambiador de calor sobrante, E-29 PI-65 300 psigSucción del ventilador ID DI-66.2 - 14” de H2OCaldero del calor sobrante PS-65 315 psigAgua de alimentación del Caldero PS-67 310 psig
135
Agua del Caldero PI-67 330 psigBomba de suministros de químicos B F W PI-68 340 psigCombustión del aire PI-70 9” H2OAceite para empaque del enfriador de aceite PS-98 & B 5 psigAmina a los intercambiadores de calor PI-99 200 psigVapor al rehervidor de redestilación PI-100 300 psigRehervidor de redestilación PI-101 10 psigGas al reformador PI-113 210 psigGas combustible al quemador auxiliar PS-115 5 psigCombustible al quemador auxiliar PI-117 5 psig (max.)Gas de los pilotos PI-117 5 psigTrazas de vapor PIC-118 100 psigCombustible al quemador auxiliar PS-114.2 40 psigCombustible al quemador auxiliar PS-114.1 60 psigGas combustible a los quemadores del reformador PS-102.2 40 psigGas combustible a los quemadores del reformador PS-102.1 60 psigLavador del gas de purga PI-251 235 psigLavador del gas de purga PIC-252 225 psigBomba del licor de reciclado PI-253A & B 225 psigBomba del eje del lavador PI-255A & B 244 psigDestilado de amoníaco PI-255 229 psigCondensador del reflujo PIC-256 220 psigGas de purga al combustible del reformador PIC-257 35 psig
Tabla “B”Temperaturas Aproximadas de Operación Normal
ºFTambor de carbón TH-1 A & B 60Gas de alimentación al pre-calentador TH-2 60Descarga de agua del enfriador del gas de síntesis TW-3 100Cabezal de salida “A” del reformador primario TR-4.1 1385Cabezal de salida “A” del reformador primario TR-4.2 1385Cabezal de salida “B” del reformador primario TR-4.3 1385Cabezal de salida “B” del reformador primario TR-4.4 1385Gas reformado al reformador secundario TR-4.5 1385Parte superior del reformador secundario TR-4.6 -----Parte media del reformador secundario TR-4.7 ------
136
Fondo del reformador secundario TR-4.8 1635Gas de alimentación al reformador primario TR-4.9 825Aire de proceso al reformador secundario TH-5 282Aire del proceso fuera del reformador secundario TRC-6 982Gas al absorbedor de CO2 TH-7 110-125 (max.)Gas de proceso al enfriador del gas de síntesis TW-8 330Gas del proceso al acumulador de condensado TH-9 250MEA rica al intercambiador de calor TH-10 150Gas al recipiente del intercambiador de calor del convertidor TW-11 110Gas a los tubos del intercambiador de calor del convertidor TH-12 610MEA débil al intercambiador de calor TH-13 240Agua de enfriamiento refrigerante a la planta TH-15 75 (max.)MEA rica al regenerador TW-16 198MEA a la bomba de MEA débil TH-17 110-120Gas al metanizador TH-18 590Gas del enfriador del gas de síntesis TH-19 110MEA al enfriador de la solución MEA TW-20 189Agua del enfriador de la solución MEA TW-21 110CO2 del enfriador de gas ácido TH-22 125Pared superior del reformador H-2A TR-24.2 1700-1725Pared superior del reformador H-2A TR-24.3 1700-1775Pared de la parte media del reformador H-2A TR-24.4 1700-1775Pared inferior del reformador H-2A TR-24.5 y 6 1600-1750Pared superior del reformador H-2B TR-24.7 1700-1725Pared superior del reformador H-2B TR-24.8 1700-1775Pared de la parte media del reformador H-2B TR-24.9 1700-1725Pared inferior del reformador H-2B TR-24.10 1600-1750Pared inferior del reformador H-2B TR-24.11 1600-1750Aire al compresor de la tercera etapa TH-25A & B 95-105 (max.)Aire del compresor de la tercera etapa TH-26A & B 287Gas de síntesis del compresor de la tercera etapa TH-27A & B 266Gas de síntesis del compresor de la segunda etapa TH-28A & B 301Gas de síntesis del compresor de la primera etapa TH-29A & B 332Camisa del agua a la camisa del intercambiador de agua TH-30A & B 140-150 (max.)Gas de síntesis al compresor de la tercera etapa TH-31A & B 95-105 (max.)Salida del post enfriador del compresor TH-32A & B 95-105 (max.)
