CAPÍTULO 3. INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL PLANTA DE PRODUCCIÓN DE ÁCIDO FÓRMICO INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. CAPÍTULO 3. INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL 3.1 INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 2 3.2 ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS DE CONTROL ........................................... 2 3.3 NOMENCLATURA Y SIMBOLOGÍA DE LAZOS DE CONTROL .................. 3 3.3.1 REPRESENTACIÓN DE FUNCIONES Y CÁLCULOS EN P&ID ............. 4 3.3.2 VÁLVULAS DE CONTROL Y VÁLVULAS MANUALES ........................ 5 3.3.3 OTROS EQUIPOS Y ACCESORIOS EN P&ID ........................................... 6 3.4 CODIFICACIÓN DE UN P&ID ............................................................................ 7 3.5 CODIFICACIÓN DE INSTRUMENTOS Y EQUIPOS EN P&ID CON LAZOS DE CONTROL ............................................................................................................. 1 3.6 CODIFICACIÓN DE INSTRUMENTOS Y EQUIPOS EN P&ID SIN LAZOS DE CONTROL ................................................................................................................... 2 3.7 SISTEMA DE MONITORIZACIÓN..................................................................... 2 3.9 INSTRUMENTACIÓN UTILIZADA ................................................................. 12 3.9.1 MEDIDORES DE PRESIÓN ........................................................................ 12 3.9.2 MEDIDORES DE TEMPERATURA ........................................................... 15 3.9.3 MEDIDORES DE NIVEL ............................................................................ 18 3.9.4 MEDIDORES DE CAUDAL ........................................................................ 20 3.10 NOMENCLATURA Y SIMBOLOGIA PARA LA CARACTERIZACIÓN DE UN LAZO DE CONTROL......................................................................................... 21 1 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. 3.1 INTRODUCCIÓN La implementación de equipos de control permite garantizar la seguridad en la planta y la recopilación de información de todo el proceso para validar que esta opere correctamente. En este apartado se presenta toda la información referente a los sistemas de control para cada zona de la planta. Por este motivo se han descrito todas las variables manipuladas y medidas para cada elemento del equipo, las arquitecturas de control, los elementos de análisis y la medida de cada parámetro analizado en el equipo. Al diseñar los planos de control se ha procurado no sobreespecificar el sistema para evitar gastos innecesarios. 3.2 ELEMENTOS DE LOS SISTEMAS DE CONTROL Los instrumentos básicos que forman el sistema de control son los siguientes: Sensor: es el primer elemento que tendrá un lazo de contol. La función del sensor es la de medir las variables físicas o químicas del sistema. Transmisor: Instrumento que tiene por función convertir la lectura de un sensor a una señal digital estándar que pueda ser transmitida. Controlador: El controlador recibe la señal de la variable medida y lo compara con el valor consigna establecido, emitiendo una acción correctora. Este controlador puede ser proporcional, proporcional integral o proporcional integral derivativo. Transductor: Instrumento que convierte una señal eléctrica en una señal neumática para enviar la señal al elemento final de control. Elemento final: Instrumento que actúa sobre la variable manipulada. 2 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. 3.3 NOMENCLATURA Y SIMBOLOGÍA DE LAZOS DE CONTROL Para la nomenclatura y simbología se han seguido las normas ANSI/ISA-S5.1 (Instrument Society of America). A continuación se muestran algunos ejemplos de información que nos encontraremos en los planos de simbología: Figura 1. Nomenclatura de las líneas de control 3 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Figura 2. Símbolos de función Para representar en un P&ID las funciones y señales recibidas o originadas por el sistema de control principal se usará el símbolo 4. Además del sistema de control principal hay muchos pequeños controladores locales (PLC), las señales generadas por estos controladores se representarán con el símbolo 10. Mientras que si la señal es generada por un panel eléctrico, se puede representar con el símbolo 1. 3.3.1 REPRESENTACIÓN DE FUNCIONES Y CÁLCULOS EN P&ID Para la representación de funciones y cálculos en P&ID, lo más sencillo es usar "Y", como se muestra en los siguientes dibujos, que representarían una función genérica: Figura 3. Ejemplo de representación de funciones en P&ID ("PY" Cálculo de Presión; "TY" Cálculo de Temperatura; "FY" Cálculo de caudal; "XY" Cálculo Adimensional). 4 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Se añadiría "I" si además de realizar la operación, se quisiera representar en pantalla el valor calculado, como “FIY”. Un ejemplo del uso de esta función seria en la representación de la media de tres valores redundantes, como en el uso de tres transmisores de presión diferencial para medir el nivel de un taque. Todas estas señales serán enviadas a un sistema de control donde se configurara la función, “LIY”. 3.3.2 VÁLVULAS DE CONTROL Y VÁLVULAS MANUALES Podemos dividir las válvulas en cinco grandes grupos ejemplificados a continuación. Figura 4. Clasificación de válvulas y su correspondiente representación para P&ID Además puede representarse la posición habitual de las válvulas manuales como se muestra en la siguiente figura. Figura 5. Representación para P&ID de válvulas en función de su apertura 5 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. 3.3.3 OTROS EQUIPOS Y ACCESORIOS EN P&ID Figura 6. Representación de diferentes accesorios en P&ID 6 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. 3.4 CODIFICACIÓN DE UN P&ID A continuación se muestran las combinaciones típicas de letras para caracterizar los elementos en un lazo de control. Tabla 1. Combinaciones típicas que caracterizan un lazo de control 7 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. 3.5 CODIFICACIÓN DE INSTRUMENTOS Y EQUIPOS EN P&ID CON LAZOS DE CONTROL Figura 7. Modo de codificación de un instrumento en un P&ID En el ejemplo del dibujo, el nombre completo del equipo será “20-FT-1982 A”. Este código no se repetirá para ningún otro equipo de la planta. La codificación seguirá la siguiente nomenclatura: Primera parte (Unidad) podemos leer dos dígitos “20”, que en nuestro ejemplo, representa la unidad a la que pertenece el equipo. Por ejemplo, si nuestro instrumento forma parte de la unidad de tanquería se escribirá 900, dicho instrumento pertenece a la área 900. Segunda parte (Tipo de instrumento) el código nos muestra dos letras “FT”, estas letras indican el tipo de instrumento, en nuestro caso es un transmisor de caudal (Flow-meter). Tercera parte (Número del lazo) “1982” cada lazo de control se le da un número consecutivo. Un lazo de control es un conjunto de equipos, cuya lógica de control está directamente relacionada. En el presente proyecto el número de lazo de control será indicativo del área donde se encuentra. Por ejemplo, si un lazo de control forma parte de la área 900, el primer lazo de control será el 901; el siguiente será el 902 y así sucesivamente. 1 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Cuarta parte (Sufijo) se puede poner una última letra en el código, para indicar que el equipo es redundante, como el “FT”, “A” y “B”. Se ponen equipos redundantes en lazos críticos, para que en caso de fallo de un equipo, actúe el otro. 3.6 CODIFICACIÓN DE INSTRUMENTOS Y EQUIPOS EN P&ID SIN LAZOS DE CONTROL Para dichos instrumentos solo cambiara el número de la tercera parte. Se numeraran los instrumentos según el área en que estén situados. Es decir el primer instrumento numerado será el 1, el siguiente el 2, y así sucesivamente. Al cambiar de área se volverá a empezar a contar desde el 1. 3.7 SISTEMA DE MONITORIZACIÓN El sistema de monitorización de la planta esta gobernado por un PLC (Programable logic controller) en cada zona. Un PLC es una computadora utilizada en la ingeniería de automatización industrial para procesos electromecánicos que tiene como ventaja que esta diseñada para múltiples señales de entrada y salida, amplios rangos de temperatura, inmunidad al ruido eléctrico y resistencia a la vibración. Cada PLC estará dentro de un armario con todos los módulos de entradas y salidas analógicas y digitales conectadas para recibir todas las señales de los equipos de la zona donde se encuentre, por tal de poder visualizar el estado del proceso controlado desde fuera del armario. Cada controlador PLC estará gobernado por un ordenador central situado en la sala de control que funcionará con un software SCADA. El PLC utilizado será el Siemens PCS7 (PLCAS417) que acepta entre 3000 y 4000 señales. Este software permite controlar y supervisar procesos a distancia facilitando la retroalimentación a tiempo real con dispositivos como sensores y actuadores y controla el proceso de forma automática. 2 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Figura 8. Esquema de un PLC 3.8 SEÑALES DE INSTRUMENTACIÓN DE PLANTA Tabla 2. Señales del área 900 EQUIPO T-901 T-901 T-901 T-901 T-901 T-901 T-901 T-901 T-901 T-901 T-901 T-901 T-901 T-901 T-901 T-901 T-902 T-902 T-902 T-902 T-902 T-902 T-903 ÍTEM 900-LSH-901 900-NV-901 900-LSL-902 900-NV-902 900-LSH-903 900-NV-903 900-LSL-904 900-NV-904 900-FIT-905 900-FIC-905 900-LT-1 900-PIT-2 900-TT-3 900-LT-4 900-PIT-5 900-TT-6 900-LSH-906 900-NV-906 900-PIT-7 900-TT-8 900-TSH-9 900-LT-10 900-FIT-907 SITUACIÓN campo campo campo campo campo campo campo campo campo sistema de control campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo 3 TIPO DE SEÑAL digital digital digital digital digital digital digital digital analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico digital digital analógico analógico digital analógico analógico INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. T-903 T-903 T-903 T-903 T-903 T-903 T-903 T-903 T-903 T-903 T-903 900-FIC-907 900-LSH-908 900-NV-908 900-LSL-909 900-NV-909 900-LSH-910 900-NV-910 900-LSL-911 900-NV-911 900-LT-11 900-LT-12 sistema de control campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo analógico digital digital digital digital digital digital digital digital analógico analógico Tabla 3. Señales del área 300 EQUIPO T-302 T-302 T-302 T-302 T-302 T-302 T-302 T-302 E-300.1 E-300.1 E-300.1 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 ÍTEM 300-FIT-301 300-FIC-301 300-AIC-301 300-AT-301 300-LT-1 300-LSH-2 300-TSH-3 300-PIT-4 300-TT-302 300-TC-302 300-TV-302 300-FT-303 300-FIC-303 300-FV-303 300-TT-304 300-TIC-304 300-TV-304 300-TT-305 300-TIC-305 300-TV-305 300-TT-306 300-TIC-306 300-TV-306 300-FIT-307 300-FIC-307 300-FV-307 300-LT-308 300-LIC-308 SITUACIÓN campo sistema de control sistema de control campo campo campo campo campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control 4 TIPO DE SEÑAL analógico analógico analógico analógico analógico digital digital analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 R-300 C-301 C-301 C-301 C-301 C-301 C-301 C-301 C-301 C-301 C-301 C-301 C-301 C-301 C-301 C-301 C-301 C-301 C-301 C-302 C-302 300-LT-309 300-LIC-309 300-LT-310 300-LIC-310 300-LV-310 300-FT-5 300-SI-6 300-PSHL-7 300-PIT-8 300-SI-9 300-PSHL-10 300-PIT-11 300-SI-12 300-PSHL-13 300-PIT-14 300-TSHL-15 300-TSHL-16 300-TSHL-17 300-FT-18 300-FIT-19A 300-FIT-19B 300-PIT-311 300-PIC-311 300-PV-311 300-PIT-312 300-PIC-312 300-PV-312 300-PIT-312A 300-PIC-312A 300-PV-312A 300-PIT-312B 300-PIC-312B 300-PV-312B 300-PIT-312C 300-PIC-312C 300-PV-312C 300-LT-313 300-LIC-313 300-PIT-20 300-dPT-314 300-PIC-314 campo sistema de control campo sistema de control campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control 5 analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico digital analógico analógico digital analógico analógico digital analógico digital digital digital analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. C-302 C-302 C-302 C-302 C-302 C-302 C-302 C-302 C-302 C-302 C-302 C-302 C-302 C-302 C-301 C-301 C-301 C-301 D-302 D-302 D-302 D-302 D-302 D-302 D-302 C-303 C-303 C-303 C-303 C-303 C-303 C-303 C-303 C-303 C-303 C-303 C-303 C-303 C-303 C-303 C-303 300-PV-314 300-LT-315 300-LC-315 300-LV-315 300-TT-316 300-TIC-316 300-TV-316 300-PIT-317 300-PIC-317 300-PV-317 300-TT-21 300-FT-22 300-TI-23 300-TI-24 300-TT-25 300-LSH-26 300-LSL-27 300-FIT-28 300-TT-318 300-TIC-318 300-TV-318 300-LIT-319 300-LIC-319 300-LV-319 300-LSH-29 300-LT-320 300-LIC-320 300-LV-320 300-dPT-321 300-PIC-321 300-PV-321 300-FIT-322 300-FIC-322 300-FV-322 300-PT-323 300-PIC-323 300-PV-323 300-TIT-324 300-TIC-324 300-TV-324 300-LSL-30 campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo 6 analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico digital digital analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico digital analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico digital INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. C-303 C-303 C-303 T-301 T-301 T-301 T-301 T-301 300-LSH-31 300-FIT-32 300-FIT-33 300-LT-34 300-PIT-35 300-LSH-36 300-TSH-37 300-TT-38 campo campo campo campo campo campo campo campo digital analógico analógico analógico analógico digital digital analógico Tabla 4. Señales del área 400 EQUIPO P-R401.1 P-R401.1 P-R401.2 P-R401.2 E-401.2 E-401.2 E-401.2 E-401.1 E-401.1 E-401.1 R-401 R-401 R-401 R-401 R-401 R-401 R-401 R-401 R-401 R-401 R-401 T-401 T-401 T-401 T-401 E-402.1 E-402.1 E-402.1 R-402.1 R-402.1 R-402.1 ÍTEM 400-FT-401 400-FIC-401 400-FT-402 400-FIC-402 400-TT-403 400-TIC-403 400-TV-403 400-TT-404 400-TIC-404 400-TV-404 