Tema 1
Proyectos en Ingeniería
Definición y Etapas del Proyecto Códigos y estándares. Sistemas de Unidades. Factores de Diseño Restricciones al Diseño Planificación de un Proyecto Documentos del Proyecto Ingeniería de Detalle y Gestión Puesta en Marcha y Operación Consideraciones Medioambientales
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Conj Conjun untto de acti activi vida dade dess nece necesa sari rias as par para la construcción y puesta en serv ervici icio de una planta industrial. Comprende desde la concepción de la idea hasta la obtención de loss pr lo prod oduc ucto toss , en la cantidad y con la calidad necesarias, pasando por la evaluación económica y de impact impacto o ambien ambienta tall.
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Conj Conjun untto de acti activi vida dade dess nece necesa sari rias as par para la construcción y puesta en serv ervici icio de una planta industrial. Comprende desde la concepción de la idea hasta la obtención de loss pr lo prod oduc ucto toss , en la cantidad y con la calidad necesarias, pasando por la evaluación económica y de impact impacto o ambien ambienta tall.
Determinar necesidades del consumidor
Definir especificaciones De diseño Construir modelos
Primeras Etapas Del diseño
Aprobación del Cliente o consumidor
Generar diseños
I+D si es necesaria Predecir resultados
Evaluar economía, Optimar y seleccionar diseños
Diseño detallado y Selección del equipo
Adquisición y Construcción
Puesta en marcha
Etapas decisivas Común en todos los procesos de diseño de todas las industrias
Qué productos se quiere obtener
De
qué materias primas se va a partir, qué fuentes de energía y servicios auxiliares se van a necesitar.
Para Para qué se van a utilizar los productos productos que se quieren obtener obtener y qué calidad es necesaria para estas aplicaciones.
Cómo
se van a obtener los productos, es decir, qué tipo de procesos y qué tecnología se va a utilizar.
Cuánto o Cuánt
se va a inve inverti rtirr y obtene obtenerr, centr centránd ándose ose la respu respues esta ta en los dos dos aspectos siguientes: siguientes:
• •
1) Cantidad. Capacidad de la planta 2) Costes y beneficios beneficios económicos. económicos. Para Para ello se debe realizar realizar una evaluación evaluación económ económica ica del proy proyect ecto, o, es decir decir,, se calcul calculan an las varia variable bless econó económic micas as y rentabilidad. Teniendo en cuenta los costes asociados a la inversión de la planta, el plan económico y financiero y los beneficios que la retribuirán. Optimización del diseño del proyecto. Dónde se sitúa la planta, emplazamiento geográfico.
Project Name Project Number
Company Name Address
REV
Sheet
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BY
APVD
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1 BY
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DESIGN BASIS •
Form XXXXX-YY-ZZ
1 GeneralInformation
OwnersName ProcessUnit Name Plant Location Correspondance Contacts Address Telephone / Fax E-mail
2 MeasurementSystem
Engli sh
Correspon Correspondencia dencia general general dentro dentro del grupo grupo de diseño y con: departamentos gubernamentales, vendedores de equipos, personal, clientes.
Metri c
3 EquipmentNumberingSystem
Equipment will be identified by alphabetic prefix asdefined here, foll owed by threedigit serial number unlessotherwise indicated First digit - process section Se con d& th ri dd g i its - e qu p i men tc ou nt
AC B C CT D E F
Air cooler Boi l er Compressor, bl bl ower, fa fan Cool ing tower Dryer Exchanger F li ter ,cl assi fi er
G H J M ME P P RV
Grinder, mill Heater (fired or electric) Ejector, je jet, tu turboexpander Mi xer Mi scel laneous equi pment Pump P re ssu re re il ef ef v al ve ve
R SP T V
Reactor Sample point Storage tank Vessel (i ncl udi ng columns)
•
4 Primary Products
ProductName ProductGrade MSDS Form Number ProductionRate Tonsper year Tonsper day Other units
Product Purity (wt%) Product shipment mode Additional Specifications
1. Información general
5 Primary Raw Materials
(Attach additional sheetsif needed) Feedstockname Feedstockgrade MSDS form number
2. Sistema de unidades
Feedstock availability Tonsper year Tonsper day Other units
3. Equipamiento. Códigos y nomenclatura
Feedstock price ($/lb) (Default: open market price) Known feedstock impurities
Additional specifications
6 SiteInformation
Lowambient temperature (F) High ambient temperature (F) Hight ambient relative humidity (%) Site elevation (ft) Maximum wind loading (mph) Other site design requirements
Informac Información ión preliminar preliminar del proyecto proyecto,, que incluye: hojas de cálculo, estimación de los cost costes, es, diag diagrrama de fluj flujo, o, info inform rmac ació ión n sobr sobre e la salu salud, d, lug lugar de ubic ubicac ació ión n de la planta, facturas y presupuestos.
Name
ppmw
Name
ppmw
Name
ppmw
Name
ppmw
4. Productos: grado, cantidad, MSDS, … 5. Materias Primas: grado, cantidad, disponibilidad, MSDS, precio, … 6. Información sobre el lugar: temperatura, temperatura, presión, condiciones climatológicas, elevación del terreno.
