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PROYECTO FINAL DE CARRERA 2007

PLANTA DE PRODUCCIÓN DE ANILINA

Paco Fernàndez Espinosa

Pamela Costa Redondo Diana González Nóvoa Carlota Tayà Cristellys Víctor Herrero Yniesta

Anna Mauri Carrillo

TOMO 1: INTRODUCCIÓN EQUIPOS CONTROL E INSTRUMENTACIÓN TOMO 2: Tuberías, Válvulas y Bombas Seguridad y Higiene Medio Ambiente Evaluación Económica Puesta en Marcha Manual de cálculos

Bibliografía TOMO 3: Planos Pere Veas Roman

AGRADECIMIENTOS

AGRAÏMENTS GENERALS Volem agrair aquest projecte a tots els que ens han recolzat durant tot aquest

temps, als companys de la universitat, a l’Anabel i el Pedro per la feina realitzada, el

Pep, l’Ari, el Cesc, l’Ester, la Rosa, la Sílvia, el Roberto, el Javi, el Rocco, la Irene, el

Juanpa, la Lucia, la Laura, el Martí, la Anna, pels seu suport durant tota la carrera, als

professors que han ajudat a la realització d’aquest projecte, en especial al Javier

Lafuente, al Carles de Mas, Paco Valero i Mª Dolors Benaiges. També a la família Tayà

pel menjar, l’allotjament i la paciència.

PACO En primer lloc vull agraïr a la meva familia, al meu pare, a la meva mare, a la

meva germana i a l´spot ( el gos ). Es podria dir que a mi no sem caurien mai les parets

de casa a sobre però com no tinc un ordinador portátil he hagut de treballar sempre a

casa. Mai havia estat tant de temps a casa tancat; això ma fet pensar molt y una de les

coses en les que he pensat és en lo bé que séstà a casa, amb la meva familia i que

encara que no m´ho cregui això ha estat de gran ajuda per poder portar endavant aquest

projecte.

Vull agraïr també als meus colegues del poble, sobretot a lÁmaviska, al Jabalí,

al Vboy, a lÍssis, al Navas, a lÍbarretxe, al Bertini, a la Sònia, al Pedroka y al Tomeu

que m´han escoltat, m´han aconsellat i m´han fet disfrutar moltíssim en els moments de

més necessitat. També vull agraïr el recolzament de la gent de léquip de futbol del

Barretina Team, al Riki, al Dani Otero, a la gent de léquip de futbol del Bellaterra, al

Panda (míster) per haver-me deixat escaquejar-me en més dún partit i als jugadors del

meu equip de futbol del Proevolution Soccer, ja que de tant en tan he hagut de recòrrer

amb ells en busca de ajuda en moments de vida o mort.

I per últim només em falta donar les gràcies al café soluble de l´Eroski, droga

que ha aconseguit mantenir-me en peu en els moments més difícils( despres de llevar-

me, després de dinar i...uns quants després més)!

PAMELA Me gustaría agradecer en primer lugar a mi familia todo el apoyo incondicional

recibido a lo largo de los años de carrera y en especial los últimos meses por estar

siempre a mi lado a pesar de la distancia que nos separaba: a mis padres porque gracias

a ellos he podido llegar hasta aquí y también a mis hermanas, Marta y Paula, por toda su

ayuda y ánimos y en los momentos más difíciles.

Gracias a todos mis amigos de Galicia que, aunque nos encontrábamos a más

1000 km. de distancia, siempre han contestado a mis llamadas y me han ayudado

cuando más los necesitaba.

Y como no, agradecer a todos mis compañeros de proyecto Anna, Carlota,

Diana, Paco, Pere y Víctor su cariñosa acogida desde el primer día que llegué a

Barcelona, por toda su compresión y por todos los momentos divertidos que hemos

pasado.

Muchas gracias a todos!!!!!!!!!!!!!

DIDI

Este proyecto no habría sido posible sin el apoyo, trabajo y buen humor de todos

los componentes del grupo. Quiero agradecer la respuesta general de todos ellos!!!

Arriba Anitron!!!

Por supuesto, no habría llegado aquí sin la ayuda de mi madre. Después de este

largo camino sólo puedo decir que siempre ha estado ahí apoyando mis decisiones, mis

malos momentos, mis frustraciones y, claro que sí, todas mis alegrías! Siempre

formando parte de todas las situaciones a las que he tenido que hacer frente en este

corto, pero fundamental, período de mi vida. Si es que sin ti no estaría aquí!!!

A toda gente de mi lejana pero genial y querida tierra. (MIÑA TERRA GALEGA!!!)

Que estas navidades no he podido disfrutar todo lo que quisiera de ellos… era por

una buena causa! Pero sabéis que cuando vuelva…que no será muy pronto…os

“achucharé a saco”! Mi Andrea, mi Mati, mi Reee (que ni siquiera he podido verle…),

Erika, Edu, Noel, Peri, Nerius, Lui, Maras, Diegues, Fon, María Lugo, Mata, Miiii que

además han estado conmigo en Compostela. Viviendo conmigo, soportando mis

presiones de exámenes y disfrutando de esa ciudad a la que tengo un huecazo enorme

dentro de mí. A la “melé”!!! Por supuesto! Va por la “mitikez”!La catedral de Compos,

la zona vieja con todos sus personajes, músicos, plazas… joé! Cómo le quiero y cómo

me alegro de que finalmente entrase en esta carrera.

Y por supuesto, el recibimiento de esta ciudad, de la facultad, Paco Valero,

Dolores Benaiges y todos mis compañeros que me han hecho sentirme como en casa!

