Ing. W. Castillo.

DISEÑO DE PLANTA

FLUJOGRAMA DE PROCESOS.

ING. WILLIAMS CASTILLO MARTINEZ

Ing. W. Castillo.

Diseño de planta

SISTEMA GLOBAL DE UN PROCESO

PLANTA

DE PROCESOS

RED DE

INTERCAMBIADORES

DE CALOR

PLANTAS DE SERVICIOS

Calderas, Turbinas

Aire comprimido

Oxigeno, vacío

Materias

Primas

Insumos

Productos

Electricidad Suministros

y Servicios

Agua

Combustibles

Aire

Corrientes

frías

Corrientes

calientes

Servicio de

calentamiento

Servicio de

enfriamiento

Ing. W. Castillo.

Diseño de planta

PROCESOS CONTINUO

PROCESOS DISCONTINUO

HEAT SEPARATOR REACTOR

Alimentación

Catalizador

Producto

Heat

HEAT

REACTOR

SEPARATOR

(1) Alimentación

(2) Catalizador

Heat

Sti

ll

Producto

Ing. W. Castillo.

Diseño de planta

Condiciones de operación estacionarias.

Gran escala de Producción.

Cada equipo realiza una operación o función específica.

Calidad del producto constante.

Velocidad de producción constante.

Alta automatización.

Poca mano de obra.

PRODUCCION CONTINUA O PROCESO

CONTINUO

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Diseño de planta

PRODUCCION CONTINUA O PROCESO CONTINUO

PRODUCCION DE H. DE PESCADO

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Diseño de planta

PROCESO DISCONTINUO

Funcionamiento intermitente

Ciclo de operación

Pequeña escala de producción

Plantas flexibles, multiproducto y multipropósito

Grandes tiempos de procesamientos o residencia

Reacciones lentas. Flujos pequeños

Ing. W. Castillo.

Diseño de planta

PROCESO DISCONTINUO

Productos que ensucian, incrustan o corroen los equipos

Productos de calidad variable

Velocidad de producción variable

Mucha mano de obra

Productos de alto valor y calidad

Procedimientos de síntesis complejos

Condiciones de control muy estrictas

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ETAPAS DE UN PROCESO

MATERIAS

PRIMAS

REACCIONES

QUIMICAS PRODUCTOS

Operaciones

físicas de

acondicionamiento

Operaciones

físicas de

separación

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Diseño de planta

ESTRUCTURA GENERAL DE

UN PROCESO PRODUCTIVO

PREPARACION

PURIFICACION

SEPARACION

PURIFICACION REACCION

M P Insumos Insumos

PRODUCTO

Subproductos

Subproductos

TRATAMIENTO

EFLUENTES EFLUENTE

LIMPIO

PRODUCTOS

SECUNDARIOS

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ESTRUCTURA DE ENTRADA Y DE

SALIDA DEL

DIAGRAMA DE FLUJOS

Alimentación

Producto PROCESO

PRODUCTIVO

Reciclo Purga

Subproductos

Insumos

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DIAGRAMAS DE FLUJO DEL PROCESO (PFD)

El PFD describe la ruta del proceso, mostrando los flujos de material y energía entre aquellas unidades de proceso que constituyen la planta.

Existen distintos tipos de diagramas de flujo, siendo el más utilizado el de "bloques" o "rectángulos". En ellos cada etapa del proceso se representa por un rectángulo o bloque, que tiene entradas y salidas para indicar el sentido del flujo de materiales. Sobre el rectángulo se suele escribir la etapa que representa.

Otros tipos de diagramas de flujo son los de "equipo" y de "instrumentación“.

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Diseño de planta

REPRESENTACIÓN DE PROCESOS

Diagrama de Bloques

Diagrama de Flujos(PFD, flowsheets 2D y 3D)

Diagrama de Tuberías e Instrumentación (P&ID)

Diagramas de Control

Planos de Equipos y la Planta (layout, vistas 2D y 3D)

Maquetas de la Planta, Equipos y Proceso

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Diseño de planta

DIAGRAMAS DE BLOQUES

Cada operación se representa por un bloque

Las corrientes de flujo principal: líneas flechadas en la dirección del flujo.

Flujos: izquierda a derecha del diagrama.

Corrientes gaseosas: parte superior del diagrama, y los líquidos o sólidos hacia la parte inferior, separados por densidad.

Se incluye la información crítica para entender el proceso.

Si las líneas se cruzan, las horizontales se mantienen y las verticales se cortan.

Se incluyen un balance de masas y energía simplificado en forma de una Tabla.

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Diseño de planta

DIAGRAMAS DE FLUJOS

Se representan TODOS los equipos de proceso junto con

su descripción. Cada equipo tiene un número y un

nombre.

Todas las corrientes de proceso tienen un número. Se

debe incluir una descripción de las condiciones

(temperatura, presión), flujos y composición química, ya

sea en el diagrama o una TABLA adjunta.

Se deben representar TODAS las corrientes de servicios

(vapor, aire, calefacción, etc.) que se alimentan a cada

equipo de proceso.

Se deben representar los loops de control básicos que

aseguran la estabilidad de las condiciones del proceso

durante la operación normal.

