UNEFM TECNOLOGÍA DISEÑO DE PLANTAS

1. Diagramas
Diagramas de
de Procesos
Procesos
Prof. Gladys Rincón Polo
Prof. Narciso Pérez Santodomingo
¿Qué es un Diagrama de Proceso?
Es un conjunto de símbolos abreviaturas y
señales arreglados de forma coherente
que permiten indicar las propiedades,
cualidades, disposición de operaciones,
equipos y accesorios dentro de un
proceso químico.
Tipos de Diagramas de Procesos
• Diagrama de Bloques.
• Diagrama de Flujo del proceso.
• Diagrama de instrumentación del proceso.
Diagrama de Bloque
Diagrama de Bloque
de la Planta de Oleofinas
de la Planta de Oleofinas
Diagramas de Bloque
Diagramas de Bloque
Cap
Cap:
:
15000 TM
15000 TM
Almac
Almacé
én
n
de Propano
de Propano
Planta de
Planta de
Olefinas
Olefinas
Planta de
Planta de
L.P.G
L.P.G.
.
Cap
Cap: 600 TM
: 600 TM
Propano
Propano
520 TMD
520 TMD
ETano
ETano
440 TMD
440 TMD
Etileno
Etileno
450 TMD
450 TMD
Propileno
Propileno
280 TMD
280 TMD
Tanqueros
Tanqueros
Almac
Almacé
én
n
de Etano
de Etano
Diagrama de
Bloques de Planta
Diagrama de
Bloques de Proceso

2. Diagrama de Bloques del Proceso para
Diagrama de Bloques del Proceso para
la Producci
la Producció
ón de Benceno
n de Benceno
Tolueno
Tolueno
10.000 Kg/hr
10.000 Kg/hr
Hidr
Hidró
ógeno
geno
820 Kg/hr
820 Kg/hr
Benceno
Benceno
8.210 Kg/hr
8.210 Kg/hr
Gases
Gases
2.610 Kg/hr
2.610 Kg/hr
Conversion
Conversion
Tolueno
Tolueno 75%
75%
Reactor
Reactor
Separador
Separador
de gases
de gases
Separador
Separador
Metano
Metano
Benceno
Benceno
Hidr
Hidró
ógeno
geno
Tolueno
Tolueno
4
6
6
2
3
5
6 CH
H
C
H
CH
H
C +
↔
+
%
% conversi
conversió
ón
n
Flujo
Flujo molar
molar
Materia
Materia prima
prima
Productos
Productos
Reacciones
Reacciones quimicas
quimicas
¿Qué debe contener un DBP?
• Indicar todas los operaciones que se
llevan a cabo en el PQ.
• Debe indicar la existencia de reflujo.
• Debe indicar todos los datos que permitan
estimar el balance de masa global del
proceso.
• Alguna condición especial del proceso
(requerimiento de catalizador o de
condiciones de operación).
Diagrama de Flujo del Proceso
Diagrama de Flujo del Proceso
Producci
Producció
ón de Benceno
n de Benceno
V
V-
-102
102
Tolueno
Tolueno
Hidr
Hidró
ógeno
geno
Gases
Gases
Benceno
Benceno
TK
TK-
-101
101 E
E-
-101
101
R
R-
-101
101
C
C-
-101A/B
101A/B
P
P-
-101A/B
101A/B
H
H-
-101
101
E
E-
-102
102
E
E-
-106
106
E
E-
-103
103
E
E-
-104
104
E
E-
-105
105
P
P-
-102A/B
102A/B
V
V-
-101
101
V
V-
-103
103
T
T-
-101
101
hps
hps
mps
mps
cw
cw
cw
cw
cw
cw
lps
lps
air
air fg
fg
gases de combusti
gases de combustió
ón
n
TK-101 P-101A/B E-101 H-101 R-101 C-101A/B E-102 V-101 V-103 E –103 E-106 T-101 V-102 P-102A/B E-105
Almacén Bomba Precalen Horno Reactor Compresor Enfriador Separador Separador CalentadorRehervidor Torre de Tambor Bomba Enfriador
Tolueno Tolueno Alim Alim Gas Reciclo Salida HP LP Entrada Benceno Benceno Reflujo Reflujo Producto
Reactor Torre
4
6
6
2
3
5
6 CH
H
C
H
CH
H
C +
↔
+
5
9
2
6
7
8
17
3
1
4
10
18
14
13
11
19
12
15
14
NFPA
NFPA -
- National
National Fire
Fire Protection
Protection
Association
Association.
.
Normas Internacionales
Normas Internacionales
de Ingenier
de Ingenierí
ía
a
Calderas y
Calderas y
Recipientes a Presi
Recipientes a Presió
ón
n
Crudos,
Crudos, G
Gases y
ases y
D
Derivados
erivados de
de P
Petr
etró
óleo
leo
Seguridad y
Seguridad y
Protecci
Protecció
ón Industrial
n Industrial
Tuber
Tuberí
ías, Bombas y
as, Bombas y
Conexiones
Conexiones
ASME
ASME -
- The
The American
American Society
Society of
of
Mechanical
Mechanical Engineers
Engineers
API
API -
- American
American Petroleum
Petroleum Institute
Institute
ANSI
ANSI -
- American
American National
National Standard
Standard
Institute
Institute

