REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR VICEMINISTERIO DE POLÍTICAS ACADÉMICAS Instituto Universitario de Tecnología “Dr. Federico Rivero Palacio DEPARTAMENTO DE PROCESOS QUIMICOS MENCION: TECNOLOGIA Y DISEÑO GUÍA DE ESQUEMATIZACIÓN REALIZADO: Ing. CECILIA FAJARDO JULIO 2007 Esquema de procesos 2 ÍNDICE 1. PROCESO QUÍMICO 5 2. OPERACIONES UNITARIAS 5 3. DIAGRAMAS DE FLUJO EN INGENIERÍA QUÍMICA 7 3.1 DIAGRAMA DE BLOQUE DE PROCESOS 7 3.2 DIAGRAMA DE FLUJO PROCESOS 9 Diagrama de flujo de procesos 10 Diagrama de balance de servicios 10 Diagrama de sistemas de efluentes 10 Diagrama de tubería e instrumentación 10 3.3 DIAGRAMA DE INSTALACIÓN 11 4. NORMAS EN INGENIERÍA QUÍMICA 11 4.1 NORMAS PARA LA ELABORACIÓN DE UN DIAGRAMA DE FLUJO 12 4.2 NORMAS PARA LA PRESENTACIÓN DE LOS DIAGRAMAS DE FLUJO DE 14 PROCESOS PROCESOS DFP 4.3 5. Tamaño de la hoja del plano 14 Cajetín de rotulación 15 Letras normalizadas 15 Zona destinada a la información o características de los equipos 16 Zona destinada al diagrama de flujo de procesos 16 Zona de tabla de balances 16 NORMAS PARA LA CODIFICACIÓN DE LOS EQUIPOS EQUIPOS UTILIZADOS EN INGENIERÍA QUÍMICA 5.1 Equipos de transporte 18 20 20 Bombas 20 Compresores 21 Bandas transportadoras 21 Esquema de procesos 3 5.2 5.3 6. 7. 8. Equipos de almacenamiento 22 Tanque a presión atmosférica o atmosférico 22 Tanques presurizados 23 Silo 24 Equipos de Transferencia de calor 24 Intercambiadores de calor de coraza y tubos 24 Calderas o generador de vapor 24 Condensador 25 Calderin o Rehervidor 25 5.4 Equipos de retención de partículas 26 5.5 Reactor 27 Reactor Discontinuo o tipo Batch 27 Reactor Continuo 27 Reactor tipo tanque con agitación 27 Reactor tubular 28 Reactor de lecho fijo 28 PROCESOS DE SEPARACIÓN POR TRANSFERENCIA DE MATERIA 29 6.1 Proceso de destilación 29 6.2 Proceso de absorción 30 6.3 Proceso de Extracción 31 6.4 Evaporación 31 PROCESOS DE SEPARACIÓN MECÁNICOS 32 7.1 Sedimentación 32 7.2 Decantación 32 7.3 Ciclón 32 INSTRUMENTOS DE MEDIDA Codificación de los instrumentos de medición 33 35 Esquema de procesos 4 9. ANEXOS ANEXO 1 36 Tabla resumen de las operaciones unitarias que se presentan en las industrias. ANEXO 2 37 Ejemplo de Diagrama de Flujo de Procesos DFP ANEXO 3 38 Ejemplo de Diagrama de tuberías e instrumentación DTI. ANEXO 4 39 Ejemplo de un Diagrama de instalación. ANEXO 5 40 Símbolos de los equipos según norma ISA S5.5-1985. ANEXO 6 43 Resumen de las normas ISA para trazar Diagramas de Flujo de Procesos en el departamento de procesos químicos. ANEXO 7 44 Letras normalizadas DIN 17 ANEXO 8 45 Símbolos para utilizados para instrumentación ANEXO 9 46 Tabla de la codificación de los instrumentos, tomado de la norma ISA-S5.5-1985 10. BIBLIOGRAFÍA 47 Esquema de procesos 5 En nuestra vida diaria consumimos y utilizamos una gran cantidad de productos, como por ejemplo frutas, vegetales, víveres, cereales, alimentos, agua potable, licor, gasolina, aluminio, etc., algunos de ellos se pueden utilizar de forma directa, mientras que otros deben ser procesados para obtener productos que se adecuen a las necesidades particulares de los seres humanos. Los procesos industriales permiten Transformar materias primas en productos terminados de mayor utilidad. El objetivo principal de este curso es que el estudiante aprenda a interpretar y realizar los diagramas de flujo de un proceso industrial a partir de una serie de normas, para ello se desarrollan en este material algunos conceptos fundamentales como la definición de procesos químicos, operaciones unitarias, diagrama de flujo de proceso, etc. También se dan lineamientos sobre las normas que rigen la elaboración de este tipo de diagrama. 11. PROCESO QUÍMICO Un proceso químico es un conjunto de operaciones químicas y/o físicas que tienen como finalidad la transformación de materias primas en productos finales diferentes. Un producto es diferente de otro cuando tenga distinta composición, esté en un estado distinto o hayan cambiado sus condiciones. Materia prima Cambios físicos o químicos Producto final Sub-productos 12. OPERACIONES UNITARIAS En la descripción general de cualquier proceso industrial existen diferentes operaciones involucradas, unas llevan inherentes diversas reacciones químicas, mientras que otras tienen como finalidad modificar la composición de soluciones y mezclas mediante métodos netamente físicos, es decir, sin reacciones químicas presentes. Esquema de procesos 6 En el caso de mezclas, las separaciones pueden ser totalmente mecánicas, como por ejemplo la separación de un sólido a partir de una suspensión en un líquido, esto se realiza mediante el proceso de filtración, o la separación de un sólido por tamaño de partícula, mediante un proceso llamado tamizado o cribado. Otro método de separación de las mezclas es a través de la transferencia de masa, que se define como el movimiento de las moléculas debido a un gradiente de concentración y/o de temperatura, por ejemplo si se tiene una mezcla de aire con amoniaco y se desea separar ambos compuestos, lo que se hace es poner en contacto esta mezcla con agua; el agua se mezcla con el amoniaco, mientras que se obtiene un aire limpio. Esta operación se conoce como absorción. Agua Aire Operación unitaria Absorción Mezcla amoniaco - aire Mezcla amoniaco - agua En general cuando se desea separar una mezcla en sus componentes, se le debe poner en contacto con otra fase inmiscible y tener un agente que realice la separación. A continuación se presenta una tabla con las principales operaciones unitarias de transferencia de masa utilizadas en la industria como son la destilación, la absorción y la extracción. Procesos de separación Destilación Destilación flash Fase de la mezcla en la alimentación Líquida Líquida y/o vapor Agente de separación Absorción Gas Calor Reducción de la presión Líquido no volátil Extracción Líquida Líquido inmiscible Fases de los productos obtenidos Líquido + vapor Líquido + vapor Principio de separación Líquido + vapor Solubilidad preferencial Diferencia en la solubilidad Dos líquidos Existen otras operaciones unitarias utilizadas y están detalladas en el anexo 1 Diferencia de volatilidad Esquema de procesos 7 En Ingeniería Química se ha adoptado el lenguaje escrito a través de un plano, para facilitar la comprensión de todos los procesos químicos, sin importar su complejidad. El diagrama de flujo de un proceso, es el primer dibujo producido en el diseño de una planta y es la fuente principal de información sobre dicho proceso. 