Mis compis de catalán y a Muntaner 79 sobre todo!!! Qué momentos…

CARLOTA Els meus agraïments són sobretot i per descomptat a la meva família,encara que

no podré agrair prou als meus pares en Toni, la Paloma i en Jan, pel seu suport

incondicional durant tota la meva vida, pel recolzament i per aguantar els meus mal

humors.

També vull agrair als meus amics de tota la vida, la Marta, el Toni, el Lupi, en

Joan, i les Oliva, la família Arnau, l’Ori, el Jaime, l’Estel, l’Elena per estar sempre al

meu costat i per no trucar-me durant l’ultima fase del projecte per dir-me si sortien de

festa.

També mil gracies pels informàtics frikis, l’Arnau, el Boig, el Ricki, l’Ivan, a tota la

Banda etc.., que han realitzat una gran feina en aquest projecte tunejant el meu

ordinador, i que ho han aconseguit, i pel suport en els moments difícils.

Agraeixo també als meus companys de feina que han tapat la meva absència

A tots, i els que em pugui deixar, MOLTISSÍMES GRACIES!!!!

VÍCTOR Este espacio se suele rellenar con frases emotivas y con cierto tono de

despedida. No usaré esa retórica, puesto que pienso que estos años compartiendo mi

vida, son solo un principio. De todas formas, no puedo dejar de dar las gracias,

A mis compañeros de proyecto, por esas horas de infarto y risas histéricas, pero

a pesar de la presión, el buen humor general. Como olvidar las menciones a la madre de

Bill Gates durante todo un fin de semana, o el grandioso trato con la familia de Carlota,

mascotas incluidas o los canapés fríos del domingo madrugada.

A todos los pesos pesados que han compartido desde una partida de mus, a

viajes a Toulousse, paseos hasta el ambulatorio, cenas, Erasmus, y demás locuras. Para

todos ellos, Roberto, Javi, Fredi, Eli, Ali, Diana, Miriam, Martí, Juanpa, Jordi, Arnau,

… un gran abrazo.

A todos los que pusieron todos sus medios para impedirme acabar esta carrera, o

por lo menos alargarla lo máximo posible. Compañeros de infancia y futuro, Xavi,

Alberto, Requena, Jose, Héctor, Irene, Laia, … y como no mencionar a quien me ha

robado más tiempo en estos dos años, Noelia. Un apunte para la familia de la

marisquería que me ha pagado la carrera.

Por último, el mayor reconocimiento es como no, para mi madre, y mis

hermanos Jordi y David. Su apoyo incondicional, y sus reprimendas, han sido siempre

motor de mi empeño. Un gran beso a todos !!

Víctor

PD: Este proyecto está dedicado a mi padre, Francisco Herrero Martínez.

ANNA:

Per descomptat, vull agrair a la meva família i els meus amics el seu recolzament

durant tota la meva carrera, no només durant la realització d’aquest projecte.

Als meus companys d’universitat pel fer-me el dia a dia genial i viure grans

moments amb ells. Ha estat una gran época!

Als meus amics de sempre: la Laia, la Marta, la Mire, el Marcos ,el Kike, el

David, el Gachi, el Cristian, l’Ana, el Dani..., per fer-me desconnectar en moments

estresants i treure’m de casa de tan en tan.

A los proyectiles, pels moments de tancada i estrès que hem superat, però nens,

ja s’ha acabat!!

I a totes les persones que d’una manera o altra ens han ajudat!

Moltes gràcies a tots!

PERE

En primer lloc, vull dedicar el projecte a tota la meva família pel seu ajut i

paciència en els moments de tensió i estrés, que no han estat pocs. També cal esmentar a

l’Espot (el meu gos); ja que anar a passejar amb ell era una bona teràpia per relaxar-me i

desconnectar durant uns moments.

A més a més, jo i els ordinadors no som molt amics, i estar davant d’un

ordinador cada dia durant tot aquest temps ha estat bastant dur, però al final tot ha sortit

bé i això es lo important; i ara ja sóc tot un “mestre” de l’Excel i del Word.

També agrair la col·laboració i suport dels amics de Sant Cugat, ja que em

donaven ànims i bons consells per seguir endavant.

El darrer cap de setmana abans d’entregar el projecte vam estar “tancats” a casa

de la família Tayà, i també vull agrair la seva paciència i amabilitat durant la nostra

estada allà.