Project Name Project Number Project Name Project Number
CompanyName Address
R V E
Sheet
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BY
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REV
DATE
REV
1 BY
APVD
DESIGNBASIS
DATE
Sheet BY
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REV
DATE
1 BY
APVD
FormXXXXX-YY-ZZ
1 General
Information
OwnersName ProcessUnit Name Plant Location CorrespondanceContacts Address Telephone/ Fax E-mail 2 MeasurementSyst em E n g i l hs
M e t ir c
3 Equipment Numbering System Equipment willbeidentifiedby alphabetic prefix asdefinedhere, followedbythreedigit serial numberunlessotherwise indicated First d git i - process sect on i S e co n d & ht i dr d i g i t s - qe upi m e n t c o un t
AC B C CT D E F
Aircooler Bo l i re Com p r es s ro, b l ow e,rf a n Co loni gt w oe r Dry re Exchang re F it le,r c l sa sf ii e r
G Grinder, mill R H H ae et (rf r i de or el ce rit )c S P J E j ec t or , j e ,t t u br o e x p an d e r T M M xi re V ME M si ec lal ne uo se uq pi m e tn P Pump PRV P r es s rue r lei ef v avl e
Reactor S m a lp ep io tn S t or a ge t a n k V se es (l ni lc du ni gco ul m n )s
4 PrimaryProduc ts Product Name Product Grade MSDSForm Number ProductionRate Tonsperyear Tonsperday Otherunits
1 General Information
Product Purity(wt%) Product shipment mode Additional Specifications
Owners Name
5 PrimaryRaw Materials (Attachadditional sheetsif needed) Feedstockname Feedstockgrade MSDSform number Feedstockavailability Tonsperyear Tonsperday Otherunits
Process Unit Name
Feedstockprice($/lb) (Default: openmarket price) Known f eedstock impurities
Additional specifications
6 SiteInformation Lowambient temperature(F) Highambient temperature(F) Hight ambient relativehumidity(%) Siteelevation(ft) Maximum windloading(mph) Othersitedesignrequirements
Name
pp mw
Name
pp mw
Name
p pmw
Name
ppmw
Plant Location Correspondance Contacts Address Telephone / Fax E-mail
Información del Proyecto y tablas de revisión. Para permitir la recuperación de la documentación Para asegurar que las revisiones están adecuadamente documentadas y que se está trabajando sobre la última versión. Para revisar la documentación y aprobar las bases del diseño. Información de contacto Nombre Compañía Nombre unidad de Procesos Persona de contacto forma de contactar • •
•
• • •
ProjectName Project Number
CompanyName
Address
R VE
Sheet
D TA E
B Y
A V P D
RE V
DA ET
1 B Y
A VP D
DESIGNBASIS FormXXXXX-YY-ZZ
1 GeneralInformation
OwnersName ProcessUnit Name Plant Location Corresponda nceContacts Address Telephone/Fax E-mail 2 MeasurementSystem
E gni lhs
M te ir c
3 EquipmentNumberingSystem
Equipment will beidentifiedbyalphabe tic prefixasdefinedhere,followedbythreedigit serial numberunlessothe rwise indicated F r itsd git -i pr co se s cei tno S eocn d & t hr di d i gt si - e q up im etnc o utn
AC B C C T D E F
Aircooler B io el r Cop mr seos r b, lwo ef, ra n C ooi lgn ot w e r D yr re E cx ah gn re F i el tr ,c l assi ef ir
G H J M M E P PRV
Grinder, mill H aeet r( i fer do er el tci r)c E jcet roj, e t t, ubr oxepnad re M xi re M siecl lna oe su eq ium p ne t P m u p P r essu r e rl ei evf a lev
R S P T V
Reactor Sm a lp ep iotn Sot r ga e tnak V sees (lni lcduni cg lom u sn )
4 PrimaryProducts
Product Name ProductGrade MSDSForm Number
2 Measurement System
ProductionRate Tonsperyear Tonsperday Otherunits
Product Purity(wt%) Product shipment mode
English
Additional Specificat ions
Metric
5 PrimaryRawMaterials
(Attachaddition al sheetsif needed) Feedstocknam e Feedstockgrad e MSDSform number
3 Equipment Numbering System
Feedstockava ilability Tonsperyear Tonsperday Otherunits
Feedstockpric e($/lb) (Default:openmarketprice) Known feedstock impur ities
Name
ppmw
Name
ppmw
Name
ppmw
Name
ppmw
Equipment will be identified by alphabetic prefix as defined here, followed by threedigit serial number unless otherwise indicated
Additional specifica tions
6 SiteInformation
Lowambient temperature(F) Highambient temperature(F) Hight ambient relativehumidity(%) Siteelevation(ft) Maximum windloading(mph) Othersitedesignrequirem ents
First digit - process section Second & third digits - equipment count
AC B C CT D E F
Air cooler Boiler Compressor, blower, fan Cooling tower Dryer Exchanger Filter, classifier
G H J M ME P PRV
Grinder, mill Heater (fired or electric) Ejector, jet, turboexpander Mixer Miscellaneous equipment Pump Pressure relief valve
R SP T V
Instrucciones a seguir Sistema de Unidades •
–
•
Especificaciones cliente (dependientes de la localización de la planta)
Códigos (equipamiento)
Reactor Sample point Storage tank Vessel (including columns)
Diseño: Códigos y estándares •
Metodologías y normativas para el diseño de procesos y equipamiento necesario (códigos de práctica) •
•
•
•
Tamaños standar para tuberías y equipamiento •
•
•
Códigos de prácticas establecidos por paneles de expertos nacionales e internacionales (e.g., ISO, ASME, API, ISA) Son revisados y reestablecidos periódicamente Abarcan: materiales (propiedades y composiciones), procedimientos de ensayos para rendimiento, composiciones y calidad; tamaños para tuberías, platos y secciones; métodos de diseño, inspección y fabricación; seguridad de la planta.
