INTRODUCCION
Los procesos industriales, son de gran importancia para la formación del Ingeniero Industrial, ya que con ella se lograra ampliar, consolidar y complementar los conocimientos adquiridos en la forma académica, además nos permite conocer y aprender el desempeño dentro de una industria, con grado y niveles de responsabilidad. Las plantas de producción producción de gases, gases, como en el caso de de oxígeno, se basan en lo que se denominan ciclos criogénicos, los cuales se sustentan en los ciclos de Linde, Claude y Heyland. El sistema de separación de aire es el proceso industrial responsable de la producción del oxígeno en su estado líquido y gaseoso,. Por ello el Ingeniero Industrial es un profesional dedicado a la aprendizaje de los procesos industriales industrial es en los cuales se consume o generan energía. El proceso de producción y transformación transformación de la materia siendo nuestro principal objetivo obtener mejoras energéticas.
1. OBJETIVOS 1.1.OBJETIVO 1.1. OBJETIVO GENERAL
Dar a conocer, el proceso de producción producción del Oxigeno Liquido y Oxigeno Gaseoso, dentro del estudio de los procesos industriales. industriales.
1.2.OBJETIVOS 1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Conocer los diferentes procesos químicos y físicos existentes en la producción de oxígeno. Conocer los equipos de planta, utilizados en el proceso de producción de oxígeno. Conocer los dispositivos de control en el proceso de producción de oxígeno.
2. GENERALIDADES DE LA EMPRESA La Empresa Messer Gases del Perú S.A., en el interior del Complejo Siderúrgico del Perú. Con el único propósito de abastecer de oxígeno, nitrógeno y argón en su estado gaseoso para la producción de acero de dicha empresa, al mismo tiempo produce oxígeno, nitrógeno y argón en estado líquido para la comercialización; y abastecimiento de sus estaciones de envasado ubicadas a nivel nacional. La Empresa Messer Gases del Perú S.A., se encuentra constituida por un equipo de Gerencia; dicho equipo presenta sus oficinas en la Ciudad de Lima, así como desde las instalaciones de Planta ASU, además se cuenta con un personal capacitado en las diversas ramas de la ingeniería. La Empresa Messer Gases del Perú S.A., posee una planta separadora de aire (Air Separation Unit - ASU), la cual se encuentra ubicada en el Departamento de Ancash, Provincia del Santa, en el Distrito de Chimbote; en el interior del Complejo Siderúrgico del Perú.
2.1. UBICACIÓN GEOGRAFICA
a) Departamento: Ancash b) Provincia: Santa c) Distrito: Chimbote d) Lugar: Complejo Siderúrgico Siderúrgico del Perú - GERDAU
Chimbote
Fig. N° 1. Ubicación geográfica geográfica de la Empresa Messer gases del Perú S.A.
2.2. RESEÑA HISTORICA Messer adquirió y fusionó cinco compañías locales de gases con fuerte presencia en el mercado peruano de gases desde 1960, operando varias plantas de generación y envasado de gases, ubicadas tanto en Lima como en el norte y el sur del país. Posteriormente en 1998 fusionó otras dos empresas de gases que operaban atendiendo el mercado de gases en Lima. Messer Perú ha logrado una importante participación en el mercado de gases peruano y posee la planta criogénica de producción de oxígeno y nitrógeno más grande de todo el país, con una capacidad de 480 toneladas por día, que permite abastecer dicho mercado. Esta planta está instalada en Chimbote debido a un contrato de largo plazo de suministro de gases con SIDERPERU. El Staff gerencial ha sido estructurado con el fin de lograr un manejo ágil y eficiente de nuestras actividades, que están orientadas principalmente a:
Suministrar los gases en cilindros (en estado gaseoso o líquido): oxígeno, nitrógeno, argón, helio, acetileno, óxido nitroso y dióxido de carbono. Suministrar gases in situ (on-site) por medio de unidades de generación o de tanques de almacenamiento líquido Equipos para corte y soldadura autógena Tecnología de oxi-combustible (oxy-fuel) Tratamiento de agua por medio de oxígeno Instalación de tuberías de distribución de gases Procesos de inertización, conservación y refrigeración Gases para laboratorio Suministro de gases medicinales
El fin de Messer es el de proporcionar a sus clientes un servicio de primera clase, asegurándoles una entrega oportuna, calidad en los productos, apoyo técnico y precios competitivos. Deben destacarse las diferentes tecnologías disponibles para generar gases en el mismo lugar de consumo (on site), que se adecúan particularmente para demandas de altos volúmenes y bajas purezas o para operaciones que se desarrollan en lugares de difícil o costosa accesibilidad para un suministro convencional de gases.