400-TT-405 400-TIC-405 400-TV-405 400-LT-406 400-LIC-406 400-LV-406 400-SI-1 400-PIT-2 400-LSH-3 400-TSHL-4 400-PSHL-5 400-LSH-6 400-LIT-7 400-PIT-8 400-TSH-9 400-TT-407 400-TIC-407 400-TV-407 400-FT-408 400-FIC-408 400-FV-408 SITUACIÓN campo sistema de control campo sistema de control campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo 7 TIPO DE SEÑAL analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico digital digital digital digital analógico analógico digital analógico analógico analógico analógico analógico analógico INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. R-402.1 R-402.1 R-402.1 R-402.1 R-402.1 R-402.1 R-402.1 R-402.1 R-402.1 R-402.1 R-402.1 R-402.2 R-402.2 R-402.2 R-402.2 R-402.2 R-402.2 R-402.2 R-402.2 R-402.2 R-402.2 R-402.2 R-402.2 R-402.2 R-402.2 C-401 C-401 C-401 C-401 C-401 C-401 C-401 C-401 C-401 C-401 C-401 C-401 C-401 C-401 C-401 C-401 400-TT-409 400-TIC-409 400-TV-409 400-LT-410 400-LIC-410 400-LV-410 400-SI-10 400-PSHL-11 400-PIT-12 400-LSH-13 400-TSHL-14 400-FT-411 400-FIC-411 400-FV-411 400-TT-412 400-TIC-412 400-TV-412 400-LT-413 400-LIC-413 400-LV-413 400-SI-15 400-PSHL-16 400-LSH-17 400-PIT-18 400-TSHL-19 400-PIT-414 400-PIC-414 400-PV-414 400-dPT-415 400-PIC-415 400-PV-415 400-LT-416 400-LC-416 400-LV-416 400-TT-417 400-TIC-417 400-TV-417 400-PIT-20 400-TT-21 400-FT-22 400-FIT-23 campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo campo campo campo campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo campo campo campo campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo campo campo campo 8 analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico digital analógico digital digital analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico digital digital analógico digital analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. C-401 C-401 C-401 C-401 C-401 C-401 D-401 D-401 D-401 D-401 D-401 D-401 D-401 C-402 C-402 C-402 C-402 C-402 C-402 C-402 C-402 C-402 C-402 C-402 C-402 C-402 C-402 C-402 C-402 C-402 C-402 D-402 D-402 D-402 D-402 D-402 D-402 D-402 D-402 T-403 T-403 400-TT-24 400-LSL-25 400-LSH-26 400-TI-27 400-TI-28 400-PIT-29 400-TT-418 400-TIC-418 400-TV-418 400-LT-419 400-LIC-419 400-LV-419 400-LSH-30 400-dPT-420 400-PIC-420 400-PV-420 400-LT-421 400-LC-421 400-LV-421 400-TT-422 400-TIC-422 400-TV-422 400-TT-31 400-FT-32 400-FIT-33 400-TT-34 400-LSL-35 400-LSH-36 400-TI-37 400-TI-38 400-PIT-39 400-TT-423 400-TIC-423 400-TV-423 400-LT-424 400-LIC-424 400-LV-424 400-LSH-40 400-FIT-41 400-TT-425 400-TIC-425 campo campo campo campo campo campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo campo campo sistema de control 9 analógico digital digital analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico digital analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico digital digital analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico digital analógico analógico analógico INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. T-403 T-403 T-403 T-403 T-403 C-403 C-403 C-403 C-403 E-403.2 E-403.2 E-403.2 C-404 C-404 C-404 C-404 C-404 C-404 C-404 C-404 C-404 C-404 C-404 C-404 C-404 C-404 C-404 C-404 C-404 C-404 C-404 D-404 D-404 D-404 D-404 D-404 D-404 D-404 D-404 D-404 400-TV-425 400-LT-426 400-LIC-426 400-LSH-42 400-PIT-43 400-LT-427 400-LIC-427 400-TIT-44 400-PIT-45 400-TT-428 400-TIC-428 400-TV-428 400-LT-429 400-LC-429 400-LV-429 400-dPT-430 400-PIC-430 400-PV-430 400-PIT-431 400-PIC-431 400-TT-432 400-TIC-432 400-TV-432 400-FIT-46 400-TT-47 400-LSL-48 400-LSH-49 400-TI-50 400-TI-51 400-FT-52 400-TT-53 400-TT-433 400-TIC-433 400-TV-433 400-LT-434 400-LIC-434 400-LV-434 400-LSH-54 400-PI-55 400-FIT-56 campo campo sistema de control campo campo campo sistema de control campo campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo sistema de control campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo campo campo 10 analógico analógico analógico digital analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico digital digital analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico digital analógico analógico INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Tabla 5. Señales del área 500 EQUIPO T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 T-500 ÍTEM 500-TT-501 500-TIC-501 500-TV-501 500-TT-502 500-TIC-502 500-TV-502 500-TT-503 500-TIC-503 500-TV-503 500-TT-504 500-TIC-504 500-TV-504 500-LSH-505 500-NV-505 500-LSH-506 500-NV-506 500-LSH-507 500-NV-507 500-LSH-508 500-NV-508 500-LSL-509 500-NV-509 500-LSL-510 500-NV-510 500-LSL-511 500-NV-511 500-LSL-512 500-NV-512 500-TSL-513 500-NV-513 500-TSL-514 500-NV-514 500-TSL-515 500-NV-515 500-TSL-516 500-NV-516 500-LT-1 500-LT-2 500-LT-3 500-LT-4 SITUACIÓN campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo sistema de control campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo campo 11 TIPO DE SEÑAL analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico analógico digital digital digital digital digital digital digital digital digital digital digital digital digital digital digital digital digital digital digital digital digital digital digital digital analógico analógico analógico analógico INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Tabla 6. Recuento de señales área señal analógica señal digital 900 15 19 300 103 15 400 132 21 500 16 24 total 266 79 En nuestra planta habrá un total de 266 señales analógicas y 79 de digitales. 3.9 INSTRUMENTACIÓN UTILIZADA 3.9.1 MEDIDORES DE PRESIÓN La presión es una fuerza por unidad de superficie. La presión se puede medir en valores absolutos o diferenciales. A continuación se citan las clases de presión que lo instrumentos, generalmente, miden en la industria. Presión absoluta. Se mide en relación al cero absoluto de presión Presión atmosférica. Es la presión ejercida por la atmosfera terrestre medida mediante un manómetro. Al nivel del mar, esta presión es de 760 mmHg absolutos. Presión relativa o manométrica. Es la determinada por un elemento que mide la diferencia entre la presión absoluta y la atmosférica del sitio donde se efectúa la medida. En este proceso todos los medidores de presión serán de este tipo. Presión diferencial. Es la diferencia entre dos presiones Vació. Es la diferencia de presiones entre la presión atmosférica existente y la presión absoluta, es decir, es la presión medida por debajo de la atmosférica. Para la instrumentación de presión que no requiera ser transmitida a la sala de control, instrumentos locales, se usará un elemento primario elástico que se deforma por la presión interna del fluido que contiene. Para las áreas en que se trabaje a presiones de hasta 2 bares y con fórmico se utilizara una mancha, ya que permite aislar el fluido y se caracteriza por una gran durada. Para rangos de presiones mayores se utilizara un tubo de Bourdon tipo C. Para la instrumentación que requiera que la señal sea transmitida se utilizaran medidores de efecto capacitivo y de medición piezoresistiva. 12 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. En los medidores de efecto capacitivo los condensadores son compuestos de dos placas conductoras y paralelas, son portadores de la misma carga eléctrica pero de signo contrario. En este tipo de medidor, una o las dos placas del condensador son diafragmas. Cuando se presurizan, el diafragma flexiona y cambia el grosor del dieléctrico intermedio. Por otro lado, en la medida piezoresistiva de la presión, la fuerza actúa sobre un mecanismo que la pueda medir por el cambio de la resistencia. 3.9.1.1 medidores de presión para R-300 Dichos reactores operan a presiones de 136 bara y temperaturas de 90 ºC. Se requerirá el uso de un transmisor de presión ATEX con celda de medición piezoresistiva que puede operar a temperaturas de hasta 130ºC y presiones de hasta 400 bares. Medirá tanto la presión absoluta como la manométrica. Figura 9. Medidor de presión Cerabar M PMP51 de Endress+Hauser. 3.9.1.2 mediores de presión para C-301 Dicho tanque flash trabaja a presiones de 380 mmHg y opera a temperaturas de -2ºC. En este caso se ha escogido el medidor Cerabar M PMC51 que dispone de una medición capacitiva y es apto para zonas ATEX. Figura 10. Medidor de presión Cerabar M PMC51 13 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. 3.9.1.3 medidores de presión para las columnas de destilación Se instalaran manómetros de presión diferencial, para medir las pérdidas de carga de la columna, aptos para zona ATEX. En las columnas situadas después de la hidrolisis se utilizaran medidores con diafragma sellado dado la alta concentración de ácido fórmico. El diafragma permite que el equipo quede aislado del ácido fórmico. Además el material del diafragma es del tipo 316L, resistiendo así el daño por corrosión. Figura 11. Medidor de presión deltabar S FMD77 Para el resto de columnas se utilizara el modelo Deltabar M PMD55 apto para zona ATEX. Figura 12. Medidor de presión Deltabar M PMD55 14 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. 3.9.1.4 medidores de presión para los reactores R-400 A pesar de que en estos reactores se produzca el ácido fórmico no es necesario el uso de un diafragma sellado. La concentración de fórmico no supera el 20% en masa. Con lo que con un transmisor digital con sensor capacitivo de un material AISI 316 L será suficiente. Figura 13. Medidor de presión Cerabar S PMC71 3.9.2 MEDIDORES DE TEMPERATURA Los dos tipos de termómetros más usados son: los termómetros de resistencia o termistores (RTDs en inglés) y los termopares (thermocouples), los más utilizados a nivel industrial y por tanto los más económicos. Cuando se requiera mayor exactitud y fiabilidad se usarán los termistores. Los primeros se basan en el principio de que al aumentar la temperatura, aumenta la resistencia del conductor que forma el elemento propio de la resistencia. La variación de resistencia de las sondas es medida con un circuito de puente Wheatstone dispuestos en montajes de dos, tres o cuatro hilos, según sea el número de hilos de conexión a la resistencia. La sonda PT100 es el termistor más común. Los termopares se basan en el efecto descubierto por Seebeck en 1821, de la circulación de una corriente en un circuito formado por dos metales diferentes las uniones de las cuales (unión de medida o caliente y unión de referencia o fría) se mantienen a diferente temperatura. 15 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Como la f.e.m. generada es una función de las temperaturas de las dos uniones, es necesario controlar o referir las medidas a la temperatura de la unión de referencia o unión fría. 3.9.2.1 medidores de temperatura para los tanques zona atex Se usan termómetros de resistencia. En este caso se usará el Omnigrad S TR15 con sonda PT 100 TF y con tubo de protección para las columnas que operan en altas concentraciones de ácido fórmico. Figura 14. Medidor de temperatura Omnigrad S TR15 3.9.2.2 medidores de temperatura para los reactores R-300 En dichos reactores se trabaja a 136 bares y temperaturas que no exceden los 100ºC. Se usara un RTD, concretamente una sonda PT 100. Son más precisos y estables que los termopares pero su rango de temperaturas es menor. Aunque el reactor R-300 no trabaja a temperaturas elevadas. Al producirse una reacción exotérmica es altamente recomendable el uso de un termistor 3.9.2.3 medidores de temperatura para los reactores R-400 y resto de areas Debido a que no es necesaria una alta exactitud se usará un termopar tipo K. Es importante citar que el tiempo de respuesta del termopar con vaina o tubo de protección será de tres a diez veces mayor que el del termopar sin protección. Los métodos generalmente utilizados, para reducir el tiempo de respuesta, consisten en minimizar la cámara de aire entre el sensor y la vaina o en sustituirla por un medio más conductor, con lo cual se facilita la transferencia de calor entre los dos elementos. Esto se logra por ajuste del diámetro externo del sensor con el interno del tubo de protección o introduciendo una pequeña cantidad de aceite o de polvo de grafito y aceite en el interior de la vaina, de modo que el termopar quede sumergido. 16 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Para la zona de inflamables es importante un tubo de protección, como el uso de una vaina. 3.9.2.4 Switches de termostato bimetalicos Los switches (interruptores) envían una señal digital (todo-nada, "1" o "0", sí o no) a un lugar remoto. Los switches de temperatura más usados son los de termostato. Los termostatos más utilizados son los bimetálicos, al llegar a una temperatura, un elemento metálico se dilata y activa un interruptor. Figura 15. Esquema de un termostato bimetálico El interruptor puede ser cableado por ejemplo a un cuadro eléctrico o a un armario de control. Figura 16. Esquema de un interruptor Otros switches ampliamente usados en la industria son los llamados PTC. Estos switches son realmente termo-resistencias, pero al contrario que las PT100 (usadas para transmitir valores analógicos), las PTC varían exponencialmente cuando llegan a un 17 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. valor de temperatura; lo que hace que no sean útiles para medir pero si para mandar una señal de disparo. Las PTC no se suelen cablear directamente a ningún equipo de control, suelen requerir instalar un equipo electrónico en el medio que interprete el valor medido por el sensor y que abriendo o cerrando un interruptor nos indique si se ha sobrepasado o no un valor previamente fijado. 