13. DIAGRAMAS DE FLUJO EN INGENIERÍA QUÍMICA Un diagrama de flujo es una representación escrita y simbólica de un proceso químico que permite comprender su secuencia lógica y reconocer los elementos fundamentales que lo integran. Su estructura se basa en símbolos que no han sido del todo estandarizados y se clasifican en: Diagrama de bloque de procesos Diagrama de flujo de procesos. Diagrama de instalación. 5.1 DIAGRAMA DE BLOQUE DE PROCESOS El diagrama de bloque de procesos, DBP, es el más simple de los diagramas de flujo que se utilizan en ingeniería química y esta constituido por bloques, generalmente del mismo tamaño, que representan la secuencia con que se desarrolla un proceso químico. Su objetivo es proporcionar una vista general de un proceso completo. En estos bloques se puede representar desde una operación unitaria, destilación, absorción, hasta toda la sección de una planta. Las características principales que presenta un diagrama de bloque de procesos se desarrollan a continuación: El diagrama comienza con un círculo en donde se coloca la materia prima. Estos diagramas se dibujan de izquierda a derecha y los bloques se dibujan del mismo tamaño y alineado. Esquema de procesos 8 Los bloques están interconectados por segmentos con flechas que reciben el nombre de líneas de flujo, a través de ellas se indican la dirección y secuencia de las corrientes del proceso que se estudia, tal como se indica en la figura 1. En los DBP se emplean dos tipos de líneas. Una línea de trazo grueso que se denominada línea principal del proceso y es la que contiene el producto que se desea obtener. Una línea de trazo fino con la que se representan los productos secundarios y productos de desecho. Si dos líneas se cruzan, permanece continúa la línea principal del proceso y se parten las líneas secundarias. Si las dos son de la misma característica permanece continua la línea horizontal y la vertical se corta. En los DBP se representan en cuadrados las diferentes operaciones unitarias, es decir las unidades que ocasionan un cambio físico o químico en las sustancias involucradas. Por ejemplo en las unidades tales como: torres de destilación, torres de absorción, unidades de adsorción, extracción entre otras se generan cambios físicos; en los reactores ocurren cambios químicos. Por lo tanto todos estos equipos se representan cada uno en un bloque. En los tanques que se utilizan para almacenamiento no ocurre ningún cambio, por lo tanto no se colocan bloques para estos equipos. En los bloques se debe especificar, el código de la unidad, el nombre del equipo, además de las condiciones de operación determinantes de cada operación, como: temperatura, presión, pureza, reacción química que ocurre, etc. El diagrama finaliza con un círculo en donde se coloca el producto final obtenido. A continuación se muestra un ejemplo de un diagrama de bloque de proceso de la producción de etileno a partir de una mezcla de propano y propileno. En el diagrama se indican las características descritas anteriormente. Esquema de procesos 9 Código del equipo AGUA Nombre del equipo HC - 101 MATERIA PRIMA Mezcla 75% Propano 25% Propileno CA - 101 TORRE DE ABSORCIÓN HORNO DE CONVERSIÓN ETILENO +AZUFRE+CO2 Características T= 25ºC p=1 atm AZUFRE+CO2 PROPANO+PROPILENO+ ETILENO + AGUA PROPANO,PROPILENO Y ETANO Conversión 85% Tentrada = 43ºC Tsalida = 700ºC Línea principal CD-101 PRODUCTO FINAL CI-101 COLUMNA DE DESTILACIÓN ETILENO pureza 95% CICLÓN Recuperación de etileno: 95% AGUA Línea de flujo secundaria Almacenamiento de Butano e hidrocarburos más pesados Figura 1: Diagrama de bloque de la obtención de Etileno a partir de una mezcla propano, propileno. 3.2 DIAGRAMA DE FLUJO PROCESOS El Diagrama de procesos muestra la filosofía básica de un proceso industrial y transmite la información que dicho proceso requiere para el diseño y la especificación de los equipos. En la industria se realizan 4 tipos básicos de diagramas que son: Diagrama de flujo de procesos Diagrama de balance de servicios. Diagrama de sistemas de efluentes. Diagrama de tubería e instrumentación. Esquema de procesos 10 Diagrama de flujo de procesos El diagrama de flujo de procesos (DFP) es una representación esquemática que muestra la filosofía básica de un proceso industrial y en él se muestran las condiciones de operación normal y su control básico. En este tipo de diagramas también se indican los efluentes, es decir los desechos que salen de las unidades y que pueden estar en estado líquido, gaseoso o sólido. En el anexo 2 se muestra un ejemplo de un DFP. Diagrama de balance de servicios Este diagrama indica los servicios necesarios para el funcionamiento de la planta. Muestra el balance de masa, si es necesario, para más de un caso: arranque, operación normal, producción máxima y parada. Cada servicio se debe dibujar por separado. Los diagramas de servicios se realizan típicamente para los siguientes sistemas: Sistema de generación de vapor. Tratamiento de agua de calderas. Agua de enfriamiento. Sistemas contra incendios. Compresores y secadores de aire de planta y de instrumentos. Diagrama de sistemas de efluentes Este diagrama muestra todos los efluentes, líquidos, gaseosos y sólidos y su tratamiento para garantizar la calidad ambiental. Los diagramas que se preparan son: Distribución de efluentes y tratamiento. Sistemas de alivio y mechurrios. Diagrama de tubería e instrumentación El diagrama de tubería e instrumentación, DTI, muestra el proceso principal con los detalles mecánicos de equipos, tuberías y válvulas, así como también los lazos de control para garantizar una operación segura en la planta, ver anexo 3. Esquema de procesos 11 Esta información sirve de guía para llevar a cabo las actividades de ingeniería y construcción de la planta, por lo cual su preparación requiere de un alto grado de precisión y una completa información. 3.3 DIAGRAMA DE INSTALACIÓN Estos diagramas se realizan con la finalidad de determinar el espacio físico de una planta, ver anexo 4, los equipos se sitúan con respecto a los lugares que lo encierran y se deben realizar varias vistas indicando las acotaciones esenciales que permiten la posición requerida. En el curso solo se desarrollarán los diagramas de flujo de procesos, éste tipo de diagramas no están totalmente normalizados y cambian según las normas que utilice cada empresa. 