2.3. ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL
DIRECTOR GENERAL ASISTENCIA DE DIRECCION
DIRECTOR ADMINISTRACION Y FINANZAS
DIRECTOR TECNICO (Representante de la dirección)
GERENTE DE SERVICIOS Y ASISTENCIA TECNICA
DIRECTOR COMERCIAL
GERENTE DE PRODUCCION Y MANTENIMIEMTO
Cuadro N°1 - Estructura Administrativa de la Empresa Messer gases del Perú S.A.
2.3.1. MISION Y VISION
NUESTRA VISIÓN Messer es un importante grupo de gases industriales en las regiones clave de Europa y China. Messer es y continuará siendo un negocio familiar independiente. Junto con nuestros socios y compañías asociadas en los campos de la tecnología de desgaste, fusión y corte, así como de instrumentos de precisión, satisfacemos las necesidades de nuestros clientes de una forma competente, innovadora y fiable. Esto es lo que nos convierte en la elección número uno para nuestros clientes y colaboradores
NUESTRA MISIÓN Al ser un negocio familiar con tradición dirigido, por sus propietarios, actuamos orientados al futuro de nuestros principales mercados y utilizamos nuestra experiencia y conocimientos para posicionarnos en nuevos mercados. Del acetileno al xenón, ofrecemos a nuestros clientes una cartera de productos conocida como una de las más extensas del mercado. Nuestra empresa produce gases industriales tales como el oxígeno, nitrógeno, argón, dióxido de carbono, hidrógeno, helio, gases de protección para la soldadura, gases especiales, gases medicinales e innumerables mezclas de gas. Nuestra gama de productos se ve completada con excelentes servicios y equipos técnicos de alta calidad. En nuestros modernos centros técnicos trabajamos junto con nuestros clientes para desarrollar aplicaciones tecnológicas para el uso de gases en prácticamente todas las industrias, en la tecnología alimentaria, en la medicina, así como en ciencia e investigación. El compromiso mostrado por nuestros empleados, nuestra flexibilidad y la cercanía con nuestros clientes en los mercados locales, nos convierten en el socio preferido. Mediante la actitud emprendedora, pensamiento previsor y la continua mejora de nuestros procesos, creamos valor añadido para nuestros clientes y por ende, aseguramos nuestro éxito mutuo a largo plazo. Unas finanzas sólidas y unos beneficios adecuados garantizan nuestra independencia y contribuyen a un crecimiento sostenido.
Fig. N° 2 – Vista panorámica de Instalaciones Planta ASU en Complejo Siderúrgico
2.3.2. ORGANIGRAMA
2.3.3. POLITICAS
POLITICA DE CALIDAD Producimos y suministramos gases, soldadura, productos afines y servicios en forma oportuna y con calidad, satisfaciendo las necesidades y expectativas de nuestros clientes, promoviendo el uso eficiente y eficaz de nuestros recursos mediante la mejora continua, generando valor a la inversión de nuestros accionistas, en un ambiente de trabajo positivo y seguro para nuestros trabajadores.
3. PRODUCTO SELECIONADO
Oxigeno liquido (LOX) Oxigeno gaseoso (GOX)
3.1. PRODUCTOS DE LA EMPRESA
Acetileno Aire sintético Argón Argomix 20 Argomix 2 CO2 Helio MESSOLD Nitrógeno Trimix Óxido nitroso Oxigeno Hidrogeno
3.2. ANALISIS DEL PRODUCTO SELECCIONADO El oxígeno líquido y oxigeno gaseoso está clasificado como un gas industrial y ha sido extensamente usado con propósitos industriales y médicos. El oxígeno líquido se obtiene del oxígeno natural que se encuentra en el aire mediante destilación fraccionada compuesta.