3.9.3 MEDIDORES DE NIVEL Para los tanques y columnas se usarán LSHL con horquillas vibrantes y con WHG/ prevención al sobrellenado, como el Liquiphant FTL50. Figura 17. Alarma de nivel Liquiphant FTL50 3.9.3.1 Medidores de nivel para Tanques verticales presurizados, con agitación o con altas concentraciones de formico En dichos tanques se instalarán medidores de nivel por presión diferencial ya que son de los más económicos. En los tanques de almacenaje de ácido fórmico se utilizaran medidores con diafragma sellado dado la alta concentración de este. El diafragma permite que el equipo quede aislado del ácido fórmico. Además el material del diafragma es del tipo 316L, resistiendo así el daño por corrosión. 18 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Figura 18. Medidor de nivel deltabar S FMD77 Para el resto de los tanques y los reactores R-400 se utilizara el modelo Deltabar M PMD55 mostrado a continuación. Figura 19. Medidor de nivel Deltabar PMD55 3.9.3.2 Medidores de nivel para las columnas de destilación En dichas columnas se instalará un bypass para medir el nivel en el fondo de la columna. En las zonas de alta concentración de fórmico se usaran medidores por presión diferencial con diafragma sellado, mientras que en las zonas en que no haya altas concentraciones de fórmico se usara un flotador acoplado magnéticamente. El uso de un flotador no es adecuado para tanques agitados, ni para zonas corrosivas. 3.9.3.3 Medidores de nivel para equipos sin presurizar o sin productos corrosivos en su interior Se usaran flotadores acoplados magnéticamente debido a su bajo coste. 19 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. 3.9.3.4 Medidores de nivel para los reactores R-300 En dichos reactores se requerirá una alta inversión en instrumentación. Será requerido un medidor de nivel con medición por radar, dicha tecnología esta sustituyendo los ultrasonidos debido a su mejor precisión. El modelo escogido es el radar FMR51, apto para zonas atex. 3.9.4 MEDIDORES DE CAUDAL Los principales tipos de sensores de caudal son los que funcionan por presión diferencial, los electromagnéticos, de vórtice, de turbina, y de Coriolis. Las placas de orificio y los tubos Venturi son los sensores de velocidad de flujo por presión diferencial más populares, donde la diferencia de presión medida a través del sensor es proporcional al cuadrado de la velocidad de flujo volumétrico. Las placas de orificios son relativamente baratas y están disponibles en muchos materiales para adaptarse a aplicaciones particulares. Este tipo de sensor es generalmente preferido para medir flujos de gas y líquidos. Sin embargo, las placas de orificio suelen tener una relativamente alta caída de presión irrecuperable y su alcance es limitado. La inversión de un tubo de flujo de tipo Venturi es generalmente mayor que el de una placa de orificios para la misma aplicación pero la precisión es mejor. Una alta caída de presión de la placa de orificios a veces dicta el uso de un flujo de tipo tubo Venturi debido al costo total. La correcta instalación de las placas de orificio y tubos Venturi requiere una longitud de tubería recta aguas arriba y aguas abajo del sensor. Las tomas de presión y conexiones para el transmisor de presión diferencial deben estar situadas de manera que se evite la acumulación de vapor en la medición de un líquido y la acumulación de líquido cuando se mide un vapor. Así pues, en nuestra planta se ha escogido el uso de caudalimetros electromagnéticos Para la medición del CO de que proviene por canalizaciones se requiere una alta inversión y se instalaran dos medidores de caudal tipo Coriolis. 20 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. 3.10 NOMENCLATURA Y SIMBOLOGIA PARA LA CARACTERIZACIÓN DE UN LAZO DE CONTROL ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: T-902 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 900 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO LAZO ANALOGICO L-301 900-FIT-301 900-AIT-301 P-902 SC CAMPO 900-AIC-301 21 900-FIC-301 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Tanque almacenamiento metóxido sódico. Lazo de caudal aportado al proceso. El objetivo de este lazo es mantener la cantidad estipulada de metóxido de sodio por los balances de materia en la entrada líquida del reactor R-301. La concentración de catalizador en la entrada de líquido al reactor se medirá en el tanque mezclador T-302 ya que se sitúa previo a la entrada de este. Se usará un medidor de la conductividad para conocer la concentración de catalizador en la mezcla ya que este es una sal y se disocia en presencia de metanol. Para conseguir el objetivo de mantener la concentración deseada en el T-302 es requerido un control tipo cascada para realizar la comparación entre dos parámetros, que en este caso son el caudal aportado y la concentración conseguida en el mezclador. Eso significa que dependiendo de la concentración de metóxido sodico que hay en el T-302, es decir, de si es más alta o más baja del set point principal se permitirá el paso de más o menos caudal, el cual corresponde al control secundario de dicho control. El elemento actuador será un bomba unida a un variador de presión que hará variar el caudal. Caracterización de los lazos Identificación: L-301. Definición: Control del aporte de metóxido de sodio fresco diluido en metanol desde el tanque de T-902 hacia el tanque de homogenización de metanol. Variable controlada: Concentración de metóxido de sodio en el tanque de homogenización T-302 i caudal de metóxido de sodio del T-902. Variable manipulada: Caudal de metóxido de sodio al 30% en masa hacia proceso. Set-point: El valor de consigna es de 0.2% en masa. Tipo de lazo: Cascada. 22 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: T-901.1/2 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 900 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 900-FIT-902 LAZO ANALOGICO L-902 P-901 SC CAMPO 900-FIC-902 23 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Tanque almacenamiento de metanol. Lazo de control caudal de metanol El objetivo del lazo es mantener el aporte suficiente de caudal de metanol estipulado en los balances de materia que asegura la entrada de reactivo fresco estipulado en la operación estacionaria de la planta para cumplir los balances de materia. El caudal de salida del tanque va dirigido hacia el tanque de homogenización previo a los reactores y allí se mezclará con los tres corrientes recirculados de metanol y el aporte de metóxido sódico mezclado con metanol procedente del tanque de materias primas T-901.1 y T901.2. Para ello se utiliza un control feedback que consiste en hacer un control continuo del caudal enviado a proceso mediante un variador de velocidad conectado al motor de la bomba P-901 . Caracterización del lazo Identificación: L-902 Definición: Control de aporte de metanol fresco al tanque de homogenización desde T901.1 y T-901.2. Variable controlada: Caudal de metanol fresco enviado a proceso. Variable manipulada: Velocidad del motor de la bomba P-901. Set-point: El valor de consigna es de 0.036 m3/h. Tipo de lazo: Feedback. 24 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: T-903.1/2 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 900 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 900-FIT-904 LAZO ANALOGICO L-904 P-904 SC CAMPO 900-FIC-904 25 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Tanque de almacenamiento de agua descalcificada. Lazo del caudal aportado al proceso. El objetivo de este lazo es conseguir el caudal de agua descalcificada estipulado por los balances de materia hacia la zona de reacción R-400. Para ello se utiliza un control feedback que consiste en hacer un control continuo del caudal enviado a proceso mediante un variador de velocidad conectado al motor de la bomba P-904. El agua puede ser aspirada desde el tanque T-903.1 i/o el T-903.2, dependiendo de cuál de ellos esté operativo o de las necesidades de caudal. Caracterización del lazo Identificación: L-904. Definición: Control del caudal de agua de reacción enviado a R-400. Variable controlada: Caudal de agua hacia R-400. Variable manipulada: Velocidad del motor de la bomba. Set-point: 8.59 m3/h. Tipo de lazo: Feedback. 26 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: R-301 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-FV-303 LAZO ANALOGICO L-303 300-FT-303 SC CAMPO 300-FIC-303 27 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Área de reacción de la N-300 Lazo control del caudal de metanol al 0.2% en masa de metóxido de sodio. Es necesario controlar el caudal de mezcla reactiva a la entrada del reactor R-301 para poder controlar y prever la reacción de carbonilación que se lleva a cabo. El caudal deseado de metanol es el estipulado en los balances de materia y por el que han estado diseñados los reactores. Para poder cumplir dicho objetivo se hará un control tipo Feedback.. En este tipo de control se actúa antes de medir la variable controlada, es decir el caudal. Es un control crítico ya que es determinante tanto la cantidad de metanol como la de catalizador dentro del reactor para conseguir la producción deseada. Caracterización del lazo Identificación: L-303. Definición: Control del reactivo líquido + catalizador proveniente de T-302 hacia R-301. Variable controlada: Caudal volumétrico de metanol con metóxido sódico al 0.2% en massa a la entrada del reactor R-301. Variable manipulada: Caudal enviado a R-300. Set-point: 17.54 m3/h. Tipo de lazo: Feedback. 28 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: R-301 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-TT-304 LAZO ANALOGICO L-304 300-TV-304 SC CAMPO 300-TIC-304 29 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control de la temperatura de la mezcla reactiva en el R-301. El objetivo de este control es mantener constante la temperatura de la reacción producido en el equipo R-301. El tipo de control elegido para esta tarea es un Feedback. Se actúa con una válvula de control en la línea de entrada de agua de la media caña usada para refrigerar la operación. Se mide la temperatura en el bulbo de líquido. El control regula la cantidad de fluido refrigerante entrado dependiendo de la temperatura interna en el reactor. El control por retroalimentación nos permite minimizar el error sin tener que controlar las múltiples perturbaciones que afectan a este control (Temperatura de llegada vapor, temperatura de llegada de la línea de reactivos,…). Este control es crítico debido a que se está produciendo una reacción fuertemente exotérmica dentro del equipo. En este equipo se produce el 50% de la reacción total. Es el reactor de carbonilación que produce más energía. Caracterización del lazo Identificación: L-304. Definición: Refrigeración reacción R-301. Variable controlada: Temperatura en el bulbo de la reacción. Variable manipulada: Caudal de agua refrigerante a la entrada a R-301. Set-point: 90ºC. Tipo de lazo: Feedback. 30 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: R-301 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-LT-308 LAZO ANALOGICO L-308 P-311 SC CAMPO 300-LIC-308 31 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control del nivel de líquido del reactor R-301. El objetivo de este control es mantener constante el nivel de líquido en el equipo R-301. El tipo de control elegido para esta tarea es un Feedforward. Se actúa con una bomba, P311, en la línea de salida de proceso del reactor R-301 afectando el caudal de salida del R-301. Se mide el nivel del líquido en el reactor. El control regula la cantidad de mezcla reactiva que hay dentro del reactor. Se usa una bomba para poder impulsar el líquido y que haya una buena circulación. Este control es crítico debido a que está determinando el tiempo de residencia del reactor en cuestión, R-301. Nos determina la conversión del sistema de reacción. Caracterización del lazo Identificación: L-308. Definición: Nivel de la mezcla reactiva en el R-301 con caudal de salida del líquido. Variable controlada: Nivel de mezcla reactiva en el R-301. Variable manipulada Velocidad del motor de la bomba P-311. Set-point: 6 m. Tipo de lazo: Feedforward. 32 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: R-302 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-TV-305 LAZO ANALOGICO L-305 300-TT-305 SC CAMPO 300-TIC-305 33 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control de la temperatura de la mezcla reactiva en el R-302. El objetivo de este control es mantener constante la temperatura de la reacción producido en el equipo R-302. El tipo de control elegido para esta tarea es un Feedback. Se actúa con una válvula de control en la línea de entrada de agua de la media caña usada para refrigerar la operación. Se mide la temperatura en el bulbo de líquido. El control regula la cantidad de fluido refrigerante entrado dependiendo de la temperatura interna en el reactor. El control por retroalimentación nos permite minimizar el error sin tener que controlar las múltiples perturbaciones que afectan a este control (Temperatura de llegada vapor, temperatura de llegada de la línea de reactivos,…). Este control es crítico debido a que se está produciendo una reacción fuertemente exotérmica dentro del equipo. En este equipo se produce el 40% de la reacción total. Caracterización del lazo Identificación: L-305. Definición: Refrigeración reacción R-302. Variable controlada: Temperatura en el bulbo de la reacción. Variable manipulada: Caudal de agua refrigerante a la entrada a R-302. Set-point: 90ºC. Tipo de lazo: Feedback. 