137
Salida del inter-enfriador de aire E-14A & B TH-36A & B 95-105 (max.)Gas al re-hervidor TH-37 341Descarga del ventilador de tiro forzado TH-38 21 (min.)Agua de alimentación de la camisa del intercambiador de agua TW-39A & B 140 Camisa del agua a la camisa del intercambiador de agua TH-40A & B 150-160 (max.)Agua de enfriamiento del enfriador de aceite lubricante TW-41A & B 150Aceite lubricante al compresor TH-42A & B 135-145Gas de síntesis al compresor de la segunda etapa TH-43A & B 95Aire al compresor de la primera etapa TH-44A & B 95Aire del compresor de la primera etapa TH-45A & B 292Aire del compresor de la segunda etapa TH-46A & B 292Gas combustible del intercambiador de calor sobrante TW-47 600Descarga del compresor del refrigerante de amoníaco TH–51A & B 220Aire de combustión al reformador TH-53 350Salida del convertidor de NH3 TR-55 370Entrada al convertidor de CO TR-55-3 700Salida del lecho superior del convertidor de CO TR-55-4 810Entrada al lecho inferior del convertidor de CO TR-55-5 460Entrada a la parte media del lecho del convertidor de CO TR-55-6 467Salida del lecho inferior del convertidor de CO TR-55-7 490-525 (max.)Gas del convertidor de CO TR-55-8 ------Gas al metanizador TR-55-9 525-550Parte superior del metanizador TR-55-10 575Parte inferior del metanizador TR-55-11 623NH3 del condensador primario TH-57 87Agua del condensador primario TW-60 115Agua del condensador refrigerante TW-62 94NH3 del condensador refrigerante TH-63 105Primer tambor de reducción de presión TH-67 87Segundo tambor de reducción de presión TH-68 84Camisa de agua del compresor de síntesis de la primera etapa TH-119A & B 150-160 (max.)Camisa del agua del compresor de síntesis de la segunda etapa TH-120A & B 150-160 (max.)
Camisa del agua del compresor de síntesis de la TH-121A & B 150-160 (max.)
138
tercera etapaCamisa del agua del compresor del refrigerante de amoníaco TH-123 150-160 (max.)Agua de enfriamiento del inter enfriador, E-11A & B TW-80A & B 105 (max.)Agua de enfriamiento del inter enfriador, E-12A & B TW-81A & B 105 (max.)Agua de enfriamiento del inter enfriador, E-12A & B TW-81A & B 105 (max.)Agua de enfriamiento del inter enfriador, E-12A & B TW-81A & B 105 (max.)Agua de enfriamiento del post enfriador, E-18A & B TW-82A & B 105 (max.)Agua de enfriamiento del inter enfriador E-1aA &B TW-93A & B 105 (max.)Agua de enfriamiento del post enfriador, E-15A &B TW-104A & B 105 (max.) Agua de enfriamiento del post enfriador, E-18A &B TW-82A & B 105 (max.)Convertidor de amoníaco TI-84-1 TI-84-11 750-950Agua de enfriamiento de la empaquetadura del enfriador de aceite TW-87A & B ---------Gas separador secundario de NH3 al convertidor TH-88 100Gas separador secundario de NH3 al condensador TH-89 87NH3 del condensador de NH3 secundario TH-90 52NH3 al condensador refrigerante TH-91 130Gas al enfriador del gas de proceso TW-100 250Suministro de gas combustible TH-108 60MEA al regenerador TW-109 189Gas de proceso al acumulador de condensado TH-110 250Gas del acumulador de condensado TH-111 250Rehervidor de redestilación TH-112 280Agua de enfriamiento del separador de aceite TH-113 104Camisa de agua del compresor de aire de la primera etapa TH-115A & B 150-160 (max.)Camisa de agua del compresor de aire de la segunda etapa TH-116A & B 150-160 (max.)Camisa de agua del compresor de aire de la tercera etapa TH-117A & B 150-160 (max.)Camisa de agua del recirculador del gas de síntesis TH-124A & B 150-160 (max.)Gas de síntesis del compresor recirculador TH-125A & B 90Gas de síntesis al compresor recirculador TH-126A & B 102NH3 acuoso al enfriador de la solución, E-25 TH-251 130NH3 acuoso del enfriador de la solución, E-25 TH-252 100