En definitiva, moltes gràcies a tothom i a veure quin futur ens espera…

ÍNDICE TOMO I

1. Especificaciones del proyecto

1.1 Definición del proyecto……………………………….………1-1

1.1.1 Bases del proyecto………………………………………..……… 1-2

1.1.2 Alcance del proyecto………………………………………………1-3

1.1.3 Localización de la planta…………………………………………..1-3

1.1.4 Abreviaturas……………………………………………………….1-6

1.2 Descripción del proceso de fabricación……………………….1-8 1.2.1 Introducción………………………………………………………..1-8

1.2.2 Materias primas…………………………………………………….1-8

1.2.3 Métodos de obtención de anilina…………………………………..1-9

1.3 Especificación de los componentes del proyecto…………….1-15 1.3.1 Especificación de materias primas………………………………..1-15

1.3.2 Especificación de los productos…………………………………..1-16

1.3.3 Usos de la anilina…………………………………………………1-17

1.4 Descripción detallada del proceso escogido…………………1-19

1.5 Balance de materia…………………………………………...1-23

1.6 Balance de energía……………………………………………1-27

1.7 Especificaciones y necesidades de servicios…………………1-30 1.7.1 Energía eléctrica………………………………………………….1-30

1.7.2 Agua de red…………………………………………………….....1-32

1.7.3 Gas natural………………………………………………………..1-33

2. Equipos

2.1 Lista de equipos……………………………………………….2-2

2.2 Descripción breve de los equipos principales…………………2-3

2.3 Descripción breve de otros equipos…………………………...2-7

2.4 Hojas de especificaciones……………………………………2-10

3. Control e instrumentación

3.1 Introducción…………………………………………………...3-2

3.2 Listado de lazos de control…………………………………..3-16

3.3 Descripción, diagramas de los lazos de control y hojas de

especificaciones……………………………………………...3-23

3.4 Válvulas de control…………………………………………3-250

TOMO II

4. Tuberías, válvulas y accesorios 4.1 Designación de tuberías……………………………………….4-1

4.1.1 Cálculos……………………………………………………………4-1

4.1.2 Normas de diseño………………………………………………….4-2

4.1.3 Nomenclatura………………………………………………………4-2

4.1.4 Aislamiento térmico………………………………………………..4-4

4.1.5 Hoja de especificaciones………………………………...................4-6

4.2 Designación de válvulas……………………………………..4-13

4.2.1 Clasificación de válvulas…………………………………………4-13

4.2.2 Tipos de válvulas…………………………………………………4-14

4.2.3 Nomenclatura…………………………………………………….4-15

4.2.4 Listado de válvulas……………………………………………….4-16

4.3 Designación de equipos de impulsión……………………….4-31

4.3.1 Bombas………………………………………………...................4-31

4.3.2 Soplantes………………………………………………………….4-51

5. Seguridad e higiene

5.1 Legislación…………………………………………………….5-1

5.2 Clasificación de los equipos…………………………………..5-5

5.3 Estudio básico de seguridad y salud…………………………5-16 5.3.1 Objeto……………………………………………………………..5-16

5.3.2 Alcance…………………………………………………………...5-17

5.3.3 Identificación de la obra y datos generales……………………….5-18

5.3.4 Identificación de riesgos en el proceso constructivo…………..…5-19

5.4 Medidas de protección a implantar………………………….5-25 5.4.1 Técnicas generales de prevención………………………………...5-25

5.4.2 Técnicas específicas de prevención………………………………5-27

5.5 Equipos de protección individual (EPI´s)…………………....5-31 5.5.1 Características y requisitos……………………………………….5-31

5.5.2 EPI´s en las distintas actividades industriales…………………….5-34

5.5.3 Sistemas de protección colectiva…………………………………5-38

5.5.4 Equipos de protección colectiva en las distintas actividades

industriales………………………………………………………..5-40

5.6 Señalización………………………………………………….5-42 5.6.1 Legislación………………………………………………………..5-42

5.6.2 Señales visuales…………………………………………………..5-45

5.6.3 Señales luminosas………………………………………………...5-52

5.6.4 Señales acústicas………………………………………………….5-53

5.6.5 Vías de circulación………………………………………………..5-54

5.6.6 Señalización de conducciones……………………………………5-54

5.7 Actuación preventiva y primeros auxilios…………………...5-57 5.7.1 Características a cumplir en ciertos trabajos……………………...5-57

5.7.2 Características y requisitos a cumplir por la maquinaria…………5-60

5.7.3 Condiciones preventivas que debe reunir el centro de trabajo…...5-63

5.7.4 Medidas de emergencia y evacuación……………………………5-65

5.7.5 Botiquines………………………………………………………...5-65

5.7.6 Asistencia a accidentados………………………………………...5-66

5.7.7 Prevención de riesgos de daños a terceros………………………..5-66

5.7.8 Servicios de prevención…………………………………………..5-66

5.7.9 Coordinador de seguridad y salud………………………………..5-66

5.7.10 Libro de incidencias………………………………………………5-67

5.7.11 Instalaciones médicas…………………………………………….5-67

5.7.12 Instalaciones de higiene y bienestar………………………………5-67

5.7.13 Plan de seguridad y salud………………………………………....5-68

5.8 Protección contra incendios, explosiones y fugas…………...5-67 5.8.1 Introducción………………………………………………………5-67

5.8.2 Normativa………………………………………………………...5-67

5.8.3 Tipos de fuego……………………………………………………5-70

5.8.4 Instalaciones de detección, alarma y extinción……..………….…5-71

5.8.5 Instalaciones y equipos industriales………………………………5-84

5.8.6 Emplazamiento de los locales…………………………………….5-86

5.8.7 Explosiones……………………………………………………….5-86

5.8.8 Fugas……………………………………………...………………5-88

5.8.9 Almacenamiento y manipulación de productos inflamables……..5-89

5.8.10 Normas de seguridad de la planta………………………………...5-90

5.8.11 Plan de emergencia……………………………………………….5-91

6. Medio ambiente

6.1 Introducción…………………………………………………...6-2

6.2 Impacto ambiental…………………………………………….6-4

6.3 Protección de los perímetros de las captaciones de

abastecimiento………………………………………………...6-5 6.3.1 Métodos de protección de los recursos hídricos…………………...6-5