4. NORMAS EN INGENIERÍA QUÍMICA En ingeniería química existen diferentes tipos de normas utilizadas normalmente en las plantas industriales, entre ellas se pueden mencionar: ASME: Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos. Desarrolló un conjunto de normas sobre calderas y recipientes a presión. API: Instituto Americano del Petróleo. Regula y normaliza lo relativo a crudos, gases y derivados del petróleo. ISA: Sociedad Americana de Instrumentación. Establece las normas para instrumentación y control de los procesos industriales. FONDONORMA: Fondo para la Normalización y Certificación de la Calidad. Es el organismo encargado a escala nacional de programar y coordinar las actividades de Normalización y Control de Calidad. PDVSA: Las normas de ingeniería y Diseño de Petróleos de Venezuela S.A, están conformadas por un grupo de manuales, coordinadas por INTEVEP S.A., en donde se Esquema de procesos 12 establecen las normas y reglamentos que se deben cumplir en el diseño, fabricación, inspección, pruebas, transporte, embarque, procedimientos de reparación, mantenimiento y seguridad de los diferentes equipos relacionados con la industria petrolera y petroquímica en Venezuela. 4.1. NORMAS PARA LA ELABORACIÓN DE UN DIAGRAMA DE FLUJO PROCESOS Las normas para la realización de un diagrama de flujo de procesos que se describen a continuación fueron tomadas de las normas de PDVSA. Para fines del curso estas normas fueron modificadas y resumidas con la finalidad de ser más sencillos los lineamientos para la elaboración de los diagramas de flujo. El diagrama de flujo de proceso comienza con una flecha en donde se coloca la materia prima, en la figura 2 se presenta un ejemplo de un proceso de purificación de benceno a partir de una mezcla n-heptano y benceno. El sentido de flujo de un DFP es generalmente de izquierda a derecha. En los DFP se emplean dos tipos de líneas. Una línea de trazo grueso, línea principal del proceso, que contiene el producto que se desea obtener. Una línea de trazo fino con la que se representan los productos secundarios y productos de desecho. La dirección de flujo se indica con una flecha al final de la línea al llegar al equipo o cuando exista un cambio de dirección en la línea. Es recomendable dar el mínimo de cambios de dirección en una línea. Se debe numerar las corrientes principales, asignando el número (1) a la corriente de alimentación principal, continuando con la secuencia numérica hasta llegar al producto final. Las corrientes secundarias se enumeran de forma similar. Se debe cambiar la numeración de la corriente cuando existan cambios de condiciones, como por ejemplo: presión, temperatura, composición química o flujo de la misma. Esquema de procesos 13 3 TK-102 A.E. n-heptano E-102 BENCENO 5 Salida de las corrientes del plano 4 CE-101 CD-101 Línea principal del proceso Línea de servicio DIETILEN-GLICOL Numeración de las corrientes Corte de las líneas E-103 BENCENO Y DIETILEN-GLICOL 1 2 Mezcla: Benceno n-heptano 6 P-101 V.S. Materia prima E-101 Figura 2: Diagrama de Flujo de Proceso para la obtención de benceno. En lo posible, se debe evitar el cruce de líneas y este será indicado mediante el corte de la línea vertical, siempre y cuando esta no sea la línea principal del proceso. Todas las líneas de proceso que entran o salen del plano deben tener una flecha, con una nota corta de donde proviene o hacia donde va. Las líneas de servicios, tales como: agua de enfriamiento, sistemas de calentamiento, etc., deben iniciar o finalizar a una distancia corta del equipo de llegada u origen. Los equipos deben ser distribuidos uniformemente en el plano y se representan con símbolos ya preestablecidos, los cuales se encuentran en el anexo 5. Esquema de procesos 14 Las torres o columnas, reactores, tanques se muestran en la mitad del plano y la identificación del equipo se coloca en la zona superior del plano y alineada verticalmente con el equipo, como se muestra en la figura 4. Las bombas y compresores se muestran en línea y por debajo de las torres o columnas. Otros equipos deben ser colocados como mejor representen la intención del proceso. Los DFP no representan el tamaño, ni indican la orientación real de los equipos. En el anexo 6 se encuentran un resumen de los símbolos que se emplearán en la realización de los diagramas de flujo de procesos DFP, en cuanto a líneas empleadas, flecha de inicio del proceso, flechas de notas o cambio de planos, etc. 4.2 NORMAS PARA LA PRESENTACIÓN DE LOS DIAGRAMAS DE FLUJO DE PROCESOS DFP Tamaño de la hoja del plano Para realizar un diagrama de flujo de procesos se debe utilizar una hoja de plano normalizada, en el curso se adoptará la clasificación ASA, dependiendo de la cantidad de información a representar. Los tamaños de las hojas son: Tipo de formato Tamaño de formato Tamaño de formato Margen del Rotulo en milímetro en pulgada mm A 215 x 280 8,5” x 11” 5 B 280 x430 11” x 17” 10 C 470 x 670 18,5” x 26” 10 D 560 x 880 22” x 34,5” 10 E 762 x 1067 30” x 42” 10 Esquema de procesos 15 Una vez seleccionado el tamaño del formato en que se va a representar el diagrama de flujo de proceso, éste debe ser único para todos los diagramas que se dibujen. En el curso de se recomienda utilizar los tamaños “A y B” Cajetín de rotulación El cajetín de rotulación se coloca en la parte inferior derecha del formato y en el se registra la información referente a nombre de la empresa, dibujante, fecha de realización, etc., en la figura 3 se muestra el cajetín que se utilizará en el curso. FECHA NOMBRE Nombre de la institución DIBUJADO APROBADO PLANO Nº TITULO DEL PROCESO ESCALA Figura 3: Cajetín de rotulación Escritura normalizada El trazado de cualquier información que se coloque en los diagramas de flujo se deben realizar con letras normalizadas. En el anexo 7 se encuentran los dos tipos de letras normalizadas. Esquema de procesos 16 Al trazar un Diagrama de Flujo de Procesos en un plano, se deben delimitar 3 zonas. Zona destinada a la información o características de los equipos Esta área esta ubicada en la parte superior del plano y debe contener el nombre, el código de los equipos así como la siguiente información dependiendo del equipo. EQUIPO INFORMACIÓN Tambor Código del equipo y Nombre del equipo Tanque EQUIPO INFORMACIÓN Código del equipo Nombre del Reactor equipo Diámetro interno Diámetro interno Tipo de catalizador Columna Código del equipo Columna o Código del equipo Torre de platos Nombre del equipo Torre Nombre del equipo Diámetro interno de relleno Número de platos Diámetro interno Tipo de relleno Intercambiador de Código del equipo Bomba, Código del equipo calor, Nombre del equipo compresor y Nombre del equipo enfriador, horno Calor intercambiado ventilador Diferencial de presión Tipo de intercambiador Zona destinada al diagrama de flujo de procesos Es la zona comprendida entre la zona de información y la zona