UNEFM. ING QUÍMICA. DISEÑO DE PLANTAS

1. Unidad I:
Introducción al diseño de
plantas.
Ing.ALIS MORILLO
Mayo de 2014 1
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
FRANCISCO DE MIRANDA
AREA DE TECNOLOGÍA
COMPLEJO ACADÉMICO EL SABINO
PROGRAMA DE INGENIERÍA QUIMICA

2.  ¿Qué es un proceso químico?
 ¿Por qué analizar los procesos
químicos?
 Objetivos
 Análisis de los procesos
◦ Operaciones Presentes
◦ Condiciones del Proceso
◦ Sistemas que lo conforman
5.- Diseño Básico del Proceso:
Análisis de Procesos Químicos

3. ¿Qué es un Proceso Químico?
Es un conjunto de operaciones
y/o procesos físico-quimicos
debidamente integrados, que
tienen como propósito
transformar materias primas en
productos bajo
especificaciones determinadas.

4. ¿Por qué analizar los Procesos
Químicos?
Para extraer la mayor cantidad de información posible de:
 La materia prima requerida, estableciendo sus características
deseables, transporte, almacenamiento y pre-tratamientos.
 Los productos intermedios y finales., indicando la proporción
producida, su caracterización, requerimientos de estabilización,
y post- tratamiento.
 Las operaciones requeridas para transformar la materia prima
en productos, condiciones de operación, requerimientos del
proceso, equipos, etc.

5. Objetivos del Análisis del Proceso
 Producir una o más sustancias útiles.
 Lograr los límites de calidad deseados.
 Trabajar en condiciones seguras.
 Minimizar las emisiones de sustancias nocivas.
 Obterner una rentabilidad económica.

6. Análisis del Proceso
Operaciones Presentes

7. Análisis del Proceso
Operaciones Presentes

8. Análisis del Proceso
Una buena practica es seguir el camino del proceso.
Operaciones Presentes

9. Análisis del Proceso
Fanny Yadira Robayo - 2010
Al seguir el camino del proceso se recomienda:
Operaciones Presentes
 Identificar los puntos de mezcla y derivación.
 Identificar reciclos y bypas.

10. Análisis del Proceso
Condiciones de Proceso

11. Análisis del Proceso
Condiciones de Proceso

12. Análisis del Proceso
 Considerar los límites de T de los servicios
◦ El vapor de agua a alta presión (40-50 bar) proporciona
hasta 250-265 C
◦ El agua de enfriamiento se encuentra alrededor de 30 C y
retorna a 40 C
Condiciones de Proceso

13. Análisis del Proceso
Sistemas que lo Conforman

14. Análisis del Proceso
 La conversión debe ser:
◦ Acelerada
◦ Aumentada
 Se manipula:
◦ Temperatura
◦ Presión
◦ Efectos catalíticos y/o inhibidores
Sistema de Conversión de Especies

15. Análisis del Proceso
Propiedades involucradas en el proceso:
 Volatilidad relativa
 Solubilidad relativa
 Densidades relativas
 Destilación, adsorción, absorción,
filtros, extractores, evaporadores,
sedimentadores, decantadores,
cristalizadores, etc.
Sistema de Separación de Especies

16. Análisis del Proceso
Energía Mecánica para transporte de materiales líquidos, gases,
y solidos. Se emplean:
 Bombas, Agitadores, Compresores y sopladores, y
Transportadoras.
Energía Térmica
 Hornos, Calentadores, Intercambiadores de calor,
Enfriadores.
Sistema de Manejo de Energía

17. Análisis del Proceso
Las variables del proceso sujetas a ser controladas son:
 Flujo.
 Temperatura.
 Presión.
 Nivel.
 Composición.
Sistema de Coordinación y Control

18. Análisis del Proceso
Son TODAS las operaciones (plantas auxiliares) que
permiten disminuir el impacto ambiental ocasionado por
la actividad industrial.
Sistema de Manejo de Efluentes
Este sistema se establece durante el análisis del proceso,
al identificar los efluentes de la planta y el riesgo que
representan para el personal, el proceso y el ambiente.

19. Generalidades: Normas
Indican los requerimientos mínimos de calidad que debe reunir un
material para ser apto para determinado uso
Mayo de 2014 19
-. Son especificadas en los pliegos y en los contratos.
-. No son obligatorias a menos que sean expresamente pedidas.
-. Muchas veces existe superposición (cláusula más restrictiva).
-. La adopción de una norma puede tener un costo asociado muy
importante. Hay que tenerlo en cuenta en las ofertas o licitaciones.
-. La ignorancia conduce a la sobre-especificación y aumenta
innecesariamente los costos

20. Generalidades: Normas
Mayo de 2014 20
-. Las empresas más grandes (Exxon, Shell , Repsol, Petrobras, PDVSA
etc) tienen normas propias que cubren todos los aspectos de la ingeniería de
un proyecto. En ciertos casos complementan las normas “oficiales” y en
otros casos las superan.
-. En el caso de Venezuela, las normas oficiales son las normas COVENIN.
Se encuentran Normas para:
Materiales de construcción ( Ej: ASTM )
Composición química, Métodos analíticos, Propiedades mecánicas y
ensayos para determinarlas, y Dimensionales para materiales semi-
elaborados (chapas, perfiles, etc)

21. Generalidades: Normas
Mayo de 2014 21
Se encuentran para elementos elaborados (tuberías, válvulas, accesorios,
cables, etc)
Se encuentran también por equipos, para tanques, bombas,
intercambiadores, turbinas, compresores, etc.
Se encuentran para el Diseño
-. Código ASME – Diseño de recipientes a presión
-. ASME B.36.1 Instalación de cañerías
-. NFPA: Protección contra incendio
-. API 520/521: Diseño de sistemas de alivio de presión
-. API 500 Clasificación eléctrica de áreas
-. API 2000 Venteo de tanques atmosféricos

22. Generalidades: Normas
-. TEMA.
-. API 2510: Instalaciones para almacenaje de gas licuado
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Normas API de equipos
-. 610 Bombas Centrífugas
-. 611-612 Turbinas de vapor
-. 613 Bombas engranaje
-. 614 Sistemas de lubricación
-. 620 Tanques atmosféricos
-. 674 Bombas Alternativas
-. 682 Sellos Mecánicos
-. 616 Turbinas de gas
-. 617 Compresores Centrífugos
-. 618 Compresores Alternativos
-. 560 Hornos
-. 660 Intercambiadores casco y
tubo.
-. 661 Aeroenfriadores
-. 662 Intercambiadores de placas
-. 673 ventiladores centrífugos

23. Mayo de 2014 23
1.7.- Productos de Ingeniería
1.7.3.- Diagrama de Bloques de Proceso
Es un diagrama que
muestra las operaciones
unitarias de un proceso.
Consiste en una representación
simbólica de los elementos
esenciales del proceso
1.- Etapas en la realización de un
Proyecto de Diseño de Plantas

24. Mayo de 2014 24
1.7.- Productos de Ingeniería
1.7.4.- Diagrama de Flujo de Proceso
Es un diagrama que muestra las operaciones unitarias de un proceso y su
filosofía de control, consiste en una representación simbólica de los
elementos esenciales del proceso.
Para la elaboración del DFP se deben regir por las normas publicadas en la
Guía de Diseño de Plantas, titulada DIAGRAMAS DE PROCESO.
Paralelo al DFP y al DTI se debe desarrollar un documento llamado Plano
de Simbología.
1.- Etapas en la realización de un
Proyecto de Diseño de Plantas

25. Mayo de 2014 25