6.3.2 Perímetros de protección…………………………………………..6-7

6.4 Planes y programas en evaluación ambiental…………………6-8

6.5 Sistemas de gestión medioambiental………………………….6-9

6.6 Legislación aplicable………………………………………...6-10

6.7 Efluentes líquidos……………………………………………6-15

6.8 Efluentes sólidos……………………………………………..6-16

6.9 Efluentes gaseosos…………………………………………...6-16

6.10 Contaminación acústica…………………………………...6-18 6.10.1 Legislación aplicable…………………………………………….6-18

6.10.2 Fuentes de ruido…………………………………………………6-19

6.10.3 Medidas preventivas……………………………………………..6-19

6.11 Impacto visual……………………………………………..6-20

7. Evaluación económica

7.1 Valoración económica de la planta……………………………7-2 7.1.1 Gastos previos……………………………………………………...7-2

7.1.2 Capital inmovilizado……………………………………………….7-2

7.1.3 Capital circulante…………………………………………………7-15

7.2 Estimación del coste de producción………………………..…7-16 7.2.1 Gastos de fabricación……………………………………………..7-16

7.2.2 Gastos generales………………………………………………….7-20

7.3 Ventas y rentabilidad del negocio……………………………7-22 7.3.1 Estimación de los ingresos por ventas……………………………7-22

7.3.2 Estudio del rendimiento económico…………………………...…7-22

7.4 Viabilidad de la planta……………………………………….7-26

7.5 Estimación del precio del mercado de los productos……...…7-27

8. Puesta en marcha y operación

8.1 Introducción…………………………………………………...8-2

8.2 Puesta en marcha……………………………………………...8-6

8.3 Operación de la planta……………………………………….8-11

9. Diagramas y planos ( VER TOMO III)

10. Manual de cálculos

10.1 Tanques……………………………………………………10-1

10.1.1 Introducción…………………………………………….………..10-1

10.1.2 Determinación del volumen……………………………...……....10-1

10.1.3 Determinación de las variable de diseño………………………...10-2

10.1.4 Cálculo de los espesores…………………………………………10-8

10.1.5 Peso de los equipos……………………………………………..10-16

10.1.6 Diseño de los soportes………………………………………….10-19

10.1.7 Diseño de los aislantes………………………………………….10-21

10.1.8 Diseño del agitador…………………………………..................10-22

10.1.9 Cálculos……………………………………………...................10-25

10.2 Decantador……………………………………………….10-65 10.2.1 Introducción……………………………………………………..10-65

10.2.2 Determinación de las dimensiones de decantación……………..10-65

10.2.3 Determinación de las variables de diseño de

recipientes…………………………………………….................10-67

10.2.4 Cálculo de los espesores……………………………..................10-74

10.2.5 Peso de los equipos………………………………………..……10-81

10.2.6 Diseño de los soportes………………………………………….10-85

10.2.7 Diseño de los aislantes………………………………………….10-87

10.2.8 Determinación de variables de diseño………………………….10-88

10.2.9 Cálculos ………………………………………………………..10-91

10.3 Intercambiadores de calor de carcasa y tubos……………10-97 10.3.1 Balance térmico…...……...…………………………………….10-98

10.3.2 Cálculo de ∆TML………………………………………………10-98

10.3.3 Selección del intercambiador…………………………………...10-99

10.3.4 Comprobación de las características del tubo…………………10-100

10.3.5 Comprobación de las propiedades del

intercambiador………………………………………………....10-101

10.3.6 Comprobación de la velocidad del vapor por los tubos……….10-101

10.3.7 Selección del número y separación de pantallas

deflectoras……………………………………………………...10-101

10.3.8 Determinación del coeficiente global de transmisión de

calor……………………………………………………………10-102

10.3.9 Cálculo de las pérdidas de presión…………………………….10-104

10.3.10Diseño mecánico…………………………………………….…10-105

10.3.11Cálculo de los heaters…………………………………….……10-114

10.4 Intercambiador de calor vertical………………………..10-116 10.4.1 Introducción…………………………………………………....10-116

10.4.2 Procedimiento…………………………………………………10-116

10.4.3 Balance de energía…………………………………………….10-120

10.5 Reactor multitubular de lecho fijo……………………...10-127 10.5.1 Introducción………………………………………………........10-127

10.5.2 Cinética de la reacción………………………………………...10-128

10.5.3 Especificaciones de las corrientes y condiciones de

operación……………………………………………………….10-129

10.5.4 Cálculo del número de tubos………………………………….10-129

10.5.5 Cálculo del área de intercambio de los tubos………………....10-130

10.5.6 Cálculo del calor intercambiado con el fluido de

refrigeración……………………………………………………10-130

10.5.7 Cálculo del caudal de agua de refrigeración…………………..10-132

10.5.8 Simulación…………………………………………………….10-132

10.5.9 Diseño mecánico………………………………………………10-141

10.5.10Tablas y figuras………………………………………….……..10-162

10.6 Diseño de las columnas de destilación…………………10-164 10.6.1 Diseño funcional………………………..…………………..….10-166

10.6.2 Diseño interno…………………………………………………10-169

10.6.3 Diseño mecánico………………………………………………10-177

10.7 Columna de rectificación……………………………….10-181 10.7.1 Diseño funcional…………………………………………….....10-181

10.7.2 Diseño interno…………………………………………………..1-184

10.7.3 Diseño mecánico………………………………………………10-184

10.8 Cálculo de tuberías………………………...…………...10-186 10.8.1 Cálculo del diámetro interno……………………………….…..10-186

10.9 Cálculo bombas…………………………...……………10-188 10.9.1 Balance de energía mecánica…………………………………..10-188

10.9.2 Pérdidas de energía mecánica por fricción…………………….10-189

10.9.3 Cálculo de la carga total………………………………………10-190

10.9.4 Cálculo de la potencia total…………………………………….10-191

10.9.5 Cálculo del NPSH disponible…………………………………10-191

10.10 Cálculo de bombas de vacío……………………………10-193 10.10.1Bombas de vacío de anillo líquido………...…………………...10-193

10.11 Cálculo de soplantes……………………………………10-195 10.11.1Balance de energía mecánica…………………………………..10-195

10.12 Cálculo de la turbina……………………………………10-196 10.12.1Funcionamiento de una turbina…………………………….…..10-196