3. Normas de Ingenier
Normas de Ingenierí
ía de PDVSA
a de PDVSA
COVENIN
COVENIN (
(COmisi
COmisió
ón
n VEnezolana
VEnezolana de Normas
de Normas INdustriales
INdustriales)
)
Normas Nacionales
Normas Nacionales
de Ingenier
de Ingenierí
ía
a
Normas ASME
Normas ASME
para los DFP
para los DFP
Intercambiadores de Calor
Intercambiadores de Calor
Bombas, Turbinas y Compresores
Bombas, Turbinas y Compresores
Calentadores de fuego directo
Calentadores de fuego directo
Tanques de almac
Tanques de almacé
én
n Reactores
Reactores
Recipientes
Recipientes
Columnas
Columnas
V
Vá
álvulas
lvulas
Instrumentos
Instrumentos
N
Nú
úmero de corriente
mero de corriente
Entrada Proceso
Entrada Proceso
Salida Proceso
Salida Proceso
V
Vá
álvulas de control
lvulas de control
V
Vá
álvulas de globo (control manual)
lvulas de globo (control manual)
XX - YZZ A / B
Identificador del tipo
Identificador del tipo
de equipo
de equipo
N
Nú
úmero asignado al
mero asignado al
equipo
equipo
Indicador de
Indicador de
unidades paralelas
unidades paralelas
R
R-
- 101
101 Primer reactor del proceso
Primer reactor del proceso
Á
Área asignada en la
rea asignada en la
planta
planta
P
P-
- 101 A/B
101 A/B Primera bomba del proceso con unidad
Primera bomba del proceso con unidad
paralela
paralela
Normas ASME para los DFP
Normas ASME para los DFP
Identificaci
Identificació
ón de Equipos
n de Equipos
C
C Compressor
Compressor or
or Turbine
Turbine
E
E Heat
Heat Exchange
Exchange
H
H Fired
Fired Heater
Heater
P
P Pump
Pump
R
R Reactor
Reactor
T
T Tower
Tower
TK
TK Storake
Storake Tank
Tank
V
V Vessel
Vessel
Normas ASME para los DFP
Normas ASME para los DFP
Identificaci
Identificació
ón de Equipos
n de Equipos