34 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: R-303 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-TV-306 LAZO ANALOGICO L-306 300-TT-306 SC CAMPO 300-TIC-306 35 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control de la temperatura de la mezcla reactiva en el R-303. El objetivo de este control es mantener constante la temperatura de la reacción producido en el equipo R-303. El tipo de control elegido para esta tarea es un Feedback. Se actúa con una válvula de control en la línea de entrada de agua de la media caña usada para refrigerar la operación. Se mide la temperatura en el bulbo de líquido. El control regula la cantidad de fluido refrigerante entrado dependiendo de la temperatura interna en el reactor. El control por retroalimentación nos permite minimizar el error sin tener que controlar las múltiples perturbaciones que afectan a este control (Temperatura de llegada vapor, temperatura de llegada de la línea de reactivos,…). Este control es crítico debido a que se está produciendo una reacción fuertemente exotérmica dentro del equipo. En este equipo se produce el 10% de la reacción total. Caracterización del lazo Identificación: L-306. Definición: Refrigeración reacción R-303. Variable controlada: Temperatura en el bulbo de la reacción. Variable manipulada: Caudal de agua refrigerante a la entrada a R-303. Set-point: 90ºC. Tipo de lazo: Feedback. 36 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: R-302 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-LT-309 LAZO ANALOGICO L-309 P-312 SC CAMPO 300-LIC-309 37 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control del nivel de líquido del reactor R-302. El objetivo de este control es mantener constante el nivel de líquido en el equipo R-302. El tipo de control elegido para esta tarea es un Feedforward. Se actúa con una bomba en la línea de salida de proceso del reactor R-302 afectando el caudal de salida del R-302. Se mide el nivel del líquido en el reactor. El control regula la cantidad de mezcla reactiva que hay dentro del reactor. Se usa una bomba P-312 para poder impulsar el líquido y que haya una buena circulación. Este control es crítico debido a que está determinando el tiempo de residencia del reactor en cuestión, R-302. Nos determina la conversión del sistema de reacción. Caracterización del lazo Identificación: L-309. Definición: Nivel de la mezcla reactiva en el R-302 con caudal de salida del líquido. Variable controlada: Nivel de mezcla reactiva en el R-302. Variable manipulada: Velocidad del motor de la bomba P-312. Set-point: 6m. Tipo de lazo: Feedforward. 38 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: R-303 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-LT-310 LAZO ANALOGICO L-310 300-LV-310 SC CAMPO 300-LIC-310 39 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control del nivel de líquido del reactor R-303. El objetivo de este control es mantener constante el nivel de líquido en el equipo R-303. El tipo de control elegido para esta tarea es un Feedforward. Se actúa con una válvula de control en la línea de salida de proceso del reactor R-303 afectando el caudal de salida del R-303. Se mide el nivel del líquido en el reactor. El control regula la cantidad de mezcla reactiva que hay dentro del reactor manipulando el caudal de salida de este. El líquido tiene una presión cercana a los 136 bar y el equipo de proceso posterior al R-303 tiene una presión mucho más baja, por tanto no necesita impulsión y se usa solamente una válvula de control. Este control es crítico debido a que está determinando el tiempo de residencia del reactor en cuestión, R-303. Nos determina la conversión del sistema de reacción. Caracterización del lazo Identificación: L-310. Definición: Nivel de la mezcla reactiva en el R-303 con caudal de salida del líquido. Variable controlada: Nivel de mezcla reactiva en el R-303. Variable manipulada: Caudal de la salida líquida del R-303. Set-point: 6 m. Tipo de lazo: Feedforward. 40 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: R-303 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-FIT-307 LAZO ANALOGICO L-307 300-FV-307 SC CAMPO 300-FIC-307 41 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control del caudal de monóxido de carbono hacia R-303. El objetivo de este control es mantener constante el aporte de monóxido de carbono gas hacia la zona de reacción. Es muy importante que este aporte sea preciso ya que se trata del reactivo limitante de la reacción. El tipo de control elegido para esta tarea es un Feedforward. Se actúa con una válvula de control en la línea de entrada de CO al R-303. Caracterización del lazo Identificación: L-307. Definición: Nivel de la mezcla reactiva en el R-303 con caudal de salida del líquido. Variable controlada: Nivel de mezcla reactiva en el R-303. Variable manipulada: Caudal de entrada de CO al R-303. Set-point: 51.312 m3/h. Tipo de lazo: Feedforward. 42 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: V-300.1 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-PV-311 LAZO ANALOGICO L-311 300-PIT-311 SC CAMPO 300-PIC-311 43 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: V-300.2 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO LAZO ANALOGICO 300-PIT-312 300-PIC-312 SC CAMPO L-312 300-PV-312 44 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: V-300.3 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-PIT-312A LAZO ANALOGICO L-312A 300-PV-312A SC CAMPO 300-PIC-312A 45 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: V-300.4 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-PIT-312B LAZO ANALOGICO L-312B 300-PV-312B SC CAMPO 300-PIC-312B 46 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: V-300.5 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-PIT-312C LAZO ANALOGICO L-312C 300-PV-312C SC CAMPO 300-PIC-312C 47 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de reducción de presión N-300 Este tramo de control consta de cinco válvulas en serie para poder reducir la presión saliente del reactor R-303 de 136 bar hasta una presión cercana a la atmosférica. Eso es debido a que una sola válvula puede reducir toda esa presión. Intervalos de 40 bares. Las válvulas están controladas por piloto y diafragma metálico, este recibe la señal de presión corrientes arriba, que actúa en forma antagónica al resorte de regulación canalizándola sobre el pistón que controla el desplazamiento del obturador principal. El tipo de controlador usado para conseguir esta regulación de presión es un Feedforward tal y como indica y recomienda el fabricante AERRE©. El corriente resultante de esta descompresión se dirige hacia el separador de fases que separará la fase gas creada debido a la descompresión. Caracterización del lazo Identificación: L-311, L-312, L-312A, L-312B y L-312C. Definición: Control de presión en la línea (14-15) hacia el equipo de separación flash C301. Variable controlada: Presión en la línea (14-15). Variable manipulada: Apertura de la válvula de alivio de presión autocontrolada. Set-point: Caída de presión de 40 bares cada válvula con una presión absoluta final de 1 bar. Tipo de lazo: Feedforward. 48 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: C-301 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-LT-313 LAZO ANALOGICO L-313 P-302 SC CAMPO LIC-313 49 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control del caudal de líquido de C-301 hacia C-302 Dicho control tiene como objetivo mantener una caudal constante y asegurar el buen funcionamiento de los dos equipos a los que enlaza, es decir el separador de fases (C-301) y la columna de destilación (C-302). Se usa control Feedforward. Se controla el nivel de líquido en el equipo C-301 y de esta manera se mantiene constante la acumulación del equipo, por tanto (Entrada =Salida). Se mide el nivel en el separador de fases C-301 y se envía una señal que afectará el variador de velocidad de la bomba que se encuentra en la línea de salidas de líquidos para que el valor controlado no varíe y se ajuste al deseado. Caracterización del lazo Identificación: L-313. Definición: Control del nivel de la columna flash. Variable controlada: Nivel de líquido en C-301 Variable manipulada: Velocidad de la bomba para que afecte en el caudal de salida del separador de fases C-301. Set-point: 1.45m. Tipo de lazo: Feedforward. 50 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: C-302 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-PIT-317 LAZO ANALOGICO L-317 300-PV-317 SC CAMPO 300-PIC-317 51 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de la presión en C-302. El objetivo de este lazo es mantener constante la presión de consigna dentro de la columna mediante una válvula controlada que regula la salida de vapores generados dentro de la columna. Consta de un medidor de presión dentro de la columna C-302 y de una válvula de control en la línea de cabezas de columna. De forma indirecta también se controla el caudal de vapor enviado al condensador E-302.1. El control elegido para esta tarea es un feedforward ya que se actúa después de medir la variable. Caracterización del lazo Identificación: L-317. Definición: Control de la presión en la columna C-302 Variable controlada: Presión interna de la columna C-302. Variable manipulada: Caudal de vapor en cabezas de la columna C-302. Set-point: 1.8 bar. Tipo de lazo: Feedforward 52 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: C-302 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-TT-316 LAZO ANALOGICO L-316 300-TV-316 SC CAMPO 300-TIC-316 53 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control del reflujo de C-302. Dicho control es necesario para conseguir la separación deseada y estipulada en el proceso. De los condensados recogidos en el pote D-302 se devuelve una fracción necesaria para mantener la temperatura de cabezas de columna constante y al valor deseado. Al controlar esta temperatura se está controlando la concentración del vapor generado en cabezas de columna y por tanto la concentración de los destilados de C-302. Esta temperatura controlada será próxima al componente más volátil de la mezcla introducida en la columna. Para conseguir el objetivo explicado se usa un control Feedforward. Caracterización del lazo Identificación: L-316. Definición: Control de reflujo de la columna C-302. Variable controlada: Temperatura del vapor en cabeza de columna C-302. Variable manipulada: Caudal de destilado líquido devuelto a la columna C-302. Set-point: 33ºC Tipo de lazo: Feedforward. 54 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: C-302 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-TV-318 LAZO ANALOGICO L-318 300-TT-318 SC CAMPO 300-TIC-318 55 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de la temperatura de los condensados de C-302. El objetivo de este control es controlar la temperatura de los condensados de la columna C-302 justo después del condensador E-302.1 . El objetivo del control es mantener la temperatura de condensados unos grados por debajo de la temperatura de burbuja de la mezcla que se está tratando, garantizando así una condensación total. Se realiza este tipo de control dado que el condensador no es ideal y sí que existe un cambio de temperatura. El medidor de temperatura afecta sobre una válvula de control que envía más o menos agua de refrigeración hacia el equipo de condensación. Este control se realiza para no subenfriar demasiado la corriente y manteniendo así la economía energética del proceso. Caracterización del lazo Identificación: L-318. Definición: Condensador E-302.1 de la columna C-302. Variable controlada: Caudal de agua de chiller enviado al E-302.1. Variable manipulada: Control de los condensados de la columna C-302. Set-point: 22.94 ºC Tipo de lazo: Feedback. 56 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: C-302 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-LIT-319 LAZO ANALOGICO L-319 300-LV-319 SC CAMPO 300-LIC-319 57 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de caudal de destilado en C-302 El objetivo principal de este control es mantener el nivel de líquido en el pote de condesados D-302 de la columna. Indirectamente esta acción controla el caudal de destilados de la columna C-302 enviados hacia la siguiente operación del proceso. El control está compuesto por un medidor de nivel continuo en el D-302 que lleva la señal hacia una válvula controlada. Caracterización del lazo Identificación: L-319. Definición: Control del caudal de destilados de la C-302. Variable controlada: nivel de líquido en el pote de condensados D-302. Variable manipulada: Caudal de salida de destilados de la C-302 hacia la continuación del proceso. Set-point: 3.6m Tipo de lazo: Feedforward. 58 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: C-302 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-dPT-314 LAZO ANALOGICO L-314 300-PV-314 SC CAMPO 300-PIC-314 59 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de la caída de presión en C-302. El objetivo de este control es mantener la caída de presión en el valor estipulada para el buen funcionamiento de la columna C-302 y mantenerlo constante. Se mide dentro de la columna la caída de la presión en toda la longitud de la columna. Este valor está estrictamente ligado a la cantidad de vapor generado en el reboiler. A su vez el vapor generado en la columna es proporcional a la cantidad de vapor alimentado en el termosifón de la columna. Por tanto el elemento actuador del control será una válvula que deja el paso de más o menos vapor para dar energía al termosifón de la columna en función a las necesidades del proceso. Caracterización del lazo Identificación: L-314. Definición: Control de la caída de presión de la columna C-302. Variable controlada: Caída de presión a lo largo de la columna C-302. Variable manipulada: Caudal de vapor entrado en el termosifón de la columna C-302. Set-point: 30 mbar Tipo de lazo: Feedback. 