3.3. ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL PRODUCTO A. PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS
Estado físico a 20°C: Gas licuado fuertemente refrigerado.
Color: Líquido azulado.
Olor: Sin olor que advierta de sus propiedades.
Masa molecular:
Punto de fusión [°C]:
-219
Punto de ebullición [°C]:
-183
Temperatura crítica [°C]:
-118
Rango de inflamabilidad [% de volumen en aire] : Oxidante.
32
Otros datos: El vapor es más pesado que el aire. Puede acumularse en espacios confinados, particularmente al nivel del suelo o en sótanos.
B. ESTABILIDAD Y REACTIVIDAD
Estabilidad y reactividad:
Puede reaccionar combustibles.
violentamente
con
materias
Puede reaccionar violentamente con agentes reductores.
Oxida violentamente materiales orgánicos.
Las fugas de líquido pueden producir fragilidad en materiales estructurales. Riesgo de explosión si cae sobre materias de estructura orgánica (por ejemplo asfalto o madera). En condiciones normales ninguno.
Productos de descomposición peligrosos:
Aceros no resistentes temperaturas.
a
bajas
Materiales a evitar:
Combustibles Agentes reductores.
Calor.
Fuego no controlado.
Recalentamiento.
Condiciones a evitar:
Chispas.
Manténgase lejos de materias combustibles
C. INFORMACIÓN TOXICOLÓGICA
Información sobre Toxicidad:
Este producto no produce efectos toxicológicos.
Dermal
Quemaduras criogénicas.
Congelación.
Congelación.
Excesiva concentración en la incubadora neonatal puede producir ceguera
Ocular
D. IDENTIFICACION DE LOS PELIGROS Identificación de riesgos: Gas licuado fuertemente refrigerado. El contacto con el producto puede producir quemaduras por frío o congelación. Oxidante. Mantiene la combustión vigorosamente. Puede reaccionar violentamente con los materiales combustibles.
E. MANIPULACIÓN Y ALMACENAMIENTO
Almacenamiento
Separar de gases inflamables o de otros materiales inflamables almacenados. Mantener el contenedor por debajo de 50°C, en un lugar bien ventilado.
Manipulación
Abrir la válvula lentamente para evitar los golpes de ariete.
Debe prevenirse la filtración de agua al interior del recipiente.
No permitir el retroceso hacia el interior del recipiente.
Utilizar solo equipo específicamente apropiado para este producto y para su presión y temperatura de suministro, en caso de duda contacte con su suministrador.
Mantener lejos de fuentes de ignición, incluyendo descarga estática.
Solicitar del suministrador las instrucciones de manipulación de los contenedores.
4. ANALISIS DEL PROCESO DEL PRODUCTO SELECCIONADO
4.1. DESCRIPCION DEL PROCESO A. FILTRACIÓN DEL AIRE
Uno de los primeros pasos, antes de ingresar al proceso el aire ambiental; este pasa a través de un paquete de 40 filtros del tipo cartucho. Dichos filtros, se encargan de retener las partículas de polvo que están contenidas en el aire. El sistema de filtración está dotado de un mecanismo automático de auto limpieza, que se activa cada vez que se detecta un taponamiento de los poros de los filtros, a causa del polvo retenido.
Fig. Nº 3 – Vista de los filtros de aire
B. SISTEMA DE COMPRESION DE AIRE El sistema de compresión es un sistema explícitamente conformada por compresores centrífugos, los cuales comprimen aire proveniente del ambiente. El flujo de aire a trabajar se encuentra a estado ambiental, dicho aire pasa primero a través de un conjunto de paquete de filtros antes de ingresar a los compresores. Los cuales están conformados por un número de 40 filtros (VK-57) y de 20 filtros (VK-28 B/C), dichos filtros tiene el fin de retener las partículas en suspensión que se encuentran en el ambiente. Los compresores de aire constituidos por los compresores VK-57, VK-28B y VK-28C. Estos compresores son de tipo centrífugo de cuatro etapas cada uno, con sistema de enfriamiento
intermedio y al final de la última etapa por medio de intercambiadores de calor, siendo el fluido refrigerante agua proveniente de la torre de enfriamiento. El sistema mecánico de los compresores muestra un sistema de lubricación, los cuales habilitan un flujo directo a los cojinetes y engranes de multiplicación. Por ultimo sin dejar de mencionar las trampas de agua que posee cada intercambiador para captar los condensando.