10.12.2Diagrama de Mollier…………………………………….……..10-197

10.12.3Cálculo de la potencia…………………………………………10-198

10.12.4Elección de la turbina………………………………….………10-198

10.13 Cálculo de compresores……………………………..….10-199 10.13.1Metodología de cálculo……………………………………......10-199

10.13.2Elección compresor de proceso……………………….……….10-200

10.13.3Elección compresor de servicios……………………….……...10-201

10.14 Cálculo de torres de refrigeración………………………10-202 10.14.1Funcionamiento……………………………………………......10-202

10.14.2Metodología de cálculo……………………………………..….10-202

10.14.3Elección de la torre……………………………………….……10-203

10.14.4Pérdidas de agua por evaporación……………………….…….10-205

10.15 Anexos……………………………………………...…..10-206

11. Bibliografía

Especificaciones del proyecto

1. ESPECIFICACIONES DEL PROYECTO

Planta de Producción de Anilina 1-1


1. ESPECIFICACIONES DEL PROYECTO

1.1 DEFINICIÓN DEL PROYECTO

El objetivo de este proyecto es el diseño de una planta para la producción de

anilina a partir de nitrobenceno. Este proyecto ha de ser viable en términos de diseño y

economía, además de cumplir con la normativa y legislación vigentes.

En este proyecto se facilitarán los documentos necesarios para poder

comprender el diseño, construcción, implantación de los equipos y puesta en marcha de

la planta.

1.1.1. Bases del proyecto

El proyecto contempla las siguientes áreas:

- Unidades de proceso y purificación de la anilina.

- Unidades de almacenamiento de materias primas y estaciones de carga y

descarga.

- Almacenamiento y expedición del producto acabado.

- Áreas de servicio.

- Oficinas, laboratorios y vestuarios.

- Áreas auxiliares (aparcamiento, control de accesos, contra incendios, depuración

de agua…).

Las especificaciones de la instalación se muestran a continuación:

Capacidad: 60000 Tm/año de anilina

Funcionamiento: 330 días/año de producción

Presentación: a granel en camiones de 23 T.



1.1.2 Alcance del proyecto

En la realización del proyecto se incluirán los siguientes aspectos:

- Diseño y especificación de los equipos de proceso.

- Diseño y especificación de las unidades de control del proceso.

- Diseño y especificación del sistema de seguridad de la planta.

- Estudio de la puesta en marcha, parada y operación de la planta.

- Cumplimiento de las normativas y disposiciones legales vigentes.

- Análisis de la rentabilidad económica del proyecto.

1.1.3 Localización de la planta

El proyecto se llevará a cabo en el término municipal de Vila-Seca situado en la

provincia de Tarragona, concretamente en el polígono industrial “Gases Nobles”. La

planta cumplirá la normativa urbanística del polígono industrial, teniendo en cuenta los

retranqueos a viales y vecinos, altura de los edificios, ocupación de parcela y

edificabilidad.

La situación del término municipal de Vila-Seca se encuentra en la comarca del

Tarragonés a 9 km de la ciudad de Tarragona.

Accesibilidad y comunicaciones

La accesibilidad y comunicación a la red de carreteras es de vital importancia

para la llegada y salida de las materias primas así como de los productos acabados.

En este caso existen buenas comunicaciones por carretera ya que la planta tiene

accesos cercanos a la Autovía del Mediterráneo ( AP – 7 ) y a la Carretera Nacional N –

340a. La accesibilidad por carretera a la planta se puede comprobar en el siguiente mapa:



Fig.1: Accesibilidad a la planta por carretera

La accesibilidad por ferrocarril también es buena debido a que hay tres líneas de

la compañía RENFE, la Ca3, Ca4 y Ca6, que pasan por el municipio. La comunicación

marítima mediante el puerto de Tarragona (a 11 km ) y el transporte aéreo mediante el

aeropuerto de Reus ( a 9 km ) son dos buenas alternativas de transporte.



Fig. 2: Red de ferrocarriles, puertos y aeropuertos

Climatología

La climatología de la zona corresponde al clima mediterráneo, el cual reúne las

siguientes características:

- precipitaciones inferiores a 600 mm anuales.

- veranos largos y secos.

- inviernos muy suaves.

- máximas precipitaciones en otoño.



Mapa de precipitaciones Mapa de temperaturas

1.1.4 Abreviaturas:

Las abreviaturas utilizadas en la memoria del proyecto, referidas a sustancias y

equipos de proceso aparecen resumidas en las siguientes tablas:

Áreas de la planta:

Abreviatura Área

100 Área de almacenamiento

200 Área de mezcla de reactivos

300 Área de reacción

400 Área de separación

500 Área de purificación

600 Área de servicios

700 Sala de control

800 Laboratorios y análisis de calidad

900 Oficinas

1000 Bar y vestuarios

1100 Jardín



Fluidos de Proceso:

Abreviatura Fluido

AR Agua de red

AD Agua descalcificada

AP Agua de proceso

V Vapor

AC Aire comprimido

NB Nitrobenceno

H Hidrogeno

AN Anilina

AZ Azeótropo

ALL Nitrobenceo+Anilina+Hidrógeno+Agua

Equipos de proceso:

Abreviatura Equipos

T Tanque

C Columna

E Intercambiador de calor

CO Compresor

AG Agitador

B Bomba

S Decantador & Mezclador

G Turbina

TR Torre de refrigeración



1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FABRICACIÓN

1.2.1 Introducción

La anilina es una molécula de la familia de las aminas aromáticas. Fue aislada

por primera vez a principios del siglo XIX, concretamente en 1826 mediante la

destilación seca del añil. En 1840 el mismo líquido aceitoso fue obtenido calentando el

añil con potasa, y se obtuvo la anilina actualmente conocida. La estructura de la anilina

fue finalmente establecida en 1843 por W. Von Hoffmann con la demostración que

podría ser obtenida por la reducción del nitrobenceno.