60 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: C-302 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-LT-315 LAZO ANALOGICO L-315 300-LV-315 SC CAMPO 300-LC-315 61 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de nivel del reboiler en C-302. El objetivo de este control es mantener el nivel de líquido en el reboiler y a la vez controlar el caudal de líquido de colas de columna. Para este lazo se usa un medidor de nivel que mide el valor y lo transmite. El elemento actuador del lazo es un válvula de control que manipula el caudal de salida de reboiler que en estado estacionario se tiene que mantener constante, si no existen perturbaciones. Caracterización del lazo Identificación: L-315. Definición: Control de nivel de líquido del reboiler de la columna C-302 Variable controlada: Nivel de líquido en la columna C-302. Variable manipulada: Caudal de salida del reboiler de la columna C-302. Set-point: 1.5 m Tipo de lazo: Feedforward. 62 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: C-303 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-LIT-322 LAZO ANALOGICO L-322 300-PV-322 SC CAMPO 300-FIC-322 63 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de caudal a la entra de C-303. El objetivo de este control es mantener el caudal de entrada a la columna de contacto hidráulico constante. Se pretende hacer un divisor de caudal de la corriente proveniente de columna C-302. El caudal se divide en proporción 60% hacia la columna C-303 y el 40% se recircula hacía el tanque de mezclado de metanol T-302 a la entrada de la zona de reacción R-300. En la columna C-303 se separa el metóxido sódico del metanol. Por otro lado la recirculación hacia la reacción de carbonilación se hace para aprovechar parte de catalizador que no está desactivado. Para realizar este control se actúa con una válvula de control y posteriormente se mide el caudal volumétrico después de la válvula de control. Por tanto el control es cuestión es un Feedback. Caracterización del lazo Identificación: L-322. Definición: Control de caudal hacia la C-303. Variable controlada: Caudal entrado a C-302. Variable manipulada: Caudal de entrada a la columna C-303. Set-point: 4.13 m3/h. Tipo de lazo: Feedforward. 64 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: C-303 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-PV-323 LAZO ANALOGICO L-323 300-PT-323 SC CAMPO 300-PIC-323 65 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de la presión en la columna C-303. El objetivo de este lazo es mantener constante la presión de consigna dentro de la columna mediante una válvula controlada que regula la salida de vapores generados dentro de la columna. Indirectamente también se controla el caudal de salida de la columna que posteriormente se condensan y son recirculadas a operaciones del proceso. Consta de un medidor de presión dentro de la columna C-303 y de una válvula de control en la línea de cabezas de columna. El control elegido para esta tarea es un feedforward ya que se actúa después de medir la variable. Caracterización del lazo Identificación: L-323. Definición: Control de la presión en la columna C-303. Variable controlada: Presión dentro de la columna C-303. Variable manipulada: Caudal de vapor de salida de la columna C-303. Set-point: 1.8 bars Tipo de lazo: Feedforward. 66 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: C-303 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-TV-324 LAZO ANALOGICO L-324 300-TIT-324 SC CAMPO 300-TIC-324 67 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de temperatura de condensados en la columna C-303. El objetivo de este control es conseguir una condensación de todos los vapores de salida de la columna C-303 para recirculados a proceso. El control elegido trata de un medidor de la temperatura de salida de la columna que trasmite y una válvula como elemento actuador en la línea de agua de refrigerante que deja llegar el agua necesaria al equipo E303 para condensar totalmente el vapor que llega al intercambiador de calor. Se usa control anticipativo. Caracterización del lazo Identificación: L-324. Definición: Control de los condensados en E-303. Variable controlada: Temperatura a la que se condensan los vapores de C-303. Variable manipulada: Caudal de agua refrigerante hacia E-303. Set-point: 80.60 ºC Tipo de lazo: Feedforward. 68 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: C-303 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300- dPT-321 LAZO ANALOGICO L-321 300-PV-321 SC CAMPO 300-PIC-321 69 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de la caída de presión en C-303. El objetivo de este control es mantener la caída de presión en el valor estipulada para el buen funcionamiento de la columna C-303 y mantenerlo constante. Se mide dentro de la columna la caída de la presión en toda la longitud de la columna. Este valor está estrictamente ligado a la cantidad de vapor entrado por la parte baja de la columna. Por tanto el elemento actuador del control será una válvula que deja el paso de más o menos vapor hacia columna en función a las necesidades del proceso. Caracterización del lazo Identificación: L-321. Definición: Control de la caída de presión de la columna C-303. Variable controlada: Caída de presión a lo largo de la columna C-303. Variable manipulada: Caudal de vapor entrado en la columna C-303. Set-point: 30 mbar. Tipo de lazo: Feedback. 70 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: C-303 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 300-LT-320 LAZO ANALOGICO L-320 300-LV-320 SC CAMPO 300-LIC-320 71 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de nivel en C-303. El objetivo de este control es mantener el nivel de líquido en la columna C-303 y a la vez controlar el caudal de líquido de colas de columna. Para este lazo se usa un medidor de nivel que mide el valor y lo transmite. El elemento actuador del lazo es un válvula de control que manipula el caudal de salida de C-303que en estado estacionario se tiene que mantener constante, si no existen perturbaciones. El caudal controlado es enviado hacia tratamiento a N-800. Caracterización del lazo Identificación: L-320. Definición: Control de nivel de líquido en la columna C-303. Variable controlada: Nivel de líquido en la columna C-303. Variable manipulada: Caudal de líquido a la salida de la columna C-303. Set-point: 1.75 m Tipo de lazo: Feedforward. 72 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: - Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-FT-402 LAZO ANALOGICO 400-FIC-402 SC CAMPO L-402 73 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. A-400 Lazo de control del caudal de formiato de metilo El objetivo del lazo es mantener el aporte suficiente de caudal de formiato de metilo estipulado en los balances de materia que asegura la entrada de reactivo estipulado en la operación estacionaria de la planta para cumplir los balances de materia. El caudal de salida del tanque pulmón va dirigido hacia R-401. Para ello se utiliza un control feedforward que consiste en hacer un control continuo del caudal enviado a proceso mediante un variador de velocidad conectado al motor de la bomba P-401. Caracterización del lazo Identificación: L-402. Definición: Control de aporte de metilformiato hacia R-401. Variable controlada: Caudal de metilformiato hacia la reacción de hidrolisis. Variable manipulada: Velocidad del motor de la bomba P-401. Set-point: El valor de consigna es de 111.8 m3/h. Tipo de lazo: Feedforward 74 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: E-401.1 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-TV-404 LAZO ANALOGICO L-404 400-TT-404 SC CAMPO 400-TIC-404 75 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de la temperatura del reactivo entrado a R-401 El objetivo de este lazo es calentar el formiato de metilo del proceso en N-300 que posteriormente se introducirá a la zona de reacción R-400, concretamente al R-401.Para esto se utiliza el equipo E-401.1 para el intercambio de calor entre vapor de servicio y el reactivo de proceso que se quiere calentar. Para llevar a cabo el objetivo se utiliza un control feedback para asegurar la temperatura de entrada al reactor. Caracterización del lazo Identificación: L-404. Definición: Control de temperatura del metilformiato hacia R-401. Variable controlada: Temperatura del metilformiato enviado a reacción de hidrolisis. Variable manipulada: Caudal de vapor del E-401.1. Set-point: 120ºC. Tipo de lazo: Feedback. 76 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: E401.2 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-TV-403 LAZO ANALOGICO L-403 400-TT-403 SC CAMPO 400-FIC-403 77 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de la temperatura del reactivo entrado a R-401 El objetivo de este lazo es calentar el agua descalcificada de proceso que posteriormente se introducirá a la zona de reacción, concretamente al R-401.Para esto se utiliza el equipo E-401.2 para el intercambio de calor entre vapor de servicio y el reactivo de proceso que se quiere calentar. Para llevar a cabo el objetivo se utiliza un control feedback para asegurar la temperatura de entrada al reactor. Caracterización del lazo Identificación: L-403. Definición: Control de temperatura del agua hacia R-401. Variable controlada: Temperatura del agua enviado a reacción de hidrolisis. Variable manipulada: Caudal de vapor del E-401.2. Set-point: 120 ºC. Tipo de lazo: Feedback. 78 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: R-401 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-LT-406 LAZO ANALOGICO L-406 400-LV-406 SC CAMPO 400-LIC-406 79 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control del nivel de líquido del reactor R-401. El objetivo de este control es mantener constante el nivel de líquido en el equipo R-401. El tipo de control elegido para esta tarea es un Feedforward. Se actúa con una válvula de control en la línea de salida de proceso del reactor R-401 afectando el caudal de salida del mismo equipo. Se mide el nivel del líquido en el reactor. El control regula la cantidad de mezcla reactiva que hay dentro del reactor. Este control es crítico debido a que está determinando el tiempo de residencia del reactor en cuestión, R-401. Nos determina la conversión del sistema de reacción. Caracterización del lazo Identificación: L-406. Definición: Nivel de la mezcla reactiva en el R-401 con caudal de salida del líquido. Variable controlada: Nivel de mezcla reactiva en el R-401. Variable manipulada: Caudal de salida del R-401. Set-point: 2.71m . Tipo de lazo: Feedforward. 80 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: R-402.1 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-FT-408 LAZO ANALOGICO L-408 400-FV-408 SC CAMPO 400-FIC-408 81 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control del caudal de reactivos entrado al reactor R-402.1. El objetivo de este control es mantener constante el caudal de reactivos al equipo R-402.1. El tipo de control elegido para esta tarea es un Feedforward. Se actúa con una válvula de control en la línea de entrada al reactor R-402.1 afectando el caudal de entrada al mismo equipo. El control tiene que asegurar el caudal de entrada al R-402.1 por el que se ha diseñado y con lo cual cumple el balance de materia global del proceso. Caracterización del lazo Identificación: L-408. Definición: Control del caudal de entrada al R-402.1. Variable controlada: Caudal aportado al R-402.1 Variable manipulada: Caudal aportado al R-402.1. Set-point: 55.91 m3/h. Tipo de lazo: Feedback. 82 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: R-401 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-TT-405 LAZO ANALOGICO L-405 400-TV-405 SC CAMPO 400-TIC-405 83 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control de la temperatura de la mezcla reactiva en el R-401. El objetivo de este control es mantener constante la temperatura de la reacción producido en el equipo R-401. El tipo de control elegido para esta tarea es un Feedback. Se actúa con una válvula de control en la línea de entrada de vapor de la media caña usada para calentar la operación. Se mide la temperatura en el bulbo de líquido. El control regula la cantidad de vapor entrado dependiendo de la temperatura interna en el reactor. El control por retroalimentación nos permite minimizar el error sin tener que controlar las múltiples perturbaciones que afectan a este control (Temperatura de llegada vapor, temperatura de llegada de la línea de reactivos,…). Este control es crítico debido a que se está produciendo una reacción fuertemente endotérmica dentro del equipo y se necesita de esta energía para que se produzca esta reacción. Caracterización del lazo Identificación: L-405. Definición: Calefacción reacción R-401. Variable controlada: Temperatura en el bulbo de la reacción R-401. Variable manipulada: Caudal de vapor calefactor a la entrada a R-401. Set-point: 120ºC. Tipo de lazo: Feedback. 84 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: R-402.1 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-LT-401 LAZO ANALOGICO L-410 400-LV-410 SC CAMPO 400-LIC-401 85 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control del nivel de líquido del reactor R-402.1. El objetivo de este control es mantener constante el nivel de líquido en el equipo R-402.1. El tipo de control elegido para esta tarea es un Feedforward. Se actúa con una válvula de control en la línea de salida de proceso del reactor R-402.1 afectando el caudal de salida del mismo equipo. Se mide el nivel del líquido en el reactor. El control regula la cantidad de mezcla reactiva que hay dentro del reactor. Este control es crítico debido a que está determinando el tiempo de residencia del reactor en cuestión, R-402.1. Nos determina la conversión del sistema de reacción. Caracterización del lazo Identificación: L-410. Definición: Nivel de la mezcla reactiva en el R-402.1 y el caudal de salida del líquido. Variable controlada: Nivel de mezcla reactiva en el R-402.1. Variable manipulada: Caudal de salida del R-402.1. Set-point: 2.20 m. Tipo de lazo: Feedforward. 