Tubing dimensions, valve sizes, exchanger layouts, screw threads, wire gauges, screens, …
Es conveniente consultar la base de códigos más actualizada y que esté de acuerdo con las especificaciones legales de la región o del país en donde se implante el diseño. Ejemplos : ASTM International ASTM International - American Society for Testing and Materials - is a scientific and technical organization that develops and publishes voluntary standards on the characteristics of material, products, systems and services
BSi - Pipe, Tube and Fittings Standards and Specifications British standards and specifications for pipe, tube and fittings DIN - Pipe, Tube and Fittings Standards and Specifications Deutsches Institut für Normung - DIN - pipe, tube and fittings standards and specifications
Reino
Unido, Institución Británica de estándares (BSI): Catálogo del Instituto Estándar Británico (www.BSI-global.com). La
organización nacional de la estandarización (ISO) coordina la publicación de los estándares internacionales, (www.iso.com). Comisión
Electrotécnica Internacional (IEC), que reúne estándares de tipo electrónico para equipos eléctricos (www.iec.ch). Países
europeos deben acogerse a los estándares europeos o internacionales, están recogidos por el Comité europeo para estandarización (CEN), el comité europeo para la estandarización elctrotécnica (CONELEC) y el instituto europeo de estándares de telecomunicaciones (ETSI). Estados
Unidos, Instituto nacional de estándares y tecnología (NIST); los estándares se publican por las diversas organizaciones federales, estatales y comerciales: Instituto de estándares nacional americano (ANSI), el instituto petrolífero americano (API), la sociedad americana de los ingenieros mecánicos (ASME) para reactores a presión y tuberías, la asociación nacional de protección contra el fuego (NFPA), la asociación de productores de intercambiadores tubulares (TEMA) para intercambiadores de calor y la sociedad de instrumentación, sistemas y automatización (ISA) para el control de procesos. Listas
de códigos y estándares en https://global.ihs.com.
Unidades Sistema americano, ingenieril
(ft) lbm lbf s ºR Btu,(ft)(lbf)
hp lbm/ft3 ft/s ft/s2 lbf/pulg2 Btu/(lbm)(ºF)
1 Newton (N) = 1 kg.m/s2 1 dina = 1 g.cm/s2 1 lbf = 32’174 lbm.ft/s2
Magnitud
Temperatura
Unidad Habitual
°C, (K para temperaturas absolutas)
Presión
bar
Esfuerzo
N/m2
Volúmenes Caudales Volumétricos Cantidad Capacidad de la planta Costes
m3 m3/h Kmol/h MT/a Dolares US, €
Project Name Project Number
CompanyName Address
R V E
Sheet
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DATE
1 BY
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DESIGNBASIS FormXXXXX-YY-ZZ
1 General
Information
OwnersName ProcessUnit Name Plant Location
Product Name Product Grade MSDS Form Number
CorrespondanceContacts Address Telephone/ Fax E-mail 2 MeasurementSyst em E n g i l hs
M e t ir c
3 Equipment Numbering System Equipment willbeidentifiedby alphabetic prefix asdefinedhere, followedbythreedigit serial numberunlessotherwise indicated First d git i - process sect on i S e co n d & ht i dr d i g i t s - qe upi m e n t c o un t
AC B C CT D E F
Aircooler Bo l i re Com p r es s ro, b l ow e,rf a n Co loni gt w oe r Dry re Exchang re F it le,r c l sa sf ii e r
G Grinder, mill R H H ae et (rf r i de or el ce rit )c S P J E j ec t or , j e ,t t u br o e x p an d e r T M M xi re V ME M si ec lal ne uo se uq pi m e tn P Pump PRV P r es s rue r lei ef v avl e
Reactor S m a lp ep io tn S t or a ge t a n k V se es (l ni lc du ni gco ul m n )s
4 PrimaryProduc ts Product Name Product Grade MSDSForm Number ProductionRate Tonsperyear Tonsperday Otherunits
Production Rate Tons per year Tons per day Other units
Product Purity(wt%) Product shipment mode Additional Specifications
5 PrimaryRaw Materials (Attachadditional sheetsif needed) Feedstockname Feedstockgrade MSDSform number Feedstockavailability Tonsperyear Tonsperday Otherunits
Product Purity (wt%)
Feedstockprice($/lb) (Default: openmarket price) Known f eedstock impurities
Additional specifications
Name
pp mw
Name
pp mw
Name
p pmw
Name
ppmw
Product shipment mode
6 SiteInformation Lowambient temperature(F) Highambient temperature(F) Hight ambient relativehumidity(%) Siteelevation(ft) Maximum windloading(mph) Othersitedesignrequirements
Additional Specifications
Información acerca de los productos Calidad Productos deseada Datos de seguridad-referencias Datos de Producción, pureza y otras especificaciones. • • •
Project Name Project Number
CompanyName Address
R V E
Sheet
DATE
BY
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DATE
1 BY
APVD
DESIGNBASIS
Feedstock name Feedstock grade MSDS form number
FormXXXXX-YY-ZZ
1 General
Information
OwnersName ProcessUnit Name Plant Location CorrespondanceContacts Address Telephone/ Fax E-mail 2 MeasurementSyst em E n g i l hs
M e t ir c
3 Equipment Numbering System Equipment willbeidentifiedby alphabetic prefix asdefinedhere, followedbythreedigit serial numberunlessotherwise indicated First d git i - process sect on i S e co n d & ht i dr d i g i t s - qe upi m e n t c o un t
AC B C CT D E F
Aircooler Bo l i re Com p r es s ro, b l ow e,rf a n Co loni gt w oe r Dry re Exchang re F it le,r c l sa sf ii e r
G Grinder, mill R H H ae et (rf r i de or el ce rit )c S P J E j ec t or , j e ,t t u br o e x p an d e r T M M xi re V ME M si ec lal ne uo se uq pi m e tn P Pump PRV P r es s rue r lei ef v avl e
Reactor S m a lp ep io tn S t or a ge t a n k V se es (l ni lc du ni gco ul m n )s