139
Agua de enfriamiento del enfriador de la solución de NH3 acuoso TW-253 100Condensado al enfriador de condensado, E-24 TH-254 392Condensado del enfriador de condensado, E-24 TH-255 100Agua refrigerante del enfriador de condensado, E-24 TH-256 95Destilador superior de NH3 TW-258 96Destilador en la parte media de NH3 TW-259 ------NH3 al condensador de reflujo, E-26 TH-260 104Agua de enfriamiento del condensador de reflujo, E-26 TW-261 94
Tabla “C”Flujos Aproximadas de Operación Normal
Vapor al reformador primario FRC-2 34,566 lb / hGas al reformador primario FRC-3 167,220 ft / 3 h (max.)Vapor al tambor de enfriamiento FR-4 3,600 lb / hCondensado al tambor de enfriamiento FI-5 10.1 gpmCombustible del reformador primario FR-6 78,043 ft /3 hAgua de alimentación al intercambiador de calor sobrante FRC-7 87.4 gpmCombustible al motor del compresor FR-10 47,625 ft / 3 hAire al reformador secundario FRC-11 244,320 ft / 3hr Amina al absorbedor de CO2 FRC-19 838 gpmGas de purga del circuito de la síntesisal lavador FI-21 14,402 ft / 3 hCondensado al rehervidor de enfriamiento FI-33 13.0 gpmVapor de alimentación del intercambiadorde calor sobrante FR-12 41,640 lb / hVapor al rehervidor de redestilación FI-30 1,200 lb / hVapor del arranque al recalentador de MEA FI-31 10,000 lb / hNH3 del tambor de reducción de presión secundario FR-23 53 gpmVapor al destilador de NH3 FI-252 1,000 lb / hNH3 del condensador de reflujo FT-255 2.6 gpmGas de purga del circuito de la síntesis FT-256 29,000 ft / 3 h
140
APÉNDICE
Artículo II. SECUENCIA DEL CONTROL DE ARRANQUE DEL MOTOR
REF. DISEÑO ADJUNTO
Con la presión de aire disponible a 250 PSIG y con la válvula de suministro abierta, el
procedimiento de arranque del motor es el siguiente:
1. Cuando la válvula manual de aire esté abierta, se admite presión al puerto
normalmente cerrado de la válvula de control 3WV-1 y reduciendo la válvula PRV-1.
La presión de salida reducida de PRV-1 fluye a través de los puertos normalmente
abiertos de la válvula 3WV-2 a la válvula ó interruptor de control de la bomba turbo
pre-lubricación y además el operador de la válvula de control 3WV-7.
2. La presión reducida de PRV-1 también se la aplica a la conexión a la válvula de
control sensitiva de presión PVC, al extremo de la cola de una válvula de control de
flujo PCV, al puerto normalmente cerrado de la válvula de control 3WV-3 y al
extremo del operador de la válvula de control 4WV, causando que se active.
3. Con el aire fluyendo a través de la válvula de control FCV al operador de la
válvula de control 3WV-3 y la válvula de control “B” de la presión de aceite, resulta
un incremento de presión cuando la presión de aceite es suficiente para cerrar la
válvula de control “B”, causando que se active 3WV-3.
4. Cuando se abre 3WV-3 para suministrar aire, se permite aire al puerto
normalmente cerrado de la válvula 3WV-4 y a la conexión de cola de una segunda
válvula de control de flujo FCV que permite un flujo de aire a una velocidad
controlada al operador de la válvula 3WV-4. Si la temperatura de aceite de
141
lubricación turbo es adecuada, la válvula “A” límite de la temperatura de aceite se
cierra, causando la acumulación de presión en el operador de la válvula 3WV-4.