de tablas de balance, aquí se traza el DFP siguiendo las normas PDVSA descritas anteriormente. En la figura 3 se muestra un ejemplo de un Diagrama de Flujo de Procesos. Zona de tabla de balances Esta área esta ubicada en la zona inferior izquierda del plano. En la tabla de balance se resumen las características de las corrientes de alimentación, reciclo y productos terminados, así como las condiciones de presión y temperatura. Esquema de procesos 17 Nº de la corriente Flujo másico 1 2 3 4 5 (Kmol/h) Temperatura (ºC) Presión (bar) Los datos de la tabla pueden variar de acuerdo al tipo de proceso, se puede añadir o eliminar datos a fin de suministrar la información más revelante para el proceso. CE-101 TK-101 TORRE DE EXTRACCIÓN TANQUE DE Di=0.75 m ; ALMACENAMIENTO platos perforados N- heptano paso triangular 99.5 % en peso P= 1 atm T=25ºC ZONA DESTINADAS A LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS CD-101 TORRE DE DESTILACIÓN Di=2m ;P= 1 atm platos perforados paso triangular TK-103 TANQUE DE ALMACENAMIENTO Benceno 98 % en peso CD-102 TORRE DE DESTILACIÓN Di=2m ;P= 1 atm platos perforados paso triangular TK-103 8 TK-102 3 E-102 55144 Kcal/h n-heptano BENCENO E-103 55144 Kcal/h 7 6 4 CD-101 CD-102 CE-101 ZONA DESTINADAS AL DFP 5 DIETILEN-GLICOL E-104 3049 Kg/ h 1 BENCENO Y DIETILEN-GLICOL Mezcla de Benceno y n-heptano 9 E-105 3049 Kg/h 10 2 DIETILEN-GLICOL P-101A/B E-101 9163 Kg/h Corriente 1 2 3 4 5 Benceno 80 23.28 0.4 11.64 11.64 N-heptano 20 Dietilen-glicol Flujo (ton/dia) Temp. (ºC) 7 8 9 10 9.8 19.6 1.84 1.84 0.2 0.2 0.4 10 10 20 ZONA DESTINADAS A LA TABLA DE BALANCE DE MASA 79.6 364.72 100 6 9.8 388 182.36 182.36 80 194 194 182.16 182.16 184 184 DFP BENCENO A PARTIR DE HIDROCARBUROS AROMÁTICOS Presion (atm) Figura 4 Diagrama de flujo de proceso en donde se muestran las distintas zonas Esquema de procesos 18 4.3 NORMAS PARA LA CODIFICACIÓN DE LOS EQUIPOS Generalmente en las plantas de procesos industriales se encuentran equipos que cumplen una misma función y por consiguiente se les deben asignar un nombre, el cual permite ubicarlos rápidamente dentro de la planta. El sistema para identificar y enumerar equipos de procesos debe seguir la estructura que se muestra a continuación XX Y letras que identifican al equipo Identifica a la planta ZZ A/B Indican equipos en paralelo Número asignado al equipo XX Se le asigna 1,2 o 3 letras que indican identifican al equipo. Y Es un dígito que identifica a la planta. ZZ Número consecutivo del equipo, puede ir del 01 al 99 A/B Indican equipos en paralelo que cumplen la misma función De la figura 4 se pueden extraer 2 ejemplos en cuanto a la codificación de los equipos: CE - 101 Primera Columna de Extracción del proceso P – 101A/B Primera bomba del proceso con unidad en paralelo. A continuación se presenta una lista de los equipos que se trabajarán en el curso, con su respectiva codificación. La lista fue tomada de las normas de PDVSA y se colocaron los nombres en Ingles y en español de cada uno de los equipos. Esquema de procesos 19 XX Nombre en Inglés A B Nombre en Español Equipos misceláneos Hopper Tolva Belt conveyor Correas transportadoras Column or tower Columna o torre CH Chimney Chimenea o Mechurrio CR Crystallizer Cristalizador CT Cooling Tower Torre de enfriamiento CY Cyclone Ciclón D Dryer Secador E Heat Exchange Intercambiadores de calor (sin fuego directo) Evaporator Evaporador Furnace Hornos, calderas, equipo de Transf. de calor con fuego directo Filter Filtro G Generator Generador H Hopper Bin Silo J Ejector Eyector, inyector K Compressor or turbine Compresor, soplador, ventilador MD Dynamic Mixer Mezclador Dinámico ME Estatic Mixer Mezclador Estático P Pump Bomba R Reactor Reactor, convertidor S Decanter Decantador, colador, colector de polvo, tamiz, etc. T Storage Tank Tanque de almacenamiento a presión atmosférica Thickener Sedimentador o espesador. V Vessel Tanque, tambor o recipiente a presión W Weigh scale Equipo de pesaje, por ejemplo: balanza. BC C EV F FIL TH Esquema de procesos 20 5. EQUIPOS UTILIZADOS EN INGENIERÍA QUÍMICA 5.1. EQUIPOS DE TRANSPORTE En las industrias se deben transportan diferentes sustancias, algunas de ellas se encuentran en estado líquido y se transportan a través de bombas, otras en estado de vapor o gas y para transportarlas se utilizan los compresores y por último las que están en estado sólido son transportadas por correas transportadoras. Bombas Las bombas son equipos que tienen por finalidad transformar la energía mecánica en energía hidráulica y se emplean para transportar líquidos a través de una planta de procesos, manteniendo un flujo constante. Bombas centrifugas Se utilizan para el transporte de líquidos de baja viscosidad, limpios o con sólidos en suspensión como por ejemplo: agua, aceite de lubricación, combustibles, ácidos, Símbolo general cerveza, leche, etc. Bombas de desplazamiento positivo Se utilizan para transportan líquidos con viscosidades relativamente altas y libre de sólidos Figura 5. Representación esquemática de las bombas Los símbolos más comúnmente usados para representar las bombas se muestran en la figura 5, existen otros símbolos también normalizados y se encuentran en el anexo 5. Esquema de procesos 21 Compresores El aire comprimido es uno de los servicios auxiliares indispensables dentro de la industria. Los compresores tienen la función de elevar la presión de flujos de gas o aire de acuerdo a las necesidades de proceso requeridas. Entre los tipos de compresores tenemos: Compresores alternativos o de desplazamiento Se utilizan para generar presiones altas mediante un cilindro y un pistón. Cuando el pistón se mueve hacia la derecha, el aire entra al cilindro por la válvula de admisión; cuando se mueve hacia la izquierda, el aire se comprime y pasa a un depósito por un conducto muy fino. Compresores Rotatorios: Los Compresores rotatorios producen presiones medias y bajas. Están compuestos por una rueda con palas que gira en el interior de un recinto circular cerrado. El gas se introduce por el centro de la rueda y es acelerado por la fuerza centrífuga que produce el giro de las palas. El fluido, al comprimirlo, también se calienta. Símbolo general de un compresor Símbolo de un compresor rotatorio Figura 6.- Representación esquemática de los compresores Su representación en el diagrama de flujo de procesos se muestra en la figura 6. Existen otros símbolos para los compresores y se pueden obtener en el anexo 5. Bandas transportadoras Las Bandas transportadoras y los tornillos sin fin o tornillos helicoidales son equipos que se utilizan para transportar las sustancias sólidas a través de la planta industrial. Su representación Esquema de procesos 22 en el diagrama de flujo de procesos se muestra en la figura 7 , existen otros símbolos y se pueden obtener en el anexo 5. Símbolo general de una banda transportadora Símbolo de un tornillo sin fin Figura 7.