4 PrimaryProduc ts
Feedstock availability Tons per year Tons per day Other units
Product Name Product Grade MSDSForm Number ProductionRate Tonsperyear Tonsperday Otherunits
Product Purity(wt%) Product shipment mode Additional Specifications
Feedstock price ($/lb) (Default: open market price)
5 PrimaryRaw Materials (Attachadditional sheetsif needed) Feedstockname Feedstockgrade MSDSform number Feedstockavailability Tonsperyear Tonsperday Otherunits
Feedstockprice($/lb) (Default: openmarket price) Known f eedstock impurities
Name
pp mw
Name
pp mw
Name
p pmw
Name
ppmw
Known feedstock impurities
Additional specifications
6 SiteInformation Lowambient temperature(F) Highambient temperature(F) Hight ambient relativehumidity(%) Siteelevation(ft) Maximum windloading(mph) Othersitedesignrequirements
Additional specifications
Información acerca de los materiales de partida Calidad Información de seguridad Disponibilidad y precios (www.icis.com/StaticPages/students) Impurezas (concentración) • • • •
Name
ppmw
Materials Safety Data Sheet MSDS Es un documento que resume los pliegos y la información sobre seguridad y salud de un producto químico. Regulada por la Directiva de la Comisión 91/155/EEC
Material Safety Data Sheet 1,2-Dichloroethane, extra dry, water <50 ppm ACC# 00220
Section 1 - Chemical Product and Company Identification MSDS Name: 1,2-Dichloroethane, extra dry, water <50 ppm Catalog Numbers: AC326840000, AC326840010, AC326841000, AC326842500 Synonyms: Ethylene dichloride; 1,2-Ethylene dichloride; Glycol dichloride; EDC; sym-Dichloroethane; 1,2-Dichloroethane; Ethylene chloride. Company Identification: Acros Organics N.V. One Reagent Lane Fair Lawn, NJ 07410 For information in North America, call: 800-ACROS-01 For emergencies in the US, call CHEMTREC: 800-424-9300
Section 2 - Composition, Information on Ingredients
Qué hay en una MSDS?
Nombre sustancia Sinónimo Fabricante, información de contacto Composición Información sobre toxicidad y riesgos •
•
•
•
•
CAS# 107-06-2
Chemical Name 1,2-Dichloroethane
Percent
EINECS/ELINCS
>99.9
203-458-1
www.ilpi.com Hazard Symbols: T F Risk Phrases: 11 22 36/37/38 45
Project Name Project Number
CompanyName Address
R V E
Sheet
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BY
APVD
REV
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1 BY
APVD
DESIGNBASIS FormXXXXX-YY-ZZ
1 General
Information
OwnersName ProcessUnit Name Plant Location CorrespondanceContacts Address Telephone/ Fax E-mail 2 MeasurementSyst em E n g i l hs
M e t ir c
3 Equipment Numbering System Equipment willbeidentifiedby alphabetic prefix asdefinedhere, followedbythreedigit serial numberunlessotherwise indicated First d git i - process sect on i S e co n d & ht i dr d i g i t s - qe upi m e n t c o un t
AC B C CT D E F
Aircooler Bo l i re Com p r es s ro, b l ow e,rf a n Co loni gt w oe r Dry re Exchang re F it le,r c l sa sf ii e r
G Grinder, mill R H H ae et (rf r i de or el ce rit )c S P J E j ec t or , j e ,t t u br o e x p an d e r T M M xi re V ME M si ec lal ne uo se uq pi m e tn P Pump PRV P r es s rue r lei ef v avl e
Reactor S m a lp ep io tn S t or a ge t a n k V se es (l ni lc du ni gco ul m n )s
4 PrimaryProduc ts Product Name Product Grade MSDSForm Number ProductionRate Tonsperyear Tonsperday Otherunits
Product Purity(wt%)
Low ambient temperature (F) High ambient temperature (F) Hight ambient relative humidity (%) Site elevation (ft) Maximum wind loading (mph) Other site design requirements
Product shipment mode Additional Specifications
5 PrimaryRaw Materials (Attachadditional sheetsif needed) Feedstockname Feedstockgrade MSDSform number Feedstockavailability Tonsperyear Tonsperday Otherunits
Feedstockprice($/lb) (Default: openmarket price) Known f eedstock impurities
Name
pp mw
Name
pp mw
Name
p pmw
Name
ppmw
Additional specifications
6 SiteInformation Lowambient temperature(F) Highambient temperature(F) Hight ambient relativehumidity(%) Siteelevation(ft) Maximum windloading(mph) Othersitedesignrequirements
Especificaciones del lugar Condiciones ambientales necesarias para el diseño, el aislamientos, la refrigeración, etc. Condiciones climatológicas especiales tales como vientos locales, riesgos de terremotos y huracanes importantes a la hora de las especificaciones de las condiciones de diseño relativos a la Ingeniería Mecánica y Civil. •
•
Project Name Project Number
Company Name Address
REV
Sheet
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REV
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DESIGN BASIS 7 UtilityInformation
Fuel Oil Fuel sourceor operationmode Supplyheader temperature(F) Supplyheadder pressure(psia) Net calorificv alue(BTU/lb) Marginal availability (lb/h) Marginal fuel cost ($/MMBTU) Fuel viscosityat F Fuel viscosityat F Flashpoint (F) Pourpoint (F) Sulfurcontent (wppm) Nitrogencontent (wppm) Ashcontent (wt %) Steam Steam headerclassification Operatingpressure (psia) Operatingtemperature (F) Mechanical designpressure (psia) Mechanical designtemperature (F) Marginal availability (lb/h) Marginal cost ($/Mlb) Coolants Coolant classification Operatingpressure (psia) Supplytemperature (F) Maximum returntemperature (F) Marginal availability (lb/h) Marginal cost ($) Marginal cost units ProcessWaterFeeds Waterfeedstream Supplypressure (psia) Supplytemperature (F) Marginal availability (lb/h) Marginal cost ($/1000gal) Total dissolvedsolids (wt%) HardnessasCaCO3(ppmw) Chlorideas Cl (ppmw) Metallurgy
Nat Gas
útiles.