Fig. Nº 4 – Imágenes de los compresores de aire (VK-57)
C. SISTEMA DE PRE-ENFRIAMIENTO Y DESHUMIFICACION El sistema de pre-enfriamiento y deshumificación, está constituida por dos equipos denominados DCAC y Chill Tower (torre de enfriamiento de aire y agua), en el cual involucran tres fluidos los cuales son:
Aire proveniente de los compresores de aire.
Agua de la torre de enfriamiento
Gases desecho de la columna de fraccionamiento (Waste de N2 y LP N2). *Waste, nitrógeno con alto nivel de oxigeno. *LP N2, nitrógeno de baja presión.
El Chill tower, es una torre empacada (snow flake), con un aislamiento exterior de lana de vidrio en el cual los fluidos a tratar son el agua proveniente de la torre de enfriamiento (cooling tower) y el nitrógeno sucio (Waste), en donde el agua por contacto directo en contracorriente disminuye su temperatura desde una temperatura de 23 °C hasta 6 ºC. Siendo el DCAC el paso siguiente en donde el aire proveniente de los compresores es enfriado con el agua que proviene del Chill tower, siendo esta también una torre empacada, en donde se pre-enfría el aire con la finalidad de reducir un porcentaje de humedad que posea antes de pasar a la siguiente etapa. La cantidad de agua empleada para este proceso se encuentra en un ratio de 150 GPM, siendo este volumen impulsado por una bomba la cual rota en operación por otra de similar características.
Fig. Nº 5 – Vista de Torres empacadas (Chill Tower y DCAC)
D. SISTEMA DE PURIFICACION DE AIRE La purificación de aire proveniente del DCAC, se realiza en lecho de cama fija, las cuales están constituidas por dos unidades, las cuales constan en su estructura interna por dos capas de los siguientes compuestos: Alúmina
y
Mole sieve
Oxido de silicio (sintético) Oxido de aluminio Oxido de sodio Oxido de magnesio.
Estos materiales su función principal es de captar la mayor cantidad de humedad arrastrada por el aire (condensada) siendo el agente de captación la alúmina, dióxido de carbono e hidrocarburos ligeros (Mole sieve) contenidos en el aire proveniente del DCAC, para así pueda pasar al siguiente proceso en los Intercambiadores de placa plana (Exchanger) y la columna de alta presión. El fenómeno que ocurre en los componentes de la unidad de purificación es la de absorción, el cual es un fenómeno físico favorecido por la alta presión y baja temperatura. Así como los componentes dentro del purificador presentan el fenómeno de la absorción, también presentan el fenómeno de la desorción (opuesto a la absorción), para realizar este fenómeno tan solo se requiere de baja presión y alta temperatura para su proceso de regeneración, siendo el fluido empleado para este proceso Waste, el cual es calentado por un calentador eléctrico (Heater) de 800 Kwh. Las condiciones y tiempos de regeneración de las camas del sistema de purificación son:
Tablas N° 1: Tiempos de control de secuencia de operación y regeneración de absorbedores
Minutos 95 115 14 19 2
Proceso Calentamiento Enfriamiento Presurización Despresurización Paralelo
Flujo reducido Minutos Proceso 180 Calentamiento 180 Enfriamiento 14 Presurización 14 Despresurización 2 Paralelo
Flujo máximo Minutos Proceso 105 Calentamiento 105 Enfriamiento 14 Presurización 14 Despresurización 2 Paralelo
Fuente: Manual de procesos y mantenimiento de UOP MOLECULAR SIEVE
Este sistema de purificación posee además unos filtros posteriores los cuales se encargan de retener las partículas de alúmina o mole sieve que hubiera arrastrado durante el proceso de deshumificacion y purificación.