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Diseño de planta

ELEMENTOS DE UN DIAGRAMA DE

FLUJOS

Constituyentes Esenciales

Símbolos del equipo

Líneas de flujo de las corrientes de proceso

Números de los equipos

Nombres de los equipos

Designación de los servicios

Designación de presión y temperatura de las

corrientes

Tabla resumen de variables de cada corriente

Constituyentes Opcionales

Intercambio de energía

Instrumentos principales

Propiedades físicas de las corrientes de procesos

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Diseño de planta

CONVENCIONES PARA LA IDENTIFICACIÓN

DE EQUIPOS

C : compresores

E : intercambiadores de calor

H : calentadores a llama

P : bombas

R : reactores

T : columnas

TK: estanques de almacenamiento

V : estanque de proceso

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Diseño de planta

NUMERACIÓN DE LOS EQUIPOS

P-101 A/B identifica un bomba

P-101 A/B identifica que la bomba esta ubicada en

el área Nº 1 de la planta

P-101 A/B identifica que la bomba es la número 01

de las n existentes en la planta

P-101 A/B identifica que hay dos bombas identicas,

una de respaldo (backup).

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Diseño de planta

INFORMACIÓN PARA LAS CORRIENTES DE FLUJO

Número de la corriente

Temperatura (ºC)

Presión (bar)

Fracción de vapor

Flujo total másico (kg/h)

Flujo molar total

(kmol/h)

Flujo molar para cada

componente (kmol/h)

Fracciones molares de los componentes

Fracciones másicas de los componentes

Flujo volumétrico

Propiedades físicas (densidad, viscosidad...)

Datos termodinámicos (calor específico, entalpía...)

Nombre de la corriente

Como mínimo Muchas veces, además...

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INFORMACIÓN PARA LAS CORRIENTES

DE FLUJO

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CONVENCIONES PARA LA DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS

Torres Tamaño (altura, diámetro), presión, temperatura, numero y tipo

de platos, altura y tipo de relleno, material de construcción.

Intercambiador

de calor

Tipo (gas-gas, gas-líquido, condensador, vaporizador), función,

área. Temperatura y presión de las corrientes, Nº de carcazas y

pasos de tubos, material de construcción de los tubos y de la

carcaza.

Estanques Altura, diámetro, orientación, presión, temperatura, materiales de

construcción.

Recipientes Id. estanques

Bombas Flujo, presión descarga, temperatura, diferencia presión, tipo de

impulsores, potencia en el eje, material de construcción.

Compresores Flujo a la entrada, temperatura, presión, tipo, potencia en el eje,

material de construcción.

Calderas Tipo, presión en los tubos, función, combustible, material de

construcción, potencia nominal.

Otros Entregar la información crítica.

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CONVENCIONES PARA LA IDENTIFICACIÓN DE LAS

CORRIENTES EN LOS DIAGRAMAS

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Diseño de planta

TIPICO DIAGRAMA FLUJO DE PROCESOS

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Diseño de planta

EJEMPLO:

PREPARAR UN DIAGRAMA DE FLUJOS PARA

UN GENERADOR DE VAPOR (CALDERA) QUE

EMPLEA PETRÓLEO COMO COMBUSTIBLE.

Equipos:

Bomba de aceite, soplador de aire, intercambiadores

de calor, estanques, caldera de tubos, etc.

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DIAGRAMAS P&ID CONVENCIONES

Equipos de

proceso

Mostrar equipos de respaldo, unidades paralelas,

detalles principales para cada una

Cañerías Tamaño (usar estándares), espesor de pared

(schedule), material de construcción, aislación

(tipo y espesor)

Instrumentos Indicadores, registradores, controladores y tipo,

cañerías o alambres de los instrumentos

Servicios Entradas y salidas de las corrientes (aire, vapor,

etc.), salidas de las corrientes a las plantas de

tratamiento de efluentes.

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CONVENCIONES PARA LOS INSTRUMENTOS

EN LOS P&ID

A análisis

B quemador

C conductividad

E voltaje

F flujo

I corriente

J potencia

P presión o vacío

T temperatura

W peso

K tiempo o programa

....................

A alarma

C control

E elemento

H máximo

I indicador

K estación de control

O orificio

S switch

Y relay

Instrumento en la planta

Instrumento en el panel de control

Instrumento en la cara posterior del panel de control

PRIMERA LETRA (X) SEGUNDA LETRA (Y)

XYY

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DIAGRAMAS P&ID

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OTROS DIAGRAMAS Y PLANOS

Plano Layout

Plano Mecánico Planta

Plano Mecánico Elevación

Plano Eléctrico

Plano Isométrico

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PLANO LAYOUT

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Esquema del Proceso LIX-SX-EW, Radomiro Tomic

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PLANO MECÁNICO PLANTA

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PLANO MECÁNICO ELEVACIÓN

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PLANO ELÉCTRICO

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Diseño de planta

Plano Isométrico

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DISEÑO DE PLANTA

ALGUNOS EJEMPLOS DE EQUIPOS

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Diseño de planta

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DIAGRAMAS DE

FLUJO DEL

PROCESO

Proceso integrado para

derivados de leche

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BALANCE DE MATERIA

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DIAGRAMA DE EQUIPOS TG - 1

G - 1

S-1

T - 1

TK-1 TK-2

M - 1

T - 3 T - 4

TK-5

T-2

DIAGRAMA DE

ELEVACION DE

EQUIPOS

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DIAGRAMA DE ELEVACION DE EQUIPOS

TA - 1

F - 1

TH - 1 E – 1,2,3

SA - 1

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FLUJOGRAMA DE PROCESOS.

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