El primer proceso técnicamente aplicable para la producción de anilina (proceso

Bechamp) fue desarrollado en 1854. Durante los siguientes 145 años la anilina ha

llegado a ser uno de los bloques de construcción más importantes en la química. La

anilina se usa como intermediario en diferentes campos de aplicación como, por

ejemplo, isocianatos, tites y pigmentos, compuestos químicos agrícolas o

farmacéuticos…etc.

1.2.2. Materias primas

La síntesis de anilina más usada comercialmente comienza en el benceno. Existe

bibliografía sobre la aminación directa del mismo, pero las altas temperaturas y

presiones requeridas así como la necesidad de usar un gran exceso de amonio no han

permitido el desarrollo de un proceso económico.

Hasta ahora, todas las técnicas aplicadas en la síntesis de anilina usan una vía

indirecta para su producción a partir del benceno. En todos los casos, una clase de

derivación se incluye como paso intermedio. En esta etapa se forma uno de los dos

precursores directos de la anilina: nitrobenceno o fenol.



Nitrobenceno

El nitrobenceno se fabrica comercialmente por la nitración directa del benceno

en fase líquida usando una mezcla de ácido nítrico y sulfúrico. Hay básicamente dos

vías para la nitración del benceno: reacción isotérmica y reacción adiabática.

En el proceso isotérmico, la nitración del benceno tiene lugar en una reacción en

cascada en reactores cilíndricos con agitación o bien reactores tubulares, a temperaturas

desde 50ºC hasta 100ºC y a presión atmosférica. La temperatura se mantiene mediante

un enfriamiento interno y/o externo con agua. Una ventaja del proceso isotérmico es la

mínima formación de subproductos, debido a la baja temperatura de reacción. La

mezcla ácida necesaria para la nitración está formada por ácido sulfúrico humeante y

ácido nítrico concentrado.

En el proceso adiabático, la nitración tiene lugar en una cascada de reactores

agitados a temperaturas de 90 a 100ºC y presión atmosférica. Como mezcla ácida se

utiliza un gran volumen con un 65 a 85 % de ácido sulfúrico y también ácido nítrico

concentrado. La ventaja de este proceso es que el calor de la reacción de nitración se

emplea para reconcentrar el ácido sulfúrico gastado.

Fenol

El proceso de oxidación del cumeno (proceso Hock) es el proceso comercial más

importante para la síntesis del fenol.

El cumeno se prepara mediante la alquilación del benceno con propeno usando

un catalizador que contiene ácido fosfórico absorbido, a la temperatura de 230ºC y una

presión de 3500 kPa. Otro proceso es la oxidación de tolueno vía ácido benzoico.

1.2.3. Métodos de obtención de la anilina

El nitrobenceno es usado como materia prima para la obtención de anilina, por

todos los productores mundiales, a excepción de Mitsui Petrochemicals Ind. (Japón) que

además emplea fenol y Aristech Chemical Corp. (U.S) que sólo utilizan fenol.



1.2.3.1 Hidrogenación catalítica del nitrobenceno

La hidrogenación catalítica del nitrobenceno es una reacción altamente

exotérmica (∆H=-544 KJ/mol a 200ºC) que puede llevarse a cabo tanto en fase vapor

como en fase líquida, en los procesos usados comercialmente.

El intercambio y la utilización del calor de reacción es un punto crucial para todos los

procesos que emplean el nitrobenceno como materia prima.

Hidrogenación catalítica en fase vapor

En el proceso en fase vapor, el nitrobenceno es hidrogenado a anilina con un

rendimiento, normalmente, de más del 99%, usando un lecho fijo o bien fluidizado. El

catalizador más efectivo en este caso parece ser el cobre o el paladio sobre carbón

activado o un soporte oxídico, combinado con otros metales (Pb, V, P, Cr) como

promotores para alcanzar altas actividad y selectividad.

En el proceso Lonza una alimentación homogénea de hidrógeno y nitrobenceno

se pasa sobre un lecho fijo de catalizador de cobre con una temperatura de entrada de



unos 200ºC. La razón molar entre el nitrobenceno alimentado y el hidrógeno total es de

1:1000 a la entrada del reactor. Los productos de reacción salen del reactor a una

temperatura superior a los 300ºC. El calor de la hidrogenación se usa para producir

vapor y para calentar la corriente de gas recirculado. La salida del reactor se enfría en

un condensador; a continuación se separan el exceso de hidrógeno, la anilina bruta y el

agua. Finalmente, la anilina es purificada por destilación.