Fig. Nº 6 – Images de purificadores de aire (Mole sieve) y de after filter
E. SISTEMA DE ENFRIAMIENTO El sistema de enfriamiento y separación está compuesta por:
Sistema de enfriamiento
Exchange Rotoflow Expander
A) Exchange (Intercambiadores) Es el paso previo del aire antes de ingresar a la Columna de alta presión (High pressure – HP) proveniente de Mole sieve. Es el lugar donde el aire se logra enfriar desde una temperatura de 12 – 15 ºC a una temperatura de – 170 ºC con presión de 86 – 88 PSI. Es así pues que circulan en un banco de intercambiadores en forma paralela o en contracorriente los siguientes fluidos. Siendo sus condiciones las siguientes
Tabla N°2: Datos de temperaturas de los fluidos actuantes en los intercambiadores de calor.
Fluido Aire O2 N2 LP Waste
Entrada
Salida
Presión
12.8 °C -172 °C
-170 ºC 12 ºC
86.4 PSI 5.2 PSI
-174 °C -180 °C
16.2 ºC 2.46 ºC
Fuente: Pantallas de monitoreo del Sala de control
Fig. Nº 7 – Vista de Cold box (Intercambiadores de placa plana)
B) Rotoflow Expander El sistema de Expander está conformada por 2 unidades las cuales tiene la función de refrigerar (ingresar frió a la columna de LP), con un fluido de 210 000 SCFH aproximadamente, a temperatura de -176 ºC y 8.50 PSI.) El fluido usado para refrigerar proviene de los Exchangers y de la columna de HP, con un porcentaje de oxigeno de 4 a 6 %. Estos exponer se encuentran acoplados con un motor generador que sirve como freno (21800 rpm), dicho motor generador es de 150 HP.
Fig. Nº 8 – Vista de los rotoflow expander
F. SISTEMA DE LICUACION
A) NLU Es un equipo perteneciente al sistema de licuación el cual consta de un compresor – expansor de solo una etapa el cual es impulsado por acción de un expansor. Este sistema consta de expansor y un compresor unido por un eje el cual se encuentra lubricado y con un gas de sello.
NLU - EXAPANDER El expander trabaja con nitrógeno proveniente de la salida del NLU compresor, previamente luego de haber pasado por la unidad de frió donde gana frió a presión de 500 PSI. El fluido ya expandido es enviado hacia la línea de succión del recycle no obstante haber dejado un poco de frió en un intercambiador (E-3/4) del sistema de licuación.
NLU - COMPRESOR Es un compresor de una etapa impulsado por acción del expander, el cual luego de comprimir el fluido de trabajo pasa por un sistema de enfriamiento por agua (intercambiador). El gas de trabajo entra a presión de 425 PSI el cual es captado de la línea de descarga del recycle. Luego de haber pasado por el compresor es enviado a la línea de succión de expander no antes pasar por la unidad de frió para ganar frió.
B) TORRE DE RECTIFICACION La torre de rectificación es el lugar en el cual se va a licuar el nitrógeno a una presión próxima a 60 PSI (4 atm) y una temperatura de -192 °C. las cuales como ya mencionamos contribuirá a la licuación del nitrógeno. Este equipo se encuentra aislado del ambiente por una caja fría (caja de planchas de metal) y rellena de un aislante (lana de vidrio), a la cual se le insufla nitrógeno por la parte inferior, con la finalidad de tener presión positiva en su interior y de no permitir la presencia de aire (humedad) en su interior, la cual provocaría un mal nivel de transferencia de calor entre los equipos.
C) UNIDAD DE FRIO La unidad de frió es un equipo de refrigeración por compresión de gas, siendo el gas refrigerante R-22 (clorodiflorurometano). El sistema de refrigeración tiene la finalidad de reducir la temperatura de nitrógeno proveniente del compresor NLU al expander NLU. El compresor usado en la unidad de frió es un compresor tipo reciprocante de cuatro cilindros, el cual posee un sistema de lubricación aceite y refrigeración por agua.
Además este Unidad de frió posee un condensador (intercambiador de calor ) enfriado por agua, una válvula de expansión la cual se ubica en la entrada de la torre flash de unidad refrigerante en la cual por medio de un serpentín (evaporador) se extrae R-22 para realizar el intercambio de calor entre ambos fluidos. El sistema de control de la unidad de frió es por medio de un termostato en función de la temperatura de salida de compresor, así de un presostato en acción de presiones tanto de succión como de expulsión. Las condiciones de delta de temperatura logrado por la unidad de frió en el evaporador con el nitrógeno es de 6 – 10 °C.