86 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: E-402.1 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-TV-407 LAZO ANALOGICO L-407 400-TT-407 SC CAMPO 400-TIC-407 87 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control de la temperatura de los recirculados a T-401. El objetivo de este control es mantener constante la temperatura de los reactivos recirculados de las separaciones de la zona 400 hacia el tanque T-401. Para eso será necesario calentar el formiato de metilo hasta la temperatura de reacción. El tipo de control elegido para esta tarea es un Feedback. Se actúa con una válvula de control en la línea de entrada de vapor del equipo E-402.1. Se mide la temperatura a la salida del equipo. El control regula la cantidad de vapor entrado dependiendo de la temperatura medida. El control por retroalimentación nos permite minimizar el error sin tener que controlar las múltiples perturbaciones que afectan a este control (Temperatura de llegada vapor, temperatura de llegada de la línea de reactivos,…). Caracterización del lazo Identificación: L-407. Definición: Calefacción E-402.1. Variable controlada: Temperatura a la salida del E-402.1. Variable manipulada: Caudal de vapor calefactor a la entrada a E-402.1. Set-point: 120ºC. Tipo de lazo: Feedback. 88 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: R-402.2 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-TV-409 LAZO ANALOGICO L-409 400-TT-409 SC CAMPO 400-TIC-409 89 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control de la temperatura de la mezcla reactiva en el R-402.1. El objetivo de este control es mantener constante la temperatura de la reacción producido en el equipo R-402.1. El tipo de control elegido para esta tarea es un Feedback. Se actúa con una válvula de control en la línea de entrada de vapor de la media caña usada para calentar la operación. Se mide la temperatura en el bulbo de líquido. El control regula la cantidad de vapor entrado dependiendo de la temperatura interna en el reactor. El control por retroalimentación nos permite minimizar el error sin tener que controlar las múltiples perturbaciones que afectan a este control (Temperatura de llegada vapor, temperatura de llegada de la línea de reactivos,…). Este control es crítico debido a que se está produciendo una reacción fuertemente endotérmica dentro del equipo y se necesita de esta energía para que se produzca esta reacción. Caracterización del lazo Identificación: L-409. Definición: Refrigeración reacción R-402.1. Variable controlada: Temperatura en el bulbo de la reacción R-402.1. Variable manipulada: Caudal de vapor calefactor a la entrada a R-402.1. Set-point: 120ºC. Tipo de lazo: Feedback. 90 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM:R-402.2 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-FT-411 LAZO ANALOGICO L-411 400-FV-411 SC CAMPO 400-FIC-411 91 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control del caudal de reactivos entrado al reactor R-402.2. El objetivo de este control es mantener constante el caudal de reactivos al equipo R-402.2. El tipo de control elegido para esta tarea es un Feedforward. Se actúa con una válvula de control en la línea de entrada al reactor R-402.2 afectando el caudal de entrada al mismo equipo. El control tiene que asegurar el caudal de entrada al R-402.2 por el que se ha diseñado y con lo cual cumple el balance de materia global del proceso. Caracterización del lazo Identificación: L-411. Definición: Control del caudal de entrada al R-402.2. Variable controlada: Caudal aportado al R-402.2. Variable manipulada: Caudal aportado al R-402.2. Set-point: 55.91 m3/h.. Tipo de lazo: Feedback. 92 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: R-402.2 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-LT-413 LAZO ANALOGICO L-413 400-LV-413 SC CAMPO 400-LIC-413 93 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control del nivel de líquido del reactor R-402.2. El objetivo de este control es mantener constante el nivel de líquido en el equipo R-402.2. El tipo de control elegido para esta tarea es un Feedforward. Se actúa con una válvula de control en la línea de salida de proceso del reactor R-402.2 afectando el caudal de salida del mismo equipo. Se mide el nivel del líquido en el reactor. El control regula la cantidad de mezcla reactiva que hay dentro del reactor. Este control es crítico debido a que está determinando el tiempo de residencia del reactor en cuestión, R-402.2. Nos determina la conversión del sistema de reacción. Caracterización del lazo Identificación: L-413. Definición: Nivel de la mezcla reactiva en el R-402.2 y el caudal de salida del líquido. Variable controlada: Nivel de mezcla reactiva en el R-402.2. Variable manipulada: Caudal de salida del R-402.2. Set-point: 2.21 m. Tipo de lazo: Feedforward. 94 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: R-402.1 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-TV-412 LAZO ANALOGICO L-412 400-TT-412 SC CAMPO 400-TIC-412 95 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control de la temperatura de la mezcla reactiva en el R-402.2. El objetivo de este control es mantener constante la temperatura de la reacción producido en el equipo R-402.2. El tipo de control elegido para esta tarea es un Feedback. Se actúa con una válvula de control en la línea de entrada de vapor de la media caña usada para calentar la operación. Se mide la temperatura en el bulbo de líquido. El control regula la cantidad de vapor entrado dependiendo de la temperatura interna en el reactor. El control por retroalimentación nos permite minimizar el error sin tener que controlar las múltiples perturbaciones que afectan a este control (Temperatura de llegada vapor, temperatura de llegada de la línea de reactivos,…). Este control es crítico debido a que se está produciendo una reacción fuertemente endotérmica dentro del equipo y se necesita de esta energía para que se produzca esta reacción. Caracterización del lazo Identificación: L-412. Definición: Refrigeración reacción R-402.2. Variable controlada: Temperatura en el bulbo de la reacción R-402.2. Variable manipulada: Caudal de vapor calefactor a la entrada a R-402.2. Set-point: 120ºC. Tipo de lazo: Feedback. 96 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: - Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-PIT-414 LAZO ANALOGICO L-414 400-PV-414 SC CAMPO 400-PIC-414 97 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control de presión en la entrada a C-401. Este tramo de control consta de una válvula para poder reducir la presión saliente del reactor R-402.1 y del R-402.2 de 15 bar hasta una presión cercana a la atmosférica. La válvula está controlada por piloto y diafragma metálico, este recibe la señal de presión corriente arriba, que actúa en forma antagónica al resorte de regulación canalizándola sobre el pistón que controla el desplazamiento del obturador principal. El tipo de controlador usado para conseguir esta regulación de presión es un Feedforward tal y como indica y recomienda el fabricante AERRE©. El corriente resultante de esta descompresión se dirige hacia la columna de destilación C-401. Caracterización del lazo Identificación: L-414. Definición: Control de presión en la entrada de C-401. Variable controlada: Presión en la línea de entrada a C-401 Variable manipulada: Presión en la línea de entrada a C-401. Set-point: Caída de presión de 15 bares a 1 bar. Tipo de lazo: Feedforward. 98 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: C-401 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-TT-416 LAZO DIGITAL L-416 400-TV-416 SC CAMPO 400-TIC-416 99 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de nivel del reboiler en C-401. El objetivo de este control es mantener el nivel de líquido en el reboiler y a la vez controlar el caudal de líquido de colas de columna. Para este lazo se usa un medidor de nivel que mide el valor y lo transmite. El elemento actuador del lazo es un válvula de control que manipula el caudal de salida de reboiler que en estado estacionario se tiene que mantener constante, si no existen perturbaciones. Caracterización del lazo Identificación: L-416. Definición: Control de nivel de líquido del reboiler de la columna C-401. Variable controlada: Nivel de líquido en la columna C-401. Variable manipulada: Caudal de salida del reboiler de la columna C-401. Set-point: 1.45 m. Tipo de lazo: Feedforward. 100 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: E-401.3 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-TV-418 LAZO ANALOGICO L-418 400-TT-418 SC CAMPO 400-TIC-418 101 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de la temperatura de los condensados de C-401. El objetivo de este control es controlar la temperatura de los condensados de la columna C-401 justo después del condensador E-401.3. El objetivo del control es mantener la temperatura de condensados unos grados por debajo de la temperatura de burbuja de la mezcla que se está tratando, garantizando así una condensación total. Se realiza este tipo de control dado que el condensador no es ideal y sí que existe un cambio de temperatura. El medidor de temperatura afecta sobre una válvula de control que envía más o menos agua de refrigeración hacia el equipo de condensación. Este control se realiza para no subenfriar demasiado la corriente y manteniendo así la economía energética del proceso. Caracterización del lazo Identificación: L-418. Definición: Condensador E-401.3 de la columna C-401. Variable controlada: Caudal de agua de chiller enviado al E-401.3. Variable manipulada: Control de los condensados de la columna C-401. Set-point: 32.56ºC. Tipo de lazo: Feedback. 102 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: D-401 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-LIT-419 LAZO ANALOGICO L-419 400-LV-419 SC CAMPO 400-LIC-419 103 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de caudal de destilado en C-401 El objetivo principal de este control es mantener el nivel de líquido en el pote de condesados D-401 de la columna. Indirectamente esta acción controla el caudal de destilados de la columna C-401 enviados hacia la siguiente operación del proceso. El control está compuesto por un medidor de nivel continuo en el D-401 que lleva la señal hacia una válvula controlada. Caracterización del lazo Identificación: L-419. Definición: Control del caudal de destilados de la C-401. Variable controlada: nivel de líquido en el pote de condensados D-401. Variable manipulada: Caudal de salida de destilados de la C-401 hacia la continuación del proceso. Set-point: 7.23 m Tipo de lazo: Feedforward. 104 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: C-402 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-TT-422 LAZO ANALOGICO L-422 400-TV-422 SC CAMPO 400-TIC-422 105 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control del reflujo de C-402. Dicho control es necesario para conseguir la separación deseada y estipulada en el proceso. De los condensados recogidos en el pote D-402 se devuelve una fracción necesaria para mantener la temperatura de cabezas de columna constante y al valor deseado. Al controlar esta temperatura se está controlando la concentración del vapor generado en cabezas de columna y por tanto la concentración de los destilados de C-402. Esta temperatura controlada será próxima al componente más volátil de la mezcla introducida en la columna. Para conseguir el objetivo explicado se usa un control Feedforward. Caracterización del lazo Identificación: L-422. Definición: Control de reflujo de la columna C-402. Variable controlada: Temperatura del vapor en cabeza de columna C-402. Variable manipulada: Caudal de destilado líquido devuelto a la columna C-402. Set-point: 32.14ºC Tipo de lazo: Feedforward. 106 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: E-402.2 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-TV-423 LAZO ANALOGICO L-423 400-TT-423 SC CAMPO 400-TIC-423 107 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de la temperatura de los condensados de C-402. El objetivo de este control es controlar la temperatura de los condensados de la columna C-402 justo después del condensador E-402.2 . El objetivo del control es mantener la temperatura de condensados unos grados por debajo de la temperatura de burbuja de la mezcla que se está tratando, garantizando así una condensación total. Se realiza este tipo de control dado que el condensador no es ideal y sí que existe un cambio de temperatura. El medidor de temperatura afecta sobre una válvula de control que envía más o menos agua de refrigeración hacia el equipo de condensación. Este control se realiza para no subenfriar demasiado la corriente y manteniendo así la economía energética del proceso. Caracterización del lazo Identificación: L-423. Definición: Condensador E-402.2 de la columna C-402. Variable controlada: Caudal de agua de chiller enviado al E-402.2. Variable manipulada: Control de los condensados de la columna C-402. Set-point: 31.70 ºC Tipo de lazo: Feedback. 108 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: C-402 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-LT-421 LAZO ANALOGICO L-421 400-LV-421 SC CAMPO 400-LC-421 109 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de nivel del reboiler en C-402. El objetivo de este control es mantener el nivel de líquido en el reboiler y a la vez controlar el caudal de líquido de colas de columna. Para este lazo se usa un medidor de nivel que mide el valor y lo transmite. El elemento actuador del lazo es un válvula de control que manipula el caudal de salida de reboiler que en estado estacionario se tiene que mantener constante, si no existen perturbaciones. Caracterización del lazo Identificación: L-421. Definición: Control de nivel de líquido del reboiler de la columna C-402 Variable controlada: Nivel de líquido en la columna C-402. Variable manipulada: Caudal de salida del reboiler de la columna C-402. Set-point: 1.35 m Tipo de lazo: Feedforward. 