Fuel gases
•
Fuel oils
•
Vapor de agua
•
#2HeatingOil
Refrigerantes
•
VHP
HP
MP
CoolingTowerWater
Once-ThroughWater
ChilledWater
RawWater
ProcessWater
BoilerFeedWater
LP
Agua de procesos
•
Electricidad
•
Aire para Procesos
• Condensate
Condiciones, disponibilidad, precios, etc.
Electricpower Powerrange(kW) Voltage(V) Phase Frequency(Hz) Marginal availability(kW ) Marginal cost ($/kWh) Plant airstreams Airstream Headerpressure (psia) Headertemperature (F) Moisture(ppmw) Marginal availability (lb/h) Marginal cost ($/Mscf)
APVD
Otras especificaciones Servicios:
FormXXXXX-YY-ZZ
Fuel Gas Gassourceoroperatio nmode Supplyheader temperature(F) Supplyheader pressure(psia) Net calorificv alue(BTU/lb) Marginal availability (lb/h) Marginal fuel cost ($/MMBTU) Sulfurcontent (wppm) Nitrogencontent (wppm) Chlorinecontent (wppm) Gascomposition (vol%) H2O O2 N2 CO CO2 H2S H2 CH4 C2H4 C2H6 C3H6 C3H8 C4H8 iC4H10 nC4H10 C5H10 C5+
2 BY
Plant Air
Instrument Air
Plant Nitrogen
Se incluye un sobredimensionamiento, conocido como factor de diseño, margen de diseño o factor de seguridad, para asegurar que el diseño que se realiza cumple con las especificaciones de producto y opera seguro
•
–
Permite compensar la incertidumbre en las propiedades de los materiales y en las condiciones de fabricación
Las compañías normalmente cuentan con una política de margenes
•
–
–
El tamaño del equipamiento se realiza en un 110% sobre la base del diseño Cuando se selecciona el factor de diseño, se tiene que realizar un balance entre el deseado para tener cuidado que el diseño sea adecuado y la necesidad de diseñar unos márgenes estrechos para continuar siendo competitivos. Cuando en los métodos de diseño la incertidumbre es grande se requiere utilizar factores de diseño mayores.
La información del Diseño debe estar claramente documentada para asegurar: La comparación clara entre las diferentes alternativas de diseño La transferencia de información El desarrollo de los manuales de la Planta • • •
Restricciones al diseño
Considerar varios caminos alternativos para llegar al objetivo, dependiendo de la naturaleza de las restricciones. Algunas restricciones serán fijas, invariables, tal como aquellas que surgen de las leyes físicas, regulaciones gubernamentales, y estandarizaciones (denominadas factores o restricciones externas) . Otras serán menos rígidas, y serán factibles de variación en la búsqueda del mejor diseño. Dentro de estos límites, habrá un número de diseños posibles limitados por otras restricciones, las restricciones internas: cambio de proceso, cambio de condiciones de operación, materiales, equipos, etc.
Patrocinador Proyecto
Negocio
Jefe Proyecto
Ingenieros de Procesos
Especialistas Técnicos
Especialistas I+D
Ingenieros de Control
Ingenieros Mecánicos
Economistas
Ingenieros civiles
Consultores
Contratista
Tiene como objeto que el desarrollo del proyecto se realice: En el tiempo estimado Con los costes de diseño/construcción/operación estimados • •
Además: •
•
•
•
•
Se desarrolla e implementa por el jefe de proyecto Establece los límites temporales para las actividades y las decisiones acerca del proyecto. Permite establecer y programar todas las tareas tanto las propias como aquellas subrogadas. Permite establecer los recursos humanos necesarios para cada una de las tareas. Adecuar los costes iniciales estimados a cada una de las tareas.
Suele incluir: 1. Bases del diseño (documentos preliminares) 2. Una descripción escrita del Proceso 3. Un diagrama de flujo del Proceso 4. Balances de Materia y Energía 5. Especificaciones sobre los productos 6. Listado del equipamiento necesario 7. Especificaciones del equipamiento 8. Diagrama de tuberías e instrumentación 9. Estimación de Costes 10. Información sobre Seguridad y Medioambiente (e.g., HAZAN, HAZOP, MSDS forms) Información adicional sobre análisis técnico-económico, informes de mercado, análisis de tecnologías y de diseños alternativos.