Bayer opera con reactores de lecho fijo convencionales usando un catalizador de

paladio sobre un soporte de aluminio, cuya actividad es modificada por la adición de

vanadio. En una reciente mejora, pretenden la hidrogenación del nitrobenceno sobre un

lecho fijo de catalizador de 1.5 a 4 % en peso de paladio en coque con 0.1 a 2% en peso

como modificador para reducir el anillo aromático. A la presión de 100-700 kPa una

mezcla de nitrobenceno vaporizado e hidrógeno en una razón de 1:120 a 1:200 es

alimentada al reactor adiabático con una temperatura de entrada de 250-350ºC. La altura

del lecho de catalizador en el reactor es de 0.1 a 1 m. Los productos de reacción salen

del reactor sin enfriar a una temperatura máxima de 460ºC. A continuación, el calor de

reacción es usado para producir de vapor a alta presión. La unidad de producción puede

ser construida mediante varios reactores adiabáticos en serie o en paralelo. Después de

enfriarse hasta 140 o 180ºC, la salida del último reactor es alimentada a una unidad de

separación donde de nuevo la anilina bruta, las aguas residuales y el hidrógeno

recirculado se separan bajo presión. La anilina se purifica mediante destilación.

BASF opera en fase vapor, con un proceso de lecho fluidizado. El nitrobenceno

es parcialmente evaporado por atomización con la ayuda de una corriente caliente de

gas formada fundamentalmente de hidrógeno. La corriente de gas se hace circular en

presencia de un catalizador fluidizado, los productos de reacción son condensados y la

anilina es separada de los productos de reacción aislados. Uno de los tipos de

catalizador preferidos es el cobre (15% en peso) sobre un soporte de silicio activado con

cloro, zinc y bario. La mezcla de dos fases de nitrobenceno e hidrógeno es inyectada a

través de boquillas localizadas a varias alturas del lecho fluidizado y la hidrogenación se

lleva a cabo a 250-300ºC y 400-1000 kPa en presencia de hidrógeno en exceso. El

producto gaseoso caliente es enfriado en un intercambiador de calor y la anilina es

aislada en un separador líquido-gas. El calor de reacción se usa para la producción de

vapor. Para la regeneración del catalizador, después de limpiar con agua todo el sistema



de nitrógeno, el material orgánico depositado en la superficie del catalizador se quema a

250ºC con aire. Desués de la completa regeneración y la consecuente sustitución del

aire en el sistema, el catalizador es activado otra vez mediante la reducción del óxido de

cobre con hidrógeno de 200 a 300ºC.

Hidrogenación catalítica en fase líquida

Los procesos industriales ICI y Dupont para la fabricación de anilina implican la

hidrogenación del nitrobenceno en fase líquida. Este proceso de hidrogenación opera a

90-200ºC y 100-600kPa. La reacción en fase líquida debe ser llevada a cabo en

reactores de lecho fluidizado. Normalmente se alcanza una conversión del 98 al 99%.

En 1960, ICI desarrolló un proceso continuo de hidrogenación en fase líquida,

que usa la anilina como disolvente en una proporción mayor del 95% en peso de la fase

líquida. Operando en las condiciones próximas al punto de ebullición del solvente, tood

o casi todo el calor de reacción se disipa permitiendo la evaporación de la mezcla de

reacción. El agua es retirada con los vapores efluentes y la anilina necesaria se retorna al

recipiente de reacción para mantener así las condiciones del estado estacionario.

Dupont hace la hidrogenación del nitrobenceno en fase líquida usando un

catalizador de platino-paladio sobre un soporte de carbono con hierro como modificador.

Éste proporciona al catalizador una larga vida, alta actividad y protección contra la

hidrogenación de los anillos aromáticos. El proceso continuo utiliza un reactor de flujo

en pistón que permite alcanzar un buen rendimiento y el producto obtenido está

prácticamente libre de nitrobenceno.

Comparación de ambos métodos

La comparación entre la hidrogenación del nitrobenceno en fase líquida y en

fase vapor no muestra prácticamente diferencias en cuanto a rendimiento y calidad del

producto para ambos procesos.

El proceso en fase líquida tiene la ventaja del alto rendimiento espacio-tiempo y

además no necesita un lazo de gas recirculado debido al bajo requerimiento energético.



El proceso en fase vapor presenta la ventaja del buen aprovechamiento del calor

de reacción debido al vapor producido, no necesita la separación producto-catalizador y

el catalizador tiene una mayor vida.

1.2.3.2 Reducción del nitrobenceno con hierro y sales de hierro

Una variación histórica de la ruta del nitrobenceno es el proceso Bechamp, que

utiliza hierro y cloruro de hierro (II) para su reducción:

Este proceso tiene más de cien años, pero todavía se usa en dos plantas de

anilina de Bayer. Hoy en día el producto de interés no es tanto la anilina como los

pigmentos coloreados de hierro que se forman como subproductos. En el proceso

Bechamp el nitrobenceno se reduce en un reactor de tanque agitado con una solución de

cloruro de hierro (II). El reactor está lleno con la cantidad total de agua que se requiere

para la reacción, el 20% de hierro, la cantidad total de catalizador necesario y del 5% al

10% del nitrobenceno alimentado. Bajo una intensa agitación el contenido del reactor se

calienta. Después de que la reducción haya empezado, el nitrobenceno sobrante y el

hierro se añaden lentamente para evitar un aumento excesivo de la temperatura y la

presión. Para completar la reducción el recipiente se calienta hasta 100ºC durante dos

horas más después de la adición del nitrobenceno y el hierro. La reacción se completa

en, aproximadamente, 8 o 10 horas.

La mezcla de reacción se neutraliza con cal, a continuación se pasa a un

separador y la fase orgánica que contiene la anilina se retira. La anilina se recupera

mediante un stripping con agua y una destilación. La anilina residual del material

sobrante se recupera en el separador antes de que el óxido de hierro sea convertido a

finas partículas, a un pigmento coloreado. El color del subproducto se puede controlar

añadiendo aditivos en el medio de reacción, con el uso de diferentes tipos de hierro y

con las condiciones de calcinación apropiadas.