4. lps
lps Vapor de baja presi
Vapor de baja presió
ón
n 3
3 -
-5
5 barg
barg (
(sat
sat)
)
mps
mps Vapor de media presi
Vapor de media presió
ón
n 10
10 -
- 15
15 barg
barg (
(sat
sat)
)
hps
hps Vapor de alta presi
Vapor de alta presió
ón
n 40
40 –
– 50
50 barg
barg (
(sat
sat)
)
htm
htm Medio de transferencia de calor hasta 400
Medio de transferencia de calor hasta 400 º
ºC
C (org
(orgá
ánico)
nico)
cw
cw Agua de enfriamiento
Agua de enfriamiento 30
30º
ºC
C retorna 45
retorna 45º
ºC
C
wr
wr Agua de r
Agua de rí
ío
o 25
25º
ºC
C retorna >35
retorna >35º
ºC
C
rw
rw Agua Refrigerada
Agua Refrigerada 5
5º
ºC
C retorna >15
retorna >15º
ºC
C
rb
rb Refrigerante
Refrigerante -
-45
45º
ºC
C retorna 0
retorna 0º
ºC
C
cs
cs Agua de desechos qu
Agua de desechos quí
ímicos
micos con alto DQO
con alto DQO
ss
ss Agua de desechos sanitarios con alto DBO
Agua de desechos sanitarios con alto DBO
el
el Energ
Energí
ía el
a elé
éctrica
ctrica 220, 440 o 660 V
220, 440 o 660 V
ng
ng Gas natural
Gas natural
fg
fg Gas combustible
Gas combustible
fo
fo Aceite combustible
Aceite combustible
fw
fw Agua para sistema contra incendios
Agua para sistema contra incendios
Convenciones de los servicios
Convenciones de los servicios
Tolueno
Tolueno
Hidr
Hidró
ógeno
geno
TK
TK-
-101
101
E
E-
-101
101
R
R-
-101
101
C
C-
-101A/B
101A/B
P
P-
-101A/B
101A/B
H
H-
-101
101
hps
hps
cw
cw
air
air fg
fg
gases de combusti
gases de combustió
ón
n
5
9
2
6
7
3
1
4
N
Nú
úmero de la corriente
mero de la corriente
Flujo m
Flujo má
ásico
sico T y P
T y P L
L -
- G
G -
- M
M Componentes
Componentes
DFP
DFP -
- Informaci
Informació
ón de las corrientes
n de las corrientes
⇒
⇒ Composici
Composició
ón molar
n molar
⇒
⇒ Composici
Composició
ón m
n má
ásica
sica
⇒
⇒ Flujo molar total de la corriente (
Flujo molar total de la corriente (Kmol
Kmol/h)
/h)
⇒
⇒ Flujo volum
Flujo volumé
étrico total de la corriente (m
trico total de la corriente (m3
3/h)
/h)
⇒
⇒ Flujo molar de cada componente (
Flujo molar de cada componente (Kmol
Kmol/h)
/h)
⇒
⇒Flujo m
Flujo má
ásico de cada componente (
sico de cada componente (kg
kg/h)
/h)
⇒
⇒ Porcentaje de vapor de la corriente
Porcentaje de vapor de la corriente
⇒
⇒Propiedades f
Propiedades fí
ísicas importantes (densidad, viscosidad)
sicas importantes (densidad, viscosidad)
⇒
⇒ Datos termodin
Datos termodiná
ámica (Capacidad calor
mica (Capacidad calorí
ífica, entalp
fica, entalpí
ía)
a)
⇒
⇒ Nombre de la corriente
Nombre de la corriente
DFP
DFP -
- Informaci
Informació
ón de las corrientes
n de las corrientes DFP
DFP -
- Informaci
Informació
ón de las corrientes
n de las corrientes
Corriente 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Temperatura (ºC) 25 59 25 225 41 600 41 38 654
Presión (bar) 1.90 25.8 25.5 25.2 25.5 25.0 25.2 23.9 24.0
Fracción de vapor 0.0 0.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
Flujo Másico (ton/hr) 10.0 13.3 0.82 20.5 6.41 20.5 0.36 9.2 20.9
Flujo Molar (kmol/hr) 108.7 144.2 301.0 1204.4 758.8 1204.4 42.6 1100.8 1247.0
Composición molar (kmol/hr)
Hidrogeno 0.0 0.0 286.0 735.4 449.4 735.4 25.2 651.9 652.6
Metano 0.0 0.0 15.0 317.3 302.2 317.3 16.95 438.3 442.3
Bemceno 0.0 1.0 0.0 7.6 6.6 7.6 0.37 9.55 116.0
Tolueno 108.7 143.2 0.0 144.0 0.7 144.0 0.04 1.05 36.0
Corriente 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Temperatura (ºC) 90 147 112 112 112 38 38 38 38 112
Presión (bar) 2.6 2.8 3.3 2.5 3.3 2.3 2.50 2.80 2.90 2.50
Fracción de vapor 1.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 1.0 0.0 1.0
Flujo Másico (ton/hr) 11.6 3.27 14.0 22.7 22.7 8.21 2.61 0.07 11.5 0.01
Flujo Molar (kmol/hr) 142.2 35.7 185.2 290.7 290.7 105.6 304.6 4.06 142.2 0.90
Composición molar (kmol/hr)
Hidrogeno 0.02 0.0 0.0 0.02 0.0 0.0 178.0 0.67 0.02 0.02
Metano 0.88 0.0 0.0 0.88 0.0 0.0 123.2 3.1 0.88 0.88
Bemceno 116.3 1.1 184.3 289.46 289.46 105.2 2.85 0.26 106.3 0.0
Tolueno 35.0 34.6 0.88 1.22 1.22 0.4 0.31 0.03 35.0 0.0

5. DTI Diagrama de Instrumentación
y Tuberías
• Mostrar la estrategia de control empleada.
• Indicar el material y tamaño de las
tuberías empleadas.
• Mostrar la instrumentación y accesorios
requeridos.
DTI Diagrama de Instrumentación
y Tuberías
Purificación del benceno