5. Se abre entonces la válvula 3WV-4 para suministrar presión y permitir que el
aire fluya a través de los puertos normalmente abiertos de la válvula 3WV-5 a las
conexiones de suministro de las válvulas de control de presión HPCV, IPCV y LPCV
de control asistido a chorro. La presión de 3WV-5 también fluye a una velocidad
controlada a través de la válvula de verificación CV y una válvula de control de flujo
FCV a una botella de volumen VB-500, luego a través de la botella a un puerto
normalmente abierto de la válvula 4WV pero se bloquea ya que esta válvula se
encuentra en la posición activada.
6. Al incrementarse la presión en la botella de volumen el aire fluye desde ahí a
través de los puertos normalmente abiertos de la válvula 3WV-6 a un puerto
normalmente cerrado de la válvula 3WV-2, donde se bloquea. Este aire también
fluye a una velocidad controlada a través de la válvula de control de flujo al puerto
normalmente abierto de la válvula de control 3WV-7 pero se bloquea ya que se ha
activado 3WV-7 por la presión de 3WV-2.
7. Con todas las condiciones normales del turbo cargador con aire asistido a
chorro, el turbo cargador rota e incrementa la toma de presión de aire a un nivel
adecuado para el arranque del motor, por lo tanto, en este punto la presión al
operador de la válvula de control PCV se abre y proporciona presión al operador de
la válvula de control 3WV-1 que entonces permite el flujo de 250 libras de presión de
aire a la válvula manual de arranque del motor (como se indica por un medidor).
Cuando se abre la válvula manual permite presión de aire al distribuidor de aire de
arranque del motor que luego abre la válvula de verificación de aire al cilindro de
142
energía cuyo pistón se encuentra en la posición adecuada para la rotación del motor
en aire.
8. En este punto se puede aplicar la ignición y el combustible manual ó
automáticamente y cuando se acelera el motor se cierra la válvula de aire de
arranque y se mantiene el motor por sí sólo.
9. Cuando se cierra la presión de aire de arranque la presión a los interruptores
para las bombas pre-lubricación del turbo y el motor se descontinúa, se pararan las
bombas y se mantiene la presión mediante el motor a bomba de aceite.
10. Cuando se abre la válvula de ignición del motor su presión de salida abre un
interruptor conectando la ignición, permitiendo por lo tanto, la ignición. Este control
de presión se aplica también al operador de la válvula de control 3WV-5 que
transfiere sus puertos desde un suministro de presión de arranque a un suministro
de funcionamiento desde la válvula de reducción de presión PRV-2 para proveer un
control permanente por el sistema asistido a chorro y también a la botella de
volumen VB-500.
11. Si durante la operación del motor, cae la presión de aceite del lubricante turbo
por debajo del nivel mínimo, se abre la válvula de control “C” y se ventea presión
desde el operador de la válvula de control 3WV-6 que abre luego sus puertos a la
presión desde la botella de volumen. Esta presión fluye a través de los puertos de la
válvula 3WV-2 al operador de la válvula 3WV-7 que transfiere sus puertos,
conectando así el operador de la válvula 3WV-6 a un puerto normalmente abierto de
válvula 4WV que ventea a la atmósfera y que provee un seguro para la señal de
presión baja.
143
12. Se aplica también presión desde la válvula 3WV-6 a los interruptores de control
de las bombas pre-lubricación que son activadas si la presión en su descarga está
por debajo de lo normal como se determina por los interruptores de presión
adicionales que abren sus contactos en o sobre el nivel mínimo normal.
13. Este modo de operación de bomba va a continuar mientras permanece el motor
en operación.
14. Si se para el motor automática ó manualmente por alguna razón, disminuyendo
la presión de aceite del turbo resultará en una respuesta similar a la descrita en los
párrafos 11 y 12 pero debido a que la presión de control de ignición estará
descontinuada, la válvula de control 3WV-5 retornará a normal cerrando el
suministro de aire al sistema asistido a chorro y a la botella de volumen VB-500.
15. Se sangrará la presión almacenada en la botella de volumen a través de la
válvula de control FCV y los puertos de válvulas de control 3WV-7 y 4WV para
proveer un periodo marcado de post lubricación.
144
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