110 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: D-402 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-LIT-424 LAZO ANALOGICO L-424 400-LV-424 SC CAMPO 400-LIC-424 111 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de caudal de destilado en C-402 El objetivo principal de este control es mantener el nivel de líquido en el pote de condesados D-402 de la columna. Indirectamente esta acción controla el caudal de destilados de la columna C-402 enviados hacia la siguiente operación del proceso. El control está compuesto por un medidor de nivel continuo en el D-402 que lleva la señal hacia una válvula controlada. Caracterización del lazo Identificación: L-424. Definición: Control del caudal de destilados de la C-402. Variable controlada: nivel de líquido en el pote de condensados D-402. Variable manipulada: Caudal de salida de destilados de la C-402 hacia la continuación del proceso. Set-point: 1.7 m Tipo de lazo: Feedforward. 112 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: E-402.3 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-dPT- 420 LAZO ANALOGICO L-420 400-PV-420 SC CAMPO 400-PIC-420 113 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de la caída de presión en C-402. El objetivo de este control es mantener la caída de presión en el valor estipulada para el buen funcionamiento de la columna C-402 y mantenerlo constante. Se mide dentro de la columna la caída de la presión en toda la longitud de la columna. Este valor está estrictamente ligado a la cantidad de vapor generado en el reboiler. A su vez el vapor generado en la columna es proporcional a la cantidad de vapor alimentado en el termosifón de la columna. Por tanto el elemento actuador del control será una válvula que deja el paso de más o menos vapor para dar energía al termosifón de la columna en función a las necesidades del proceso. Caracterización del lazo Identificación: L-420. Definición: Control de la caída de presión de la columna C-402. Variable controlada: Caída de presión a lo largo de la columna C-402. Variable manipulada: Caudal de vapor entrado en el termosifón de la columna C-402. Set-point: 30 mbar. Tipo de lazo: Feedback. 114 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: E-403.1 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-TV-425 LAZO ANALOGICO L-425 400-TT-425 SC CAMPO 400-TIC-425 115 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de temperatura de la línea proveniente de colas C-402. El objetivo de este control es asegurar una buena refrigeración del caudal que se quiere enfriar y que proviene de las colas de columna C-402. Para ello se usa un control Feedback dónde se mide la temperatura de la corriente de proceso en la salida del intercambiador de calor. Se actúa previamente en una válvula de control que modifica el caudal de agua de refrigeración entrada al equipo E-403.1 Caracterización del lazo Identificación: L-425. Definición: Control de temperatura de la corriente de salida del E-403.1 Variable controlada: Temperatura a la salida del E-403.1. Variable manipulada: Caudal de agua de refrigeración hacia E-403.1 Set-point: 25ºC Tipo de lazo: Feedforward. 116 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: T-403 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-TT-426 LAZO ANALOGICO 400-TIC-426 SC CAMPO L-426 117 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control del nivel de líquido del tanque T-403. El objetivo de este control es mantener constante el nivel de líquido en el equipo T-403. El tipo de control elegido para esta tarea es un Feedforward. Se actúa con una bomba en la línea de salida del tanque T-403 afectando el caudal de salida del equipo. Se mide el nivel del líquido en el tanque. Se usa una bomba P-409 para poder impulsar el líquido y que haya una buena circulación. Este control es crítico debido a que está determinando la cantidad de líquido que se entra en la columna C-403. Caracterización del lazo Identificación: L-426. Definición: Nivel de la mezcla en el T-403. Variable controlada: Nivel de mezcla reactiva en el R-302. Variable manipulada: Velocidad del motor de la bomba P-409. Set-point: 4.7m Tipo de lazo: Feedforward. 118 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: C-403 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-LT-427 LAZO ANALOGICO 400-LIC-427 SC CAMPO L-427 119 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control del nivel de la fase pesada en la columna C-403. El objetivo de este control es mantener constante el nivel de fase pesada dentro de la columna de extracción C-403. Este control mantiene el buen funcionamiento del equipo. Ya que evita que las fases salgan por sitios distintos por el que está diseñado el equipo. Se usa un control feedforward. Caracterización del lazo Identificación: L-427. Definición: Nivel de la mezcla pesada en el C-403. Variable controlada: Nivel de mezcla pesada en C-403. Variable manipulada: Velocidad del motor de la bomba P-414. Set-point: 0.4m. Tipo de lazo: Feedforward. 120 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: C-404 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-TT-432 LAZO ANALOGICO L-432 400-TV-323 SC CAMPO 400-TIC-323 121 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control del reflujo de C-404. Dicho control es necesario para conseguir la separación deseada y estipulada en el proceso. De los condensados recogidos en el pote D-404 se devuelve una fracción necesaria para mantener la temperatura de cabezas de columna constante y al valor deseado. Al controlar esta temperatura se está controlando la concentración del vapor generado en cabezas de columna y por tanto la concentración de los destilados de C-404. Esta temperatura controlada será próxima al componente más volátil de la mezcla introducida en la columna. Para conseguir el objetivo explicado se usa un control Feedforward. Caracterización del lazo Identificación: L-432. Definición: Control de reflujo de la columna C-404. Variable controlada: Temperatura del vapor en cabeza de columna C-404. Variable manipulada: Caudal de destilado líquido devuelto a la columna C-404. Set-point: 45.19ºC. Tipo de lazo: Feedforward. 122 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: C-404 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-PIT-431 LAZO ANALOGICO 400-PIC-431 SC CAMPO L-431 123 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de presión en la columna C-404 El objetivo de este lazo de control es mantener la presión estipulada a la que tiene que operar la columna C-404. En concreto la columna C-404 trabaja a presión de vacío por tanto se usa una bomba de vacío VP-E404.1 para hacer el vacío en E-404.1 y en D-404. Por tanto se realiza el vació en el condensador y en el pote de condensados de la torre de refrigeración. Para llevar a cabo dicho control se mide la presión dentro de la columna y se actúa variando la velocidad la velocidad del motor de la bomba para que varíe el vacío efectuado en las líneas comentadas anteriormente. Caracterización del lazo Identificación: L-431 Definición: Control del vacío en la C-404 Variable controlada: Presión en la columna C-404. Variable manipulada: Velocidad del motor de la bomba VP-E404.1. Set-point: 0.1 bar. Tipo de lazo: Feedforward. Instrumentación: 124 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: E-404.1 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO LAZO ANALOGICO 400-TT-433 400-TIC-433 SC CAMPO L-433 400-TV-433 125 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de la temperatura de los condensados de C-404. El objetivo de este control es controlar la temperatura de los condensados de la columna C-404 justo después del condensador E-404.1 . El objetivo del control es mantener la temperatura de condensados unos grados por debajo de la temperatura de burbuja de la mezcla que se está tratando, garantizando así una condensación total. Se realiza este tipo de control dado que el condensador no es ideal y sí que existe un cambio de temperatura. El medidor de temperatura afecta sobre una válvula de control que envía más o menos agua de refrigeración hacia el equipo de condensación. Este control se realiza para no subenfriar demasiado la corriente y manteniendo así la economía energética del proceso. Caracterización del lazo Identificación: L-433. Definición: Condensador E-404.1 de la columna C-404. Variable controlada: Caudal de agua de chiller enviado al E-404.1. Variable manipulada: Control de los condensados de la columna C-404. Set-point: 41.19ºC Tipo de lazo: Feedback. 126 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: C-404 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 300 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-LT-429 LAZO ANALOGICO L-429 400-LV-429 SC CAMPO 400-LC-429 127 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de nivel del reboiler en C-404. El objetivo de este control es mantener el nivel de líquido en el reboiler y a la vez controlar el caudal de líquido de colas de columna. Para este lazo se usa un medidor de nivel que mide el valor y lo transmite. El elemento actuador del lazo es un válvula de control que manipula el caudal de salida de reboiler que en estado estacionario se tiene que mantener constante, si no existen perturbaciones. Caracterización del lazo Identificación: L-429 Definición: Control de nivel de líquido del reboiler de la columna C-404. Variable controlada: Nivel de líquido en la columna C-404. Variable manipulada: Caudal de salida del reboiler de la columna C-404. Set-point: 1.3 m Tipo de lazo: Feedforward. 128 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: D-404 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-LIT-434 LAZO ANALOGICO L-434 400-LV-434 SC CAMPO 400-LIC-434 129 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de caudal de destilado en C-404 El objetivo principal de este control es mantener el nivel de líquido en el pote de condesados D-404 de la columna. Indirectamente esta acción controla el caudal de destilados de la columna C-404 enviados hacia la siguiente operación del proceso. El control está compuesto por un medidor de nivel continuo en el D-404 que lleva la señal hacia una válvula controlada. Caracterización del lazo Identificación: L-434 Definición: Control del caudal de destilados de la C-404. Variable controlada: nivel de líquido en el pote de condensados D-404. Variable manipulada: Caudal de salida de destilados de la C-404 hacia la continuación del proceso. Set-point: 1.5m Tipo de lazo: Feedforward. 130 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: C-404 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400- dPT-430 LAZO ANALOGICO L-430 400-PV-430 SC CAMPO 400-PIC-430 131 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de la caída de presión en C-404. El objetivo de este control es mantener la caída de presión en el valor estipulada para el buen funcionamiento de la columna C-404 y mantenerlo constante. Se mide dentro de la columna la caída de la presión en toda la longitud de la columna. Este valor está estrictamente ligado a la cantidad de vapor generado en el reboiler. A su vez el vapor generado en la columna es proporcional a la cantidad de vapor alimentado en el termosifón de la columna. Por tanto el elemento actuador del control será una válvula que deja el paso de más o menos vapor para dar energía al termosifón de la columna en función a las necesidades del proceso. Caracterización del lazo Identificación: L-430. Definición: Control de la caída de presión de la columna C-404. Variable controlada: Caída de presión a lo largo de la columna C-404. Variable manipulada: Caudal de vapor entrado en el termosifón de la columna C-404. Set-point: 30 mbar. Tipo de lazo: Feedback. 132 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: E-403.2 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 400 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 400-TT-426 LAZO ANALOGICO L-426 400-TV-426 SC CAMPO 400-TIC-426 133 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Control de la temperatura de la corriente recirculada a T-403. El objetivo de este control es controlar la temperatura de la corriente recirculada al T-403 desde el equipo C-404 con el equipo de intercambio de calor E-403.2 . El corriente se refrigera para bajar la temperatura del 1-octanol. Y preparar el componente para la columna de extracción C-403. Se usa un control tipo feedback. Caracterización del lazo Identificación: L-426 Definición: Enfriamiento de la corriente de reboiler C-404. Variable controlada: Temperatura del corriente de 1-Octanol hacia recirculación.. Variable manipulada: Caudal de agua de refrigeración hacía E-403.2 . Set-point: 25ºC Tipo de lazo: Feedback. 134 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: T-501 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 500 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 500-TV-502 LAZO ANALOGICO L-502 500-TT-502 SC CAMPO 500-TIC-502 135 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control de la temperatura de almacenamiento de ácido fórmico En temporadas de heladas i/o temperaturas extremadamente bajas el ácido fórmico puede congelar dado que su temperatura de congelación a la concentración a la que se tiene en el proceso está alrededor de los 8ºC. Para ello se ha dispuesto de un serpentín por el cual circula vapor. Se dispone de un control que controla la temperatura dentro del tanque de ácido fórmico. Se manipula el caudal de vapor que se envía al tanque para mantener la temperatura a la consigna deseada. Se usa un control tipo feedback. Caracterización del lazo Identificación: L-502 Definición: Calefacción del tanque de ácido fórmico. Variable controlada: Temperatura del ácido fórmico. Variable manipulada: Caudal de vapor entrado al tanque T-500.1. Set-point: 40ºC Tipo de lazo: Feedback. 