1.2.3.3 Aminación del fenol

En la ruta comercial del fenol desarrollada por Halcon, el fenol se amina en fase

vapor usando amonio en presencia de un catalizador de silica-alumina:

La reacción es medianamente exotérmica y reversible por lo que la alta

conversión solo se obtiene con el uso de un exceso de amonio (razón molar 20:1) y una

baja temperatura de reacción, la cual reduce también la disociación del amonio. Las

impurezas producidas incluyen difenilamina, trifenilamina y carbazole. Su formación

también se ve inhibida con el uso de un exceso de amonio. El rendimiento respecto al

fenol y al amonio es del 96% y 80% respectivamente.

Como se ve en la figura anterior, el fenol y el amonio fresco y recirculado son

vaporizados separadamente y mezclados en el reactor de lecho fijo (a), que contiene el

catalizador. Después de la reacción a 370ºC y 1.7 MPa, el gas se enfría. Parte se

condensa y el exceso de amonio se pasa a una columna de separación (b) donde se

recupera, comprime y recircula. El producto de condensación se pasa a través de una



columna de secado para eliminar el agua y luego a través de otra columna para separar

la anilina del fenol residual y de las impurezas, en condiciones de vacío. El fenol que

contiene restos de anilina se recircula.

Comparación de los métodos anteriores

La comparación entre la ruta del fenol y la del nitrobenceno para la obtención de

anilina muestra que, aunque en ambas parten del benceno, para el primer caso se

necesitan cuatro etapas (el paso de cumeno a fenol implica dos pasos intermedios)

mientras que en para el segundo solo se requieren dos.

La ruta del nitrobenceno presenta una gran ventaja en cuanto al rendimiento y al

bajo requerimiento energético. Por otro lado, la vía fenol tiene una ventaja en la

prolongada vida del catalizador y la calidad del producto final. Este método es el

preferido siempre que el coste del fenol lo haga viable económicamente.

1.3 ESPECIFICACIÓN DE LOS COMPONENTES DEL PROCESO

1.3.1 Especificación de las materias primas

Las materias primas utilizadas en el proceso de hidrogenación del nitrobenceno

para la obtención de anilina son: nitrobenceno, hidrógeno y un catalizador de paladio.

Las especificaciones de cada uno de estos compuestos se muestran en la siguiente tabla:

NITROBENCENO HIDRÓGENO CATALIZADOR

FASE Líquida Gaseosa Sólida

CONSUMO (kg/h) 11700.865 553.02

COMPOSICIÓN MOLAR 100% 100% 100%

PRESIÓN (atm) 1 1 1

TEMPERATURA (ºC) 110 -252.8



1.3.2 Especificaciones de los productos

Los productos obtenidos en el proceso son anilina y una considerable cantidad

de agua. En la siguiente tabla se especifican sus características:

ANILINA AGUA

FASE Líquida Líquida

PRODUCCIÓN (kg/h) 8781.8 662.24

COMPOSICIÓN MOLAR 98% 100%

PRESIÓN (atm) 1 1

TEMPERATURA (ºC) 138 98

Propiedades físicas de la anilina

La anilina, C6H5NH2, también llamada aminobenceno, benzamina,

phenylamina…es un líquido aceitoso incoloro que posee un característico olor dulce. La

anilina se vuelve marrón a la exposición del aire y de la luz. La anilina es parcialmente

soluble en agua y miscible en la mayoría de los disolventes orgánicos como el etanol, la

acetona y el benceno.

Las propiedades más importantes de la anilina son las siguientes:

Masa molecular 93.13 Punto de ebullición (101.3 kPa) 184.4ºC

Presión del vapor (20ºC) 0.05KPa Concentración de saturación (aire, 20ºC) 390 mL/m3

Densidad del vapor(a bp, aire=1) 3.2 Densidad líquida (20ºC) 1.022g/cm3

Viscosidad (20ºC) 4.35mPa s Solubilidad (20ºC) Agua en anilina 5.5% Solubilidad (20ºC) Anilina en agua 3.6%

Calor específico(25ºC) 2.1Jg-1K-1

Calor de vaporización(a bp) 478.6 J/g Calor de combustión 36.4kJ/g Temperatura crítica 425.6ºC

Presión crítica 5.30 MPa Constante dieléctrica(25ºC) 6.89



Propiedades químicas de la anilina

La química de la anilina está determinada por el grupo primario amino y por los

núcleos activados del benceno.

El solitario par de electrones del nitrógeno del grupo amino está parcialmente

deslocalizado en el sistema del anillo aromático. Por lo tanto la anilina es la única base

débil (pKa=4.60) comparada con aminas alifáticas como la ciclohexilamina (pKa=10.64).

Sin embargo la anilina forma sales solubles en agua estables con ácidos minerales

fuertes como el clorhídrico y el ácido sulfúrico.

1.3.3 Usos de la anilina

La anilina es un líquido oleoso, incoloro y con un olor característico, cuya

fórmula es: C6H5NH2.

Los usos de la anilina son varios y muy diversos, se utiliza ampliamente como

intermediario en la síntesis de colorantes. También se utiliza en la manufactura de

aceleradores de caucho, antioxidantes, productos farmacéuticos, tintas de marcar, textil,

agentes blanqueadores en óptica, reveladores fotográficos, resinas, barnices, perfumes,

pulidores de calzado y numerosos productos químicos orgánicos.

MDI

El MDI es uno de los principales isocianatos que reacciona con alcoholes para

producir poliuretanos (PU). Éstos se emplean principalmente en la construcción, para la

fabricación de muebles, en la industria automovilística y como aislante. