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