- Representación esquemática de los equipos de transporte para sólidos. 5.2. EQUIPOS DE ALMACENAMIENTO Los tanques son equipos que tienen como función almacenar sustancias líquidas, gaseosas o sólidas. Los tanques pueden estar a presión atmosférica o presurizada. Tanque a presión atmosférica o atmosférico Se utilizan para almacenar líquidos, pueden ser cerrados o abiertos. La entrada del líquido debe hacerse por el tope y la salida por el fondo, tal como se muestra en la figura 8. Hay ocasiones donde los tanques atmosféricos deben estar cerrados con el fin de evitar la contaminación del contenido, en estos casos se Tanque para líquidos instalan sistemas para mantener el equipo a presión atmosférica. Válvula para desagüe del tanque Figura 8.- Representación esquemática de un tanque atmosférico. Esquema de procesos 23 Tanques presurizados Se utilizan para almacenar líquidos o gases, cuando estas sustancias tienen una presión distinta a la presión atmosférica. La entrada y descarga del equipo depende de la sustancia que lo contiene. Si la sustancia es líquida la entrada debe hacerse por el tope y la salida por el fondo. Si la sustancia es un gas la entrada se realiza por el fondo y la descarga por el tope, ver figura 9. Válvula de alivio Tanque para gases Recipiente a presión Figura 9.- Representación esquemática de un tanque o recipientes presurizados. Silo Los silos son equipos que tienen por finalidad almacenar sustancias sólidas. La entrada del material se realiza por el tope y la descarga por el fondo. Los silos en su parte inferior son de forma cónica, con lo que se obtiene una mejor descarga de la sustancia almacenada, en la figura 10 se muestra el símbolo general de este equipo. Figura 10. Representación esquemática de un silo. Existen otros símbolos para el almacenamiento de sustancias líquidas, gaseosas y sólidas que se encuentran en el anexo 5. Esquema de procesos 24 5.3. EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR Un intercambiador de calor es un equipo que tiene como finalidad la transferencia de calor desde un fluido caliente hacia un fluido frío a través de una pared sólida que los separa. Entre los intercambiadores de calor más utilizados en la industria están: Intercambiadores de calor de coraza y tubos Los equipos conocidos con este nombre están compuestos en esencia por tubos de sección cilíndrica montados dentro de una coraza o recipiente. Un fluido circula dentro de los tubos y el otro fuera de ellos y dentro de la coraza. La transferencia de calor se realiza a través de las paredes de los tubos, su representación se muestra en la figura 11. Fluido frío Fluido frío Fluido caliente Fluido caliente Figura 11. Símbolo de un intercambiador de calor de coroza y tubos. Calderas o generador de vapor Las calderas son recipientes cerrados metálicos que se emplean para calentar o evaporar líquidos, su medio de calentamiento es generalmente la combustión de un Caldera combustible. Su utilización principal es para producir vapor de agua, el símbolo se muestra en la figura 12. Figura 12. Representación de una caldera. Esquema de procesos 25 El generador de vapor es una caldera que utiliza como medio de calentamiento un fluido caliente en vez de los productos de la combustión a temperatura elevada, su Medio de calentamiento símbolo se muestra en la figura 13. Generador de vapor Figura 13. Representación de un generador de vapor. Condensador La función principal de un condensador es cambiar la fase de una corriente que se encuentra en estado de vapor al estado líquido. Esta operación ocurre a presión prácticamente constante, su símbolo se muestra en la figura 14. Figura 14. Símbolo de un condensador. Calderin o Rehervidor La función principal de un rehervidor es cambiar la fase de una corriente que se encuentra en estado líquido al estado vapor. Esta operación ocurre a presión prácticamente constante, su símbolo se muestra en la figura 15. Figura 15. Símbolo de un calderin o rehervidor. Esquema de procesos 26 5.4. EQUIPOS DE RETENCIÓN DE PARTÍCULAS Los filtros se utilizan para retener partículas sólidas que se encuentran en los fluidos líquidos o gaseosos, con el fin de evitar que estas partículas obstruyan los equipos. En las líneas de aire comprimido generalmente se usan filtros con la finalidad de para retener partículas líquidas que pueden dañar los equipos. El símbolo más utilizado para este tipo de filtros se Filtro muestra en la figura 16. Figura 16. Símbolo general de un filtro para líneas de aire comprimido. Líquido filtrado Líquido +sólidos en suspensión En las líneas que transportan sustancias líquidas con sólidos en suspensión se utilizan los filtros con la finalidad de elimnar las partículas sólidas. El filtro sólidos eliminados prensa es el equipo más utilizado para este fin, en la figura 17 se muestra el símbolo. Figura 17. Símbolo del filtro prensa. Sustancia sólida con trazas de líquido Cuando la sustancia es un sólido que contiene líquido disuelto se utilizan los filtros rotatorios y secadores rotativos, para eliminar el líquido presente en la sustancia, en la figura 18 se muestra el Sólidos símbolo de cada uno. Líquido eliminado Figura 18. Símbolo del filtro prensa. Esquema de procesos 27 5.5. REACTOR Un reactor es una unidad diseñada para que en su interior se lleve a cabo una o varias reacciones químicas. El reactor es considerado una operación unitaria debido al cambio químico que ocurre entre la corriente de entrada y de salida. Se clasifican según su régimen de operación en: Reactor Discontinuo o tipo Batch En este tipo de reactor se introducen los reactivos al inicio del proceso y se dejan reaccionar por un tiempo preestablecido, luego se descargan los productos de la reacción y los reactantes no convertidos. La operación unitaria se realiza a las condiciones de presión y temperatura requeridas por la reacción. Reactor Continuo En este tipo de reactor los reactivos se introducen al equipo y los productos se extraen en forma simultánea, mientras tiene lugar la reacción química en el interior. Según el funcionamiento, los reactores más utilizados en la industria química, esta equipado con algún medio de agitación, así como con elementos de transferencia de calor, con la finalidad de suministrar o extraer calor. Reactor