Fig. Nª 9 – Vista de torre rectificadora de nitrógeno
G. SISTEMA DE FRACCIONAMIENTO O SEPARACION DE AIRE Cabe la redundancia el sistema de fraccionamiento o separación se realiza en dos columnas de fraccionamiento (Columna de alta presión y Columna de baja presión), el número de columnas depende específicamente al número de componentes que se desea separar. Tomando en consideración su volatilidad (punto de ebullición). La separación esta efectuada exclusivamente por la adición de energía y no por la adición de agentes separadores de masa. Para además alcanzar un equilibrio en cada etapa de la columna (cada plato), siendo este equilibrio termodinámico (fase liquida – fase gas) El sistema de fraccionamiento se encuentra asilada por medio de una caja fría (Cold box) que no es más que una estructura metálica (estructura de planchas de metal) y por un aislante llamado perlita. Además el sistema de separación presenta un grupo de equipos auxiliares como lo son los subenfriadores (condensan nitrógeno) y vaporizadores (vaporizan oxigeno para enviarse a la red suministro Sider Perú)
Separación
Columna de Alta presión
Columna de Baja presión
A) COLUMNA DE ALTA PRESION La columna de fraccionamiento de alta presión, es una torre de fraccionamiento de platos inundados (diferencia de presión en la columna es de 52.27 PSI), en donde debido a la temperatura y presión de -182.37 °C y 85.65 PSI (8.5 atm.). El aire que ingresa a la columna a temperatura de -170 °C, se fraccione obteniendo en esta punto por las condiciones ya mencionadas nitrógeno (N2) debido a que su temperatura de ebullición es -196 °C (volatilidad relativa). El nitrógeno obtenido en la columna HP, es un nitrógeno a alta presión el cual es suministrado (agotamiento para los siguientes usos:
Nitrógeno que se suministra a los Exchange para ser enviados a la línea de alimentación al Chill tower. Abastecimiento de nitrógeno para la línea de alimentación de expander, que posteriormente será enviada la columna de LP para si enfriamiento. Nitrógeno líquido (LIN) para almacenamiento en tanques.
Así como nitrógeno para adición a columna de LP para enfriamiento (rectificación de masa y energía).
Además la columna de HP presenta una conexión con la columna de LP, por intermedio de un reboiler para así aprovechar la energía de un sistema a otro.
B) COLUMNA DE BAJA PRESION La columna de baja presión presenta una presión y temperatura de 191.9 °C y 11.9 PSI (1 atm.), gracias a estas condiciones y por el fenómeno de la volatilidad relativa se obtiene oxigeno debido a que su temperatura de ebullición es de -183 °C. Esta columna también presenta la estructura de platos inundados tomando en consideración los niveles y capacidades de cada plato. La columna de baja presión aloja en el fondo oxigeno liquido el sumerge al ya mencionado reboiler el cual así gana energía de la columna de alta presión. La variación de la pureza del oxigeno varia según el número de platos que posee, siendo el componente de variaron de pureza nitrógeno el cual se presenta como ya se menciona en cada etapa de la columna con una valor de % ppm N2. En la columna de baja presión se muestra la presencia de agotamiento y rectificación de la misma, mediante la extracción de oxigeno liquido (LOX), nitrógeno de baja presión y rectificación con adición de nitrógeno proveniente de la columna de alta presión, los expander y torre de licuación. El oxígeno que se obtiene en la columna de baja presión es un oxigeno con una pureza de 99.80%, sin dejar de mencionar que de la columna de baja presión se obtiene un desecho llamado waste de nitrógeno.
Grafica N° 1: Equilibrio de la columna de baja presión a través del Waste
0% ppm O2 100% ppm N2
100% ppm O2 0% ppm N2
H. SISTEMA DE ALMACENAMIENTO Y DISTRIBUCION
A) ALMACENAMIENTO El almacenamiento tanto en el caso de oxigeno líquido (LOX), se realiza en tanques de las siguientes capacidades: Almacenamiento oxigeno (LOX)
Tanque de 13 000 galones (76 PSIG)
Tanque de 50 000 galones (76 PSIG)
Tanque de 30 000 galones (250 PSIG)
Pero en si los tanques trabajan con las siguientes condiciones Tabla N° 3: Datos de tanques de almacenamiento de oxigeno
Tanque LOX Tipo 50 000 Baja presión 30 000 Baja presión 13 000 Alta presión Fuente: Pantalla de control
Presión 12 o 18 PSI 12 o 18PSI 195 PSI
Además los tanques de almacenamiento poseen es su sistema un vaporizador para poder vaporizar el producto y elevar la presión en el centro de almacenamiento.