• El DFP debe identificar todo 1. Bases del diseño el equipamiento y las 2. Una descripción escrita del Proceso corrientes de entrada y 3. Un diagrama de flujo del Proceso (DFP) 4. Balances de Materia y Energía salida. 5. Especificaciones sobre los productos 6. Listado del equipamiento necesario • Se suele dividir en secciones 7. Especificaciones del equipamiento 8. Diagrama de tuberías e instrumentación • Por convecniencia la 9. Estimación de Costes alimentación entra en cada 10. Información sobre Seguridad y Medioambiente (e.g., HAZAN, unidad de proceso por la izq. HAZOP, MSDS forms) Y los productos salen por la dcha.
• Suele indicarse la temperatura y presión de cada una de las corrientes.
XYZ Co.
Esquema del PFD del proceso de producción de benceno via hidrodealquilación de tolueno
1. Bases del diseño • Balances de Materia y 2. Una descripción escrita del Proceso Energía específicos en cada 3. Un diagrama de flujo del Proceso (DFP) caso y dependiente de las 4. Balances de Materia y Energía características de la 5. Especificaciones sobre los productos 6. Listado del equipamiento necesario alimentación y las 7. Especificaciones del equipamiento condiciones climatológicas. 8. Diagrama de tuberías e instrumentación 9. Estimación de Costes • Normalmente se 10. Información sobre Seguridad y Medioambiente (e.g., HAZAN, especifican flujos molares ó HAZOP, MSDS forms)
flujos másicos (%) para cada uno de los componetes de cada corriente.
1 25C 120kPa k gh/ k m o lh/
2 25C 121kPa
3 25C 122kPa
w t % m o l % k g / h k m lo/ h w t % m o l % k g / h k m o/ lh w t %
4 25C 123kPa m lo%
k gh/ k m o hl /
5 2 5C 12 4 kPa
w t % m o l % k g / h k m loh/
6 2 5C 12 5 kPa
w t % m o l % k g / h k m lo/ h w t %
m lo%
7 25 C 12 6 kPa k gh/ k m o hl /
8 25 C 12 7 kPa
w t % m o l % k g / h k m lo/ h w t %
m lo%
9 25 C 128 kPa k gh/ k m o hl /
10 25 C 129 kPa
w t % m o l % k g / h k m lo/ h w t %
m lo%
11 25 C 130 kPa k /gh k m o/ lh w t %
m lo%
• Normalmente se especifican como una tabla adjunta al diagrama de flujo.
12 25 C 131 kPa k /gh k m o/ lh w t %
m lo%
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Nitrogen Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Total
XYZ Co.
1. Bases del diseño 2. Una descripción escrita del Proceso 3. Un diagrama de flujo del Proceso (DFP) 4. Balances de Materia y Energía 5. Especificaciones sobre los productos 6. Listado del equipamiento necesario 7. Especificaciones del equipamiento 8. Diagrama de tuberías e instrumentación 9. Estimación de Costes 10. Información sobre Seguridad y Medioambiente (e.g., HAZAN, HAZOP, MSDS forms)
1 25C 120 kPa kg/h
Hydrogen Methane Ethane Ethylene Propane Propylene Butanes n-butylene i-butylene Water Carbon dioxide Total
1 25C 120kPa k gh/
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Nitrogen Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Total
km o lh/
wt%mol%
2 25C 121kPa k gh/
km o lh/
wt%mol%
3 25C 122kPa k gh/
k ml o/ h w t %
4 25C 123kPa m lo%
k /gh
k ml o/ h w t %
5 25C 124 kPa m o%l
k gh/
km o lh/
wt%mol%
6 25C 125 kPa k gh/
km o lh/
wt%mol%
7 25C 126 kPa k gh/
k ml o/ h w t %
8 25C 127 kPa m lo%
k /gh
k ml o/ h w t %
9 25C 128 kPa m o%l
k gh/
km o lh/
wt%mol%
10 25C 129 kPa k gh/
km o lh/
wt%mol%
11 25C 130 kPa k gh/
k ml o/ h w t %
m lo%
12 25C 131 kPa k /gh
k ml o/ h w t %
m o%l
XYZ Co.
kmol/h
wt%
mol%
1. Bases del diseño • 2. Una descripción escrita del Proceso 3. Un diagrama de flujo del Proceso (DFP) • 4. Balances de Materia y Energía 5. Especificaciones sobre los productos 6. Listado del equipamiento necesario 7. Especificaciones del equipamiento 8. Diagrama de tuberías e instrumentación 9. Estimación de Costes 10. Información sobre Seguridad y Medioambiente (e.g., HAZAN, HAZOP, MSDS forms) Plant Section
Label
Equipment Name
Type Air cooler
Metallurgy
No. of Items
Capacity M ea su re
Nombre de cada equipo Se suele utilizar para conocer los costes relativos al equipomiento y sirve de punto de partidad para la estimación de los costes capitales.