tipo tanque con agitación. Agitador Este tipo de reactor consiste en un tanque donde hay una Entrada de los reactivos entrada continua de reactivos y desde el cual salen los productos de la reacción. La agitación permite una mezcla Salida de los productos homogénea. También pueden estar provistos de una chaqueta que permite extraer o suministrar calor a la reacción, ver figura 19. Chaqueta Figura 19. Símbolo de un reactor tipo tanque con agitación y chaqueta. Esquema de procesos 28 Reactor tubular. En general es cualquier reactor de operación continua, con movimiento constante de uno o todos los reactivos en una dirección horizontal o vertical seleccionada, y en el cual no se hace ningún intento por inducir al mezclado. Tienen forma de tubos, los reactivos entran por un extremo y salen por el otro. La figura 20 muestra las dos distribuciones de este tipo de reactor. Salida de los productos Entrada de los reactivos Salida de los productos Entrada de los reactivos Figura 20. Símbolo de un reactor tipo tubular. Reactor de lecho fijo Los reactores de lecho fijo consisten en uno o más tubos empacados con partículas de catalizador, que operan en posición vertical. Las partículas catalíticas pueden variar de tamaño y forma: granulares, cilíndricas, esféricas, etc. Salida de los productos En algunos casos, especialmente con catalizadores metálicos como el platino, no se emplean partículas de metal, sino que éste se presenta en forma de mallas de alambre. La figura 21 muestra el símbolo más comúnmente utilizado. Entrada de los reactivos Figura 21. Símbolo de un reactor de lecho fijo. Esquema de procesos 29 6. PROCESOS DE SEPARACIÓN POR TRANSFERENCIA DE MATERIA 6.1. PROCESO DE DESTILACIÓN La destilación es un proceso que permite separar o fraccionar una mezcla en función de sus temperaturas de ebullición, partiendo del principio de la diferencia de volatilidad entre los elementos de la mezcla. Figura 22. Representación esquemática del proceso de destilación. La separación de la mezcla en el proceso de destilación ocurre debido a la transferencia de materia que se efectúa entre ambas fases; el compuesto más volátil pasa de la fase líquida a la fase de vapor y el menos volátil de vapor a líquido. En la figura 22 se muestra una representación gráfica del proceso. Esquema de procesos 30 El equipo utilizado para el proceso de destilación se llama condensador Destilado: rico en el componente más volátil torre o columna de destilación y su símbolo se muestra en la figura 23. La columna de destilación posee un calderín o rehervidor, en el fondo de la torre, que la alimenta de vapor y un Mezcla a separar condensador en el tope que la alimenta de líquido. El producto de tope se le llama Destilado y el que se obtiene por el fondo se le denomina Residuo. calderín Residuo: componente menos volátil Figura 23. Símbolo de una torre de destilación 6.2 PROCESO DE ABSORCIÓN La absorción es un proceso que permite separar o fraccionar una mezcla gaseosa utilizando un solvente líquido. Uno o varios de los componentes de la mezcla contaminada se disuelven en el solvente, mientras que el resto permanece en la fase gaseosa. El solvente no se debe evaporar. Aire La separación de la mezcla en el proceso de absorción ocurre debido a la transferencia de materia que se Solvente: Agua efectúa entre la corriente gaseosa y el solvente. La mezcla contaminada es introducida por el fondo de la torre, mientras que el solvente, en este caso agua, es introducida en contracorriente por el tope de la torre. El Agua--amoniaco amoniaco se disuelve en el agua y sale por el fondo de la columna, mientras que el aire sale relativamente puro por Mezcla a separar aire -amoniaco Figura 24. Torre de absorción el tope de la misma. Esquema de procesos 31 6.3 PROCESO DE EXTRACCIÓN El proceso de extracción tiene por finalidad la separación de una mezcla utilizando un solvente, líquido inmiscible con uno o varios componentes de la mezcla, formando 2 fases líquidas. El o los componentes de la mezcla que son miscibles en el Solvente: Agua solvente, Benceno se disuelven en éste, mientras que los componentes inmiscibles, permanecen en la otra fase. La extracción se basa en la diferencia de solubilidades de los componentes. La mezcla líquida, benceno-etanol, es introducida por el fondo de la torre y el solvente, agua, entra por el tope a contracorriente. El etanol se disuelve en el agua y sale por el Mezcla a separar: Benceno-etanol fondo de la columna, mientras que el benceno sale relativamente puro por el tope. Agua- etanol Figura 25. Torre de extracción 6.4 EVAPORACIÓN La evaporación es un proceso que tiene como purificar una sustancia evaporarada suspensión sólida-líquida, mediante la evaporación de uno de sus componentes. El equipo para este proceso se llama Entrada del medio de calentamiento Entrada de la mezcla salida del medio de calentamiento evaporador y su símbolo se muestra en la figura 26. La separación de la mezcla ocurre debido a la transferencia de materia que se efectúa cuando la mezcla se calienta y Otra sustancia Figura 26.Evaporador. uno de sus componentes se evapora. Esquema de procesos 32 7. PROCESOS DE SEPARACIÓN MECÁNICOS 7.1 SEDIMENTACIÓN Entrada de la mezcla líquido + sólido El proceso de sedimentación consiste en la separación de los sólidos contenidos en una suspensión líquidoFase líquida sólido o gas- sólido. En la figura 27 se muestra el símbolo general para este tipo de equipo cuando la sustancia es un líquido con una suspensión de sólidos. Este equipo también se le conoce como espesador. sólidos Figura 27. Símbolo de un sedimentador 7.2 DECANTACIÓN La decantación consiste en la separar dos líquidos inmiscibles. Estos equipos son tanques que se pueden disponer de forma vertical u horizontal y tienen Alimentación de la mezcla Fase de menor densidad Fase de mayor densidad como función almacenar una mezcla de dos sustancias inmiscibles y de densidades diferentes y que se separan dejándolos reposar un periodo de tiempo. Figura 28. Decantador 7.3 CICLÓN Los ciclones son separadores mecánicos de tipo centrífugo, en los cuales una suspensión es sometida a rotación, originando un campo de fuerza centrifuga que permite separar las partículas sólidas o líquidas de un fluido. En la figura 29 se muestra el símbolo usado para este equipo. Esquema de procesos 33 Entre sus principales aplicaciones se encuentran: Gas seco Gas contaminado o Purificar las corrientes gaseosas que contienen partículas sólidas contaminantes. o La recuperación de sólidos o líquidos de las corrientes gaseosas. Trazas de agua Figura 29. Símbolo utilizado para un decantador 8. INSTRUMENTOS DE MEDIDA Todo proceso industrial debe tener instrumentos que sean capaces de medir variables tales como: presión, caudal, nivel, temperatura, etc., ya que éstas son la clave de todo proceso. Estos instrumentos se pueden utilizar para alcanzar dos fines principales. En primer lugar, dan información acerca de lo que está sucediendo en el proceso por medio de agujas indicadoras, gráficas registradoras y otros medios. La norma con respecto a las líneas empleadas en los DFP para colocar los diferentes instrumentos se muestra en la figura 30. Línea principal del proceso Línea secundaria o de servicio Señal neumática Señal electrica Figura 30. Normas para las líneas empleadas en los DFP de instrumentación y control Los símbolos empleados para la designación de los instrumentos depende del lugar donde se encuentre instalado el instrumento de medida, en la figura 31 se muestra la simbología empleada. Esquema de procesos 34 Instrumento de medición montado localmente, es decir en la línea de proceso. AAA Instrumento de medición montado en panel de control, es decir no se AAA 1 AAA 1 encuentra en la línea de proceso sino en una sala de control. Dos instrumentos de medición montados en panel de control, uno puede ser BBB 2 un manómetro y otro un medidor de flujo, por ejemplo. Figura 31. Simbología para designar los instrumentos dentro de un DFP. A continuación se muestran algunos símbolos de instrumentos utilizados para medición de presión. En la figura 32 se muestra el símbolo utilizado para PI 8 Línea de proceso representar un indicador de presión montado localmente, esto quiere decir que el instrumento de Presion Indicator Indicador de presión medición, manómetro, esta montado en la línea de flujo del proceso. Figura 30. Simbología para designar un manómetro en una línea de proceso. En la figura 33 se muestra a la izquierda la simbología de un instrumento el cual es capaz de registrar la presión y este se encuentra montado en panel de control. A la derecha se visualiza el símbolo empleado si se tiene una válvula de control, en este caso en particular se muestra un controlador de presión. PCV 2 PR 5 Línea de presión Valve control presion Válvula de control de presión Figura 33. Símbolos para instrumentos que se dibujan en un diagrama de flujo de procesos. Esquema de procesos 35 En el anexo 8 se muestran otros ejemplos de diferentes instrumentos, como por ejemplo: medidores de temperatura, medidores de flujo etc. Codificación de los instrumentos de medición Al igual que esta normalizado los códigos asociados a los equipos que se utilizan en la industria de ingeniería química, existe una codificación para los instrumentos de medición. En la tabla que se muestra a continuación se presenta un extracto sacado de la norma ISA para instrumentación y control y presenta la codificación de los instrumentos más utilizados en E R IC V CONTROL VÁLVULA DE REGISTRADOR I INDICADOR ELEMENTO PRIMARIO Variable INDICADOR Función CONTROLADOR el departamento de procesos químicos. Flujo F FI FE FR FIC FV Presión P PI PE PR PIC PV Nivel L LI LE LR LIC LV Temperatura T TI TE TR TIC TV Análisis A AI AE AR AIC AV Conductividad C CI CE CR CIC CV En el anexo 9 se muestran la tabla completa en caso de que se necesite para la realización de los diagramas de flujo pedidos en el transcurso de la carrera . Esquema de procesos 36 ANEXO 1 Tabla resumen de las operaciones unitarias que se presentan en las industrias. Operación de transferencia de masa Fase de la mezcla en la alimentación Agente separación de Fases de productos los Evaporación Líquida Calor Líquido + vapor Destilación Líquida Calor Líquido + vapor Reducción de la presión Líquido + vapor Calor Líquido + vapor Líquido no volátil Líquido + vapor Propiedad Diferencia de volatilidad Destilación flash Líquida y/o vapor Despojamiento Líquida Absorción Gas Lixiviación Sólida Solvente Líquido + sólido Extracción Líquida Líquido inmiscible Dos líquidos Adsorción Gas o Líquida Adsorbente sólido Fluido y sólido Diferencia de potencial de adsorción Enfriamiento o calor que cause evaporación simultánea Líquido y sólido Diferencia en velocidades de solidificación Resina sólida Líquido + resina sólida Ley de acción de masas de los aniones y cationes disponibles Calor Sólido seco + vapor húmedo Cristalización Líquida Intercambio iónico Líquida Secado de sólidos Sólido húmedo Filtración Líquido + Sólido Ciclón Gas + Líquido o Sólido Flujo de inercia Solubilidad preferencial Diferencia en la solubilidad Evaporación de agua Líquido + Sólido Tamaño del sólido mayor al tamaño del poro del medio filtrante Gas + líquido o sólido Diferencia de densidad y tamaño Esquema de procesos 37 Centrifugado Líquido + líquido inmiscible Fuerza centrifuga Líquido + líquido inmiscible ANEXO 2 Ejemplo de Diagrama de Flujo de Procesos DFP. Presion (atm) Temp. (ºC) Flujo (ton/dia) 100 N-heptano 388 364.72 20 Benceno Dietilen-glicol 2 23.28 1 80 Corriente Mezcla de Benceno y n-heptano 3 80 79.6 0.4 11.64 194 194 182.36 182.36 11.64 5 P-101A/B 4 1 6 10 0.2 9.8 2 7 10 0.2 9.8 8 20 0.4 19.6 9 10 1.84 184 184 182.16 182.16 1.84 E-101 9163 Kg/h DIETILEN-GLICOL CE-101 n-heptano TK-102 BENCENO Y DIETILEN-GLICOL 3 4 CE-101 TK-101 TORRE DE EXTRACCIÓN TANQUE DE Di=0.75 m ; ALMACENAMIENTO platos perforados N- heptano paso triangular 99.5 % en peso P= 1 atm T=25ºC CD-101 9 E-104 3049 Kg/ h 5 6 E-102 55144 Kcal/h CD-101 TORRE DE DESTILACIÓN Di=2m ;P= 1 atm platos perforados paso triangular 10 E-105 3049 Kg/h 7 E-103 55144 Kcal/h CD-102 CD-102 TORRE DE DESTILACIÓN Di=2m ;P= 1 atm platos perforados paso triangular DIETILEN-GLICOL BENCENO TK-103 DFP BENCENO A PARTIR DE HIDROCARBUROS AROMÁTICOS 8 TK-103 TANQUE DE ALMACENAMIENTO Benceno 98 % en peso 38 Esquema de procesos Esquema de procesos 39 ANEXO 3 Ejemplo de Diagrama de tuberías e instrumentación DTI. Esquema de procesos 40 ANEXO 4 Ejemplo de Diagrama de instalación. Esquema de procesos 41 ANEXO 5 Símbolos de los equipos según norma ISA S5.5-1985. GROUP: LIQUID, GAS AND SOLIDS TRANSPORT GRUPO: TRANSPORTE DE LÍQUIDOS, GASES Y SÓLIDOS (Pump All types) Bombas (Displace pump) Bomba de desplazamiento (Sump pump) Bomba de pozo (Blower) Ventilador (Blower) Ventilador (Conveyor Blower) Sistema con ventilador (Reciprocating pump) Bomba reciprocante (Compressor) Compresor (Compressor rotary) Compresor rotativo (Conveyor screw) Sistema de transporte por tornillo (Vibrating Feeder) Alimentación con vibración (Conveyor Belt) correa transportadora (scale and hopper) balanza y silo (scale and truck) balanza y camión (Conveyor, vibrating) Sistema de vibración xx (Conveyor, bucket) Sistema de transporte tipo ascensor (Rotary feeder) Alimentación rotativa (Bagger) GROUP: CONTIANERS AND VESSELS GRUPO: TANQUES Y RECIPIENTES (Atmosferic storage tank) Tanque atmosférico (open tank) Tanque abierto (Tank, floating roof) Tanque con techo flotante (Gas holder) Depósito de gas con techo flotante (Spherical tank) Tanque esférico (Vertical vessel) Depósito vertical (Horizontal vessel pressure storage) Recipiente a presión (closed tank) Tanque cubierto (Hopper Bin) Tolva o Silo (Hopper Bin) Tolva o Silo (Tank Car) Recipiente transportador (Gas Cylinder) Cilindro de gas Esquema de procesos 42 Símbolos de los equipos según norma ISA S5.5-1985. Continuación.. GROUP: HEAT TRANSFER DEVICES GRUPO: EQUIPOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR C oo la H m eat ed in iu g m nt cw (tubular interchanger) Intercambiador de calor tubular (Heater) Calderín (Cooler-condenser) EnfriadorCondensador (Reboiler) Calderín o rehervidor (Hopper Bin) Tolva o Silo (Cooling tower) Torre de enfriamiento (Heat exchanger spray) Gases de combustión (Heating medium) Fuel oil (Coil cooler or heater in vessel) Int. Espiral en tanque (Furnace, fired) Generador de vapor (Furnace, fired) Horno o Caldera GROUP: FILTERS, EVAPORATORS AND DRIERS (Filter) Filtro (Filter press) Filtro prensa (Filter press) Filtro prensa GRUPO. FILTROS, EVAPORADORES Y SECADORES (Filter rotary) Filtro rotativo (Plate Filter) Filtro de plato Htg. Medium In Htg. Medium In Htg. Medium out Htg. Medium Out (Drier, spray) Secador (Drier, batch) Secador por carga (Drier, rotary) secador rotatorio (Condenser, air) Condensador por aire (Gas Cylinder) Cilindro de gas GROUP: CRUSHERS - GRINDERS (Evaporator) Evaporador Htg. medium out Htg. medium In (Downflow spray drier) (Drum drier) Secador con tambor GRUPO: TRITURADORES - MOLINOS CW (Chusher roll) Triturador de rodillos (Chusher gyratory) Triturador giratorio (Chusher, beat) Triturador de martillo (Grinder, ball) Molino de bolas (Grinder, ball) Molino de bolas (Flaker) Tostador Esquema de procesos 43 Símbolos de los equipos según norma ISA S5.5-1985. Continuación… GROUP: REACTORS GRUPO: REACTORES Y OTROS EQUIPOS Chaqueta (Reactor, agitador) (Drum, horizontal) Tambor horizontal (Filter, bag) Filtro de bolsa (Catalytic reactor) (Stack) Chimenea Reactor multi-tubular (Turbine) Turbina (Kneader) Amasador GROUP: PROCESS EQUIPMENT (Tank with agitator) Tanque con agitador Size reduction equip.. Reducción de tamaño GRUPO: EQUIPO DE PROCESOS HIGH MEDIUM Coolant or High Medium IN OUT IN OUT (Plate Column) Columna de platos (Packed Column) Columna empacada o rellena (Spray Column) Columna con rociadores (Tower with Integral Reboiler) Torre con calderín integrado (Horizontal vessel with heat interchanger) Recipiente horizontal con sistema de calentamiento o enfriamiento Esquema de procesos 44 ANEXO 6 Resumen de las normas ISA para trazar Diagramas de Flujo de Procesos en el departamento de procesos químicos. LÍNEAS DE SERVICIOS Alimentación inicial, materia prima Flecha para cambio o salida de plano LÍNEAS DE PROCESOS HW (Hot Water) Suministro de agua caliente CW (Cool Water) Suministro de agua de enfriamiento TW (Treatment Water) Suministro de agua desmineralizada XW Suministro de agua de lavado HS (High steam) Vapor alta presión Línea principal del proceso MS (Medium steam) Vapor media presión Línea secundaria o de servicio LS (Low steam) Vapor baja presión Señal neumática Válvula de compuerta 20 Señal electrica Válvula de asiento Presión psig CODIFICACIÓN DE LOS EQUIPOS XX Y ZZ Válvula de paso 50 Válvula de aguja A/B Temperatura ºC Válvula de retención 100 letras que identifican al equipo Indican equipos en paralelo Válvula de alivio Flujo GPM Número asignado al equipo Identifica a la planta Válvula de diafragma MEDIDORES DE FLUJO MISCELANEOS (open drain) Drenaje abierto (Orifice flowmeter) medidor de flujo tipo Placa de orificio (venturi flowmeter) medidor de flujo tipo tubo de venturi (flowmeter) Flujometro (steam trap) Trampa de vapor (Jet) Eyector (Closed drain) Drenaje cerrado FE (Static Mixer) Mezclador Estático M (Rotameter) Rotámetro CODIFICACIÓN DE LOS EQUIPOS LC (Presion controller) Controlador de presión FT FC (Flow controller) Controlador de Flujo (Pressure indicator) manómetro de Bourdon AP FI 3 (Level control) Control de Nivel (Temperature indicator) termopar, termopozo, termometro (Flow indicator) Rotametro, flujometro, venturi, placa de orificio 3 LT PI 3 3 TI 3 PC (Analysis Point) Punto de análisis 3 SÍMBOLOS PARA INSTRUMENTACIÓN PT (Liquid Level Gage) Indicador de nivel con tubo de vidrio (Agitator) Agitador 3 (Magnetic flowmeter) Flujometro magnético 3 FE (turbine flowmeter) Flujometro tipo turbina Esquema de procesos 45 ANEXO 7 Letras normalizadas DIN 17 Esquema de procesos 46 ANEXO 8 Símbolos para utilizados para instrumentación INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE TEMPERATURA TI 2 TI 5 Temperature Indicator (Indicador de temperatura) Indicador de temperatura montado en panel. TC 2 Temperature Controlator (Control de temperatura) SÍMBOLOS DE INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE FLUJO FI FE 3 Elemento de flujo primario Indicador de flujo Rotámetro FI 8 Indicador de flujo diferencial Manómetro en U SÍMBOLOS PARA INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE NIVEL Tubo de vidrio LC Indicador de nivel tipo visor de vidrio level control Controlador de nivel Esquema de procesos 47 ANEXO 9 Tabla de la codificación de los instrumentos (Q) FQ AQ WQ IQ KQ SQ (T) FT TT PT LT AT WT CT DT VT ET IT KT MT ST ST ZT (E) FE TE PE LE AE WE CE DE VE EE IE KE ME SE SE ZE (V ) FV TV PV LV AV WV CV DV VV MV SV SV ZV ( CV ) FCV TCV PCV LCV ( SV ) FSV TSV PSV VISORES DE VIDRIO (Y) FY TY PY LY AY WY CY DY VY EY IY KY MY SY SY ZY VALVULA REGULADORA AUTO VALVULA DE SEGURIDAD (ALIVIO) ( HC ) FHC THC PHC LHC AHC WHC CHC DHC VHC EHC IHC KHC MHC SHC SHC ZHC VALVULA DE CONTROL ELEMENTO PRIMARIO ( IC ) FIC TIC PIC LIC AIC WIC CIC DIC VIC EIC IIC KIC MIC SIC SIC ZIC TRANSMISOR ( RC ) FRC TRC PRC LRC ARC WRC CRC DRC VRC ERC IRC KRC MRC SRC SRC ZRC RELEVADOR (I) FI TI PI LI AI WI CI DI VI EI II KI MI SI SI ZI CONTROLADOR MANUAL ( R) FR TR PR LR AR WR CR DR VR ER IR KR MR SR SR ZR INTEGRADOR INDICADOR CONTROLADOR F T P L A W C D V E I K M S S Z REGISTRADOR CONTROLADOR FLUJO TEMPERATURA PRESIÓN NIVEL ANALISIS PESO CONDUCTIVIDAD DENSIDAD VISCOSIDAD VOLTAJE CORRIENTE TIEMPO HUMEDAD VELOCIDAD FRECUENCIA POSICIÓN INDICADOR VARIABLE REGISTRADOR tomado de la norma ISA-S5.5-1985 (G) FG LG VG ZG