B) DISTRIBUCION La distribución de los productos ya sea tanto en nuestras instalaciones como para el despacho a la Empresa Sider Perú, se realiza por tuberías de carbón o de cobre de diversos diámetros y diversos aislantes.
Aislantes:
Poliuretano.
Lana de vidrio.
Perlita.
4.2. FASES DEL PROCESO Y CLASE DE PROCESO (Diagrama de bloques)
4.3. OTRA DOCUMENTACION 4.4. DIAGRAMA DE FLUJO DE OPERACIONES 4.5. DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESO 4.6. DIAGRAMA DE RECORRIDO
5. ANALISIS DE MATERIALES
5.1. ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LOS MATERIALES
5.1.1. MATERIA PRIMA Se denomina aire a la mezcla de gases que forma la atmósfera terrestre, sujetos alrededor de la Tierra por la fuerza de gravedad. El aire es esencial para la vida en el planeta, es particularmente delicado y están compuesto en proporciones ligeramente variables por sustancias tales como el nitrógeno (78%), oxígeno (21%), vapor de agua (variable entre 0-7%), ozono, dióxido de carbono, hidrógeno y algunos gases nobles como el criptón o el argón.
FIG. N° 10 - Esquema de porcentajes elementos en el aire
2.1.1.1. Propiedades del aire Propiedades físicas
Expansión: Aumento de volumen de una masa de aire al verse reducida la presión ejercida por una fuerza o debido a la incorporación de calor.
Contracción: Reducción de volumen del aire al verse presionado por una fuerza, pero este llega a un límite y el aire tiende a expandirse después de ese límite.
Fluidez: Es el flujo de aire de un lugar de mayor a menor concentración sin gasto de energía
Presión atmosférica: Fuerza que ejerce el aire a todos los cuerpos.
Volumen: Es el espacio que ocupa el aire.
Masa
Densidad
Propiedades de la mezcla Psicrometría
Propiedades químicas
Actualmente se conoce con bastante exactitud la composición del aire. Éstos pueden ser divididos en:
Componentes fundamentales: nitrógeno (78,1%) y el oxígeno (20,9%).
Componentes secundarios: gases nobles y dióxido de carbono(1%).
Contaminantes: Monóxido de nitrógeno, ozono, dióxido de azufre,
dióxido de nitrógeno, amoníaco y monóxido de carbono.
Componentes universales: agua (en sus 3 estados) y polvo atmosférico (humo, sal, arena fina, cenizas, esporas, polen, microorganismos, etc.). Las proporciones de vapor de agua varían según el punto geográfico de la tierra.
5.1.2. ENVASES, EMPAQUES Y EMBALAJES A) TANQUES Y TERMOS CRIOGENICOS Es aquel que generalmente consta de 2 ó más recipientes concéntricos, los cuales se colocan siempre uno dentro del otro y que se utilizan para contener líquidos criogénicos. Los tanques se encuentran aislados mediante vacío y aislante térmico con objeto de m mantener la baja temperatura en su interior. Se clasifican:
Tanque criogénico de baja presión.
Tanque criogénico de media presión.
Tanque criogénico de alta presión.
Fig. Nº 10 – Imagen de termos criogénicos
Fig. Nº 11 – Imagen de tanques criogénicos
B) CILINDROS DE ALTA PRESION Los cilindros de alta presión para gases comprimidos son envases de acero de calidad especial, fabricados sin uniones soldadas y tratados térmicamente para optimizar sus propiedades de resistencia y elasticidad. Estos cilindros son llenados a alta presión, comprimiendo el gas en el reducido espacio interior del cilindro. La fuerza ejercida por el gas sobre las paredes del recipiente al tratar de conservar su volumen en condiciones naturales, generan el efecto llamado "presión". Según la calidad del acero, los cilindros pueden ser tipo 3A de acero al manganeso, de pared gruesa, o 3AA, generalmente de acero cromo - molibdeno, de pared delgada. Los cilindros utilizados pueden ser de distintos tamaños, y por lo tanto de diferentes capacidades. El espesor de pared varía entre 5 y 8 mm., salvo en la base y en el hombro, en que el espesor aumenta para hacer seguro el manejo y permitir el estampado con letras de golpe, de los datos y valores indicados por las normas.