Ca pa ci ty
Un it s
Capacity Measure
Ca pac it y
Un it s
Area
m2
Boiler
Steam rate
kg/h
Column
Diameter
m
No. of trays
Compressor
Flow
m3/s
Power
kW
Cooling tower
Flow
m3/h
Dryer
Evap duty
kg/h
Ejector
Gas flow
kg/h
Power
kW
Exchanger
Area
m2
Duty
MW
Air Mixer cooler
Drive power
kW
Air Motor cooler
Power
kW
Air Pump cooler
Flow
litre/min
Air Tank cooler
Volume
m3
Air cooler Vessel
Volume
m3
Heater (fired)
Equipment Cost per Item (k$)
1. Bases del diseño 2. Una descripción escrita del Proceso 3. Un diagrama de flujo del Proceso (DFP) 4. Balances de Materia y Energía 5. Especificaciones sobre los productos 6. Listado del equipamiento necesario 7. Especificaciones del equipamiento 8. Diagrama de tuberías e instrumentación 9. Estimación de Costes 10. Información sobre Seguridad y Medioambiente (e.g., HAZAN, HAZOP, MSDS forms)
Project Name Project Number
CompanyName
Address
REV
DATE
Sheet BY
APVD
REV
1 DATE
of
1 BY
APVD
SHELL & TUBE HEAT EXCHANGER
FormXXXXX-YY-ZZ
Owner’sName Plant Location CaseDescription Equipment label Plant section Processservice Design code Shells per unit Surface per unit DATAPERUNIT
Units
English
Metric
Equipmentname
TEMA ft2
Exchanger type Series Surface per shell
Parallel ft2
SHELLSIDE IN
Stream No. Fluid Total fluid flow Total vapor flow Total liquid flow Total steam flow Fluid vaporized /condensed Density Dynamic viscosity Specific heat capacity Thermal conductivity Latent heat Normal temperature Max temperature Min temperature Pressure Pressure drop allowed Pressure drop calculated Flow velocity
lb/h lb/h lb/h lb/h lb/h lb/cu ft lbm/ft.s Btu/lb.F Btu.ft/h.ft2.F Btu/lb ºF ºF ºF psia psi psi ft/s
Numberof passes Film transfer coefficient Fouling coefficient Heat duty FT factor E f ec it ve m ea n et mp er at ur e di f er en ce Minimum surface er quired
ºF ft2
TUBESIDE OUT
IN
OUT
Btu/h.ft2.F Btu/h.ft2.F Btu/h
CONSTRUCTION& MATERIALSPER SHELL
Tubes Material Count Length Design pressure at max temp Numberof tubesblanked
Pitch O.D. Testpressure
in in psia
Square Triangular Wall thickness Max external pressure
Welded in psia
ft psia
I.D. Testpressure Baffletype
in psia
Wall thickness Mininternal pressure Bafflepitch Tubesheetthickness Bonnet type
in psia in in
in N.B. in N.B.
Shell sideoutlet Tubesideoutlet
in N.B. in N.B.
ft psia
Shell Material Length Design pressure at max temp Baffle material Tubesheet material Bonnet material Branches Shell side inlet Tube side inlet NOTES 1. 2. 3. 4. 5.
• Da la información detallada (propiedades de las corrientes, dimensiones) de la mayoría de los equipos. • Puede incluir dibujos del equipamiento si éste no es estándar.
Project Name Project Number
Company Name
• Información y revisiones
Address
REV
DATE
Sheet BY
APVD
REV
1 DATE
of
1 BY
SHELL & TUBE HEAT EXCHANGER FormXXXXX-YY-ZZ
• Equipamiento
Owner’s Name Plant Location CaseDescription Equipment label Plant section Process service Design code Shells per unit Surface per unit DATA PER UNIT
Units
TEMA ft2
Exchanger type Series Surface per shell
Parallel ft2
SHELL SIDE
• Datos de los flujos de entrada y salida • Información sobre los cálulos de los diseños de los equipos.
IN Stream No. Fluid Total fluid flow Total vapor flow Total liquid flow Total steam flow Fluid vaporized / condensed Density Dynamic viscosity Specific heat capacity Thermal conductivity Latent heat Normal temperature Max temperature Min temperature Pressure Pressure drop allowed Pressure drop calculated Flow velocity
TUBE SIDE OUT
IN
OUT
lb/h lb/h lb/h lb/h lb/h lb/cu ft lbm/ft.s Btu/lb.F Btu.ft/h.ft2.F Btu/lb ºF ºF ºF psia psi psi ft/s
Number of passes Film transfer coefficient Fouling coefficient Heat duty FT factor Effective mean temperature difference Minimum surface required
Btu/h.ft2.F Btu/h.ft2.F Btu/h ºF ft2
CONSTRUCTION & MATERIALS PER SHELL
• Dimensiones y detalles de la construcción. • Notas
English
Equipment name
Tubes Material Count Length Design pressure at max temp Number of tubes blanked
Pitch O.D. Test pressure
in in psia
Square Triangular Wall thickness Max external pressure
Welded in psia
ft psia
I.D. Test pressure Baffle type
in psia
Wall thickness Min internal pressure Baffle pitch Tubesheet thickness Bonnet type
in psia in in
in N.B. in N.B.
Shell side outlet Tube side outlet
in N.B. in N.B.
ft psia
Shell Material Length Design pressure at max temp Baffle material Tubesheet material Bonnet material Branches Shell side inlet Tube side inlet NOTES 1. 2. 3. 4. 5.