136 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: T-502 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 500 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 500-TV-501 LAZO ANALOGICO L-501 500-TT-501 SC CAMPO 500-TIC-501 137 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control de la temperatura de almacenamiento de ácido fórmico En temporadas de heladas i/o temperaturas extremadamente bajas el ácido fórmico puede congelar dado que su temperatura de congelación a la concentración a la que se tiene en el proceso está alrededor de los 8ºC. Para ello se ha dispuesto de un serpentín por el cual circula vapor. Se dispone de un control que controla la temperatura dentro del tanque de ácido fórmico. Se manipula el caudal de vapor que se envía al tanque para mantener la temperatura a la consigna deseada. Se usa un control tipo feedback. Caracterización del lazo Identificación: L-501 Definición: Calefacción del tanque de ácido fórmico. Variable controlada: Temperatura del ácido fórmico. Variable manipulada: Caudal de vapor entrado al tanque T-500.2. Set-point: 40ºC Tipo de lazo: Feedback. 138 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: T-503 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 500 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 500-TV-504 LAZO ANALOGICO L-504 500-TT-504 SC CAMPO 500-TIC-504 139 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control de la temperatura de almacenamiento de ácido fórmico En temporadas de heladas i/o temperaturas extremadamente bajas el ácido fórmico puede congelar dado que su temperatura de congelación a la concentración a la que se tiene en el proceso está alrededor de los 8ºC. Para ello se ha dispuesto de un serpentín por el cual circula vapor. Se dispone de un control que controla la temperatura dentro del tanque de ácido fórmico. Se manipula el caudal de vapor que se envía al tanque para mantener la temperatura a la consigna deseada. Se usa un control tipo feedback. Caracterización del lazo Identificación: L-504 Definición: Calefacción del tanque de ácido fórmico. Variable controlada: Temperatura del ácido fórmico. Variable manipulada: Caudal de vapor entrado al tanque T-500.3. Set-point: 40ºC Tipo de lazo: Feedback. 140 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: - Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 500 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 500-TV-503 LAZO ANALOGICO L-503 500-TT-503 SC CAMPO 500-TIC-503 141 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Lazo de control de la temperatura de almacenamiento de ácido fórmico En temporadas de heladas i/o temperaturas extremadamente bajas el ácido fórmico puede congelar dado que su temperatura de congelación a la concentración a la que se tiene en el proceso está alrededor de los 8ºC. Para ello se ha dispuesto de un serpentín por el cual circula vapor. Se dispone de un control que controla la temperatura dentro del tanque de ácido fórmico. Se manipula el caudal de vapor que se envía al tanque para mantener la temperatura a la consigna deseada. Se usa un control tipo feedback. Caracterización del lazo Identificación: L-503 Definición: Calefacción del tanque de ácido fórmico. Variable controlada: Temperatura del ácido fórmico. Variable manipulada: Caudal de vapor entrado al tanque T-500.4. Set-point: 40ºC Tipo de lazo: Feedback. 142 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: T-901.1 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 900 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 900-LSH-901 LAZO DIGITAL L-901 900-NV-901 SC CAMPO 900-NV-902 143 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Sistema de llenado interlocks tanque de metanol Cuando se procede al llenado de alguno de los tanques de metanol , durante el llenado se puede llegar a la altura de nivel máximo. Cuando se llega a este nivel se activará la alarma LSH-901 o LSH-903y la válvula NV-901 o NV-903 se cerrará para evitar el rebosamiento del tanque. En caso de que el otro tanque en paralelo este vacío, se empezara a llenar. En caso contrario las dos válvulas interlocks estarán cerradas y la bomba de llenado se apagará automáticamente. Caracterización del lazo Identificación: L-901y L-903. Definición: Interlocks para el llenado de los tanques T-901.1 y T-902.2 Variable controlada: Variable manipulada: Set-point: Tipo de lazo: ON/OFF 144 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Sistema de vaciado interlocks tanque de metanol Cuando se está vaciando uno de los tanques de metanol, puede que el nivel baje por debajo del nivel estipulado. Cuando eso ocurra la alarma LSL-902 o LSL-904 se activará cerrando la válvula interlock NV-902 o NV-904 dando paso al tanque en paralelo para activar su funcionamiento y no cortar el aporte al proceso. Caracterización del lazo Identificación: L-902 y L-904. Definición: Interlocks para el vaciado de los tanques T-901.1 y T-902.2 Variable controlada: Variable manipulada: Set-point: Tipo de lazo: ON/OFF 145 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: T-902 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 900 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 900-LSH-906 LAZO DIGITAL 900-NV-906 SC CAMPO L-906 146 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Sistema de llenado interlocks tanque de metóxido sódico Cuando se procede al llenado de alguno de los tanques de metóxido sódico con metanol, durante el llenado se puede llegar a la altura de nivel máximo. Cuando se llega a este nivel se activará la alarma LSH-906 y la válvula NV-906 se cerrará para evitar el rebosamiento del tanque. La bomba de llenado se apagará automáticamente. Caracterización del lazo Identificación: L-906. Definición: Interlocks para el llenado del tanque T-902. Variable controlada: Variable manipulada: Set-point: Tipo de lazo: ON/OFF 147 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: T-903.2 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 900 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 900-LSH-910 LAZO DIGITAL L-910 900-NV-910 SC CAMPO 900-NV-911 148 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: 903.1 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 900 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 900-LSH-908 LAZO DIGITAL L-908 900-NV-908 SC CAMPO 900-NV-909 149 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Sistema de llenado interlocks tanque de agua descalcificada. Cuando se procede al llenado de alguno de los tanques de agua, durante el llenado se puede llegar a la altura de nivel máximo. Cuando se llega a este nivel se activará la alarma LSH-908 o LSH-9010 y la válvula NV-908 o NV-910 se cerrará para evitar el rebosamiento del tanque. En caso de que el otro tanque en paralelo este vacío, se empezara a llenar. En caso contrario las dos válvulas interlocks estarán cerradas y la bomba de llenado se apagará automáticamente. Caracterización del lazo Identificación: L-908 y L-910. Definición: Interlocks para el llenado de los tanques T-903.1 y T-903.2 Variable controlada: Variable manipulada: Set-point: Tipo de lazo: ON/OFF 150 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Sistema de vaciado interlocks tanque de agua descalcificada Cuando se está vaciando uno de los tanques de metanol, puede que el nivel baje por debajo del nivel estipulado. Cuando eso ocurra la alarma LSL-909 o LSL-911 se activará cerrando la válvula interlock NV-909 o NV-911 dando paso al tanque en paralelo para activar su funcionamiento y no cortar el aporte al proceso. Caracterización del lazo Identificación: L-909 y L-911. Definición: Interlocks para el vaciado de los tanques T-903.1 y T-903.2 Variable controlada: Variable manipulada: Set-point: Tipo de lazo: ON/OFF 151 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: T-902 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 900 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 900-B-T-902 LAZO DIGITAL SC CAMPO - 152 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Elementos del sistema inertización del Metóxido sódico. El tanque contiene metóxido sódico mezclado con metanol. El sistema de inertizado del tanque T-902 se usa para evitar un contacto de aire-metanol para minimizar el riesgo de inflamabilidad y explosión del reactivo. Se pretende mantener la presión atmosférica dentro del tanque sin tenerlo conectado a la atmosfera para que el tanque no sufra mecánicamente. Cuando el nivel de líquido dentro del recipiente varia, la presión dentro del tanque cambia. Se pueden dar dos casos concretos: El nivel de líquido en el tanque baja debido a la salida continua de este hacia el proceso y por tanto baja la presión. Alternativamente puede ocurrir que el nivel de líquido en el tanque suba debido a un llenado externo para reponer reactivo y en consecuencia la presión dentro del recipiente suba. En el caso de que el tanque sufra un vacío la válvula auto-controlada de blanketing se abrirá para dejar paso la entrada de nitrógeno gas y de esta manera se subirá la presión dentro del tanque. En el caso contrario, es decir la presión dentro del recipiente sube, se abrirá la válvula de alivio de gases y así se bajará la presión interna del tanque. Los gases que salen de esta válvula son enviados a un colector de gases. Estas dos válvulas no forman parte de un lazo de control como tal, sino que son válvulas autopilotadas taradas que abren o cierran a partir de la presión que reciben. Caracterización del lazo Identificación: B-T-902. Definición: Sistema de inertización del tanque de metóxido T-902. Variable controlada: Presión de la zona no ocupada del tanque. Variable manipulada: Caudal de entrada y salida de gases al tanque. Set-point: 1.2 bar Tipo de lazo: Instrumentación: Válvula de blanketing i válvula de alivio de presión. 153 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: T-901.1/2 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 900 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO LAZO DIGITAL 900-B-T-901.1/2 SC CAMPO - 154 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Elementos del sistema inertización del metanol El sistema de inertizado del metanol se usa para evitar un contacto de aire-metanol para minimizar el riesgo de inflamabilidad y explosión del reactivo. Se pretende mantener la presión atmosférica dentro del tanque sin tenerlo conectado a la atmosfera. Cuando el nivel de líquido dentro del recipiente varia, la presión dentro del tanque cambia. Se pueden dar dos casos concretos: El nivel de metanol en el tanque baja debido a la salida continua de este hacia el proceso y por tanto baja la presión. Alternativamente puede ocurrir que el nivel de metanol en el tanque suba debido a un llenado externo para reponer reactivo y en consecuencia la presión dentro del recipiente suba. En el caso de que el tanque sufra un vacío la válvula auto-controlada de blanketing se abrirá para dejar paso la entrada de nitrógeno gas y de esta manera se subirá la presión dentro del tanque. En el caso contrario, es decir, la presión dentro del recipiente de metanol sube se abrirá la válvula de alivio de gases y así se bajará la presión interna del tanque. Los gases que salen de esta válvula son enviados a un colector de gases. Estas dos válvulas no forman parte de un lazo de control como tal, sino que son válvulas autopilotadas taradas que abren o cierran a partir de la presión que reciben. Caracterización del lazo Identificación: B-T-901.1 y B-T-901.2 Definición: Sistema de inertización del tanque de metanol T-901.1 y T-901.2 Variable controlada: Presión de la zona no ocupada del tanque. Variable manipulada: Caudal de entrada y salida de gases del tanque. Set-point: 1.2 bar Tipo de lazo: Instrumentación: Válvula de blanketing i válvula de alivio de presión. 155 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: T-503 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 500 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 500-LSH-507 LAZO DIGITAL L-507 500-NV-507 SC CAMPO 500-NV-511 156 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. ESPECIFICACIÓN DE LAZOS ITEM: T-502 Proyecto Nº: 1 Planta: Producción Ácido fórmico Diseño: Área: 500 Localización: Igualada Hoja: 1 de 1 Fecha: 20-06-2016 DE CONTROL ELEMENTOS DEL LAZO 500-LSH-506 LAZO DIGITAL L-506 500-NV-506 SC CAMPO 500-NV-510 157 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. Sistema de interlocks de llenado y vaciado del ácido fórmico. Los interlocks de llenado están sujetos a sus respectivas alarmas de LSH, para evitar el rebose del tanque. De esta manera se cerrará la válvula automática para dar paso al llenado de otro tanque. INTERLOCKS: L-505, L-506,L-507 y L-508. Los interlocks de vaciado están sujetos a sus respectivas alarmas de LSL para evitar el vaciado total del tanque. De esta manera se cerrará la válvula automática para dar paso al vaciado del siguiente tanque y evitar la entrada de aire en el sistema de bombeo. INTERLOCKS: L-509, L-510, L-511 y L-512. 158 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. 159 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL CAPÍTULO 3. 2
![Instrumentacion industrial[1]](http://s2.studylib.es/store/data/003358366_1-42b645bd6154f31d3364e8002ac0c8be-300x300.png)