Fig. Nº 12 – Imagen de cilindros de lata presión
5.2. BALANCE DE MATERIA
6. ANALISIS DE MAQUINARIA Y HERRAMIENTAS 6.1.ESPECIFICACIONES TECNICAS COMPRESORES DE AIRE A) COMPRESOR VK-57 GENERAL ELECTRIC, INC. 7000 HP 1200 RPM 12000 VOLTS. 261 APMS STATOR 245 AMPS FIELD EXCITER VOLTS 125 VDC MODEL S/N 8393161
B) COMPRESOR VK-28 B/C SYNCRHONOUS MOTOR
SERIAL Nº 263109911 HP 3500 VOLTS 4160 PHASES 3 AMPERS 375 RPM 1200 CICLE 60 SERVICE FACTOR 1.15
COMPRESORES DE OXIGENO A) COMPRESOR SULZER SULZER 2D200 – 1C OXIGEN COMPRESSOR
Numero de modelo: Capacidad: Presión de succión: Presión de descarga: Potencia: Velocidad:
2D200 244 SCFH 170 PSI 465 PSI 298 HP 441 RPM
Numero de etapas: Gas de trabajo : Manufactura:
5 Oxigeno Sulzer
W7GE MOTOR MODEL 5K840964C7 Potencia Voltaje Corriente Velocidad Fases/frecuencia
350HP 4160 Voltios 61 Amperios 445 RPM 3/60 hz.
B) COMPRESOR KA-10 DEMAG KA-10 OXIGEN COMPRESSOR Manufactura Gas de trabajo Serial Tipo Numero etapas Capacidad Presión de descarga Velocidad
DEMAG Oxigeno Nº 6350 Axial 5 383351 SCFH 285 PSI 1780 RPM
SIEMENS ALLIS
Voltaje Corriente Potencia Velocidad Factor servicio
4000 Voltios 368 Amperio 3000 HP 1780 RPM 1.15
COMPRESORES DE NITROGENO A) RECYCLE COMPRESOR TURBO AIR 2000
Modelo Numero serie
TAE-50RC X11679
Gas de trabajo Condiciones ingreso Velocidad Capacidad Presion de descarga
Nitrógeno 63 PSIA/292 °F 3578 RPM 43780 Lbs/hr 443.5 PSIA
SIEMENS
Voltaje Corriente Potencia Velocidad Factor de potencia
4160 Voltios 240 Amperios 2000 HP 3578 RPM 1.15
B) FEED COMPRESOR TURBO AIR 2000 Número de serie Potencia Presión de descarga Numero de etapas Gas de trabajo
K11784 350 HP 75 PSIG 2 Nitrógeno
BALDOR
Tensión Corriente Potencia Velocidad Factor de servicio
460 Voltios 380 Amperios 350 HP 3360 RPM 1.15
ROTOFLOW EXPANDER
Gas de proceso Flujo Presión entrada Presión descarga Horse power Velocidad
Nitrógeno 4200 SCFH 74.3 PSIA 6.3 PSIA 159 HP 22000 RPM
SIEMENS – ALLIS
Modelo FASES VELOCIDAD VOLTAGE CORRIENTE Factor de potencia Máx. KVAR Factor de servicio
5KS445SS4-18A 3 3575 RPM 460 158/40 Amperios 93.5 15.1 1.75
CHILL TOWER Y DCAC
Potencia Voltaje Corriente Velocidad Factor servicio Fases Frecuencia
40 HP 230/460 Voltios 90.8/45.4 Amperios 3560 RPM 1.15 3 60 hz.
COOLING TOWER U.S.A. MOTOR
Potencia Velocidad Corriente Voltaje Máx. KVA Factor d servicio
200 HP 1185 RPM 223 Amperios 460 Voltios 35 1.15