Metric
APVD
1. Bases del diseño • 2. Una descripción escrita del Proceso 3. Un diagrama de flujo del Proceso (DFP) 4. Balances de Materia y Energía 5. Especificaciones sobre los productos 6. Listado del equipamiento necesario • 7. Especificaciones del equipamiento 8. Diagrama de tuberías e instrumentación 9. Estimación de Costes 10. Información sobre Seguridad y Medioambiente (e.g., HAZAN, HAZOP, MSDS forms)
Resulta más detallado que el DFP y con frecuencia ocupa varias hojas Debe mostrar toda la información de instrumentación y control de la planta, controles lógicos y sistemas de apagado.
• Suele mostrar los tamaños de las tuberías y detallar los materiales de construcción.
XYZ Co.
• Resulta crítico para el funcionamiento y la seguridad de la planta.
1. Bases del diseño • 2. Una descripción escrita del Proceso 3. Un diagrama de flujo del Proceso (DFP) 4. Balances de Materia y Energía 5. Especificaciones sobre los productos 6. Listado del equipamiento necesario 7. Especificaciones del equipamiento • 8. A piping and instrumentation diagram 9. Estimación de Costes 10. Información sobre Seguridad y Medioambiente (e.g., HAZAN, HAZOP, MSDS forms)
Costes variables de la producción Materias primas Consumibles Packaging & shipping
Costes fijos de la producción Tasas Mantenimiento Overheads
• Coste Capital Working capital Installed capital cost Royalty costs Annual capital charge
1. Bases del diseño 2. Una descripción escrita del Proceso 3. Un diagrama de flujo del Proceso (DFP) 4. Balances de Materia y Energía 5. Especificaciones sobre los productos 6. Listado del equipamiento necesario 7. Especificaciones del equipamiento 8. A piping and instrumentation diagram 9. Estimación de Costes 10. Información sobre Seguridad y Medioambiente (e.g., HAZAN, HAZOP, MSDS forms)
• Es necesaria información relativa a la seguridad de los materiales • Las hojas de especificaciones de seguridad de los materiales (Material Safety Data Sheets, MSDSs) deben ser especificados por la ley de cada región • Incluir la Información sobre el control de las enisiones • El tipo y los detalles de la información de seguridad depende de la región.
www.epa.gov/tri/chemical/index.htm
Ingeniería de Detalle y Gestión Puesta en Marcha y Operación Consideraciones Medioambientales
Ingeniería de Detalle y Construcción Formada por el siguiente conjunto de actividades: -Realizar el diseño final de todos y cada uno de los equipos (recipientes, cambiadores de calor, bombas, etc.) y materiales (sistemas de tuberías, instrumentación, electricidad necesarios para el funcionamiento de la planta química, reflejando el diseño en planos y documentos técnicos. -Seleccionar, adquirir, inspeccionar y recibir en planta los equipos y materiales necesarios. -Cumplir con determinados requisitos legales y contractuales (permisos, contratos, etc.)
Ingeniería de detalle
Documentación Técnica -Libros de planos y documentos de la Ingeniería de Detalle -Libros de fabricantes: planos constructivos, manuales de funcionamiento, etc.
Requisitos legales A lo largo del Proyecto y más frecuentemente, durante la realización de la Ingeniería de Detalle, la administración Central, Autonómica o local exige la presentación de determinada documentación para: -Comprobación de aspectos de seguridad -Comprobación de aspectos medioambientales -Cobro de cánones o impuestos
Contratación de la Ingeniería de Detalle -Experiencia y capacidad adecuada a la dimensión del Proyecto -Modalidad de contratación y tipo de reembolso asociado, que puede ser: Precio Fijo Precio basado en coste horario por especialidades, que se aplica a las horas de trabajo eficazmente realizadas Otros -Forma y contenido del contrato: Alcance detallado del trabajo Reembolso: cantidad y plazos de pago Plazos de ejecución Responsabilidades, garantías y penalizaciones Acuerdos sobre secreto y confidencialidad Subcontrataciones permitidas Conceptos legales como: cancelación del contrato, etc. -Supervisión: un equipo de personal propietario del proyecto, supervisará las actividades más importantes • •
•
• • • • • • •
Construcción La construcción se suele contratar de forma segmentada por especialidades a distintas empresas: -Obra civil (preparación del terreno, cimentaciones, pavimento, edificios, etc.) -Montaje metalúrgico o mecánico (equipo, tuberías, estructuras metálicas, etc.) -Montaje de la Instrumentación -Montaje eléctrico -Pintura -Calorifugado
Puesta en marcha y operación
Puesta en marcha Introducir cargas, arrancar bombas, arrancar equipos de operación, ajustar condiciones de presión y de temperatura, elevar la carga a la capacidad de diseño Pruebas de garantías Comprobar el correcto funcionamiento referente a la capacidad y rendimiento de productos, consumo de servicios auxiliares, eficiencia de equipos, etc. Evaluación de Riesgos
CONSIDERACIONES AMBIENTALES PROYECTOS Toda
planta química produce un determinado impacto sobre el medio ambiente. Medidas para minimizar dicho impacto hasta niveles aceptables utilizando las mejores tecnologías que sean efectivas y asumiendo el mayor coste de inversión que pueda implicar. Leyes estrictas para proteger el ambiente y preservar la calidad del aire, agua y tierra. www.epa.gov
Especial
cuidado tanto en el diseño como en las operaciones de los procesos de la planta para garantizar que se cumplen los estándares legales y no se haga daño al medio ambiente: -Emisiones a la tierra, aire y agua -Gestión de residuos -Olores -Ruidos -Impacto visual
•
Contaminación del aire
•
Contaminación del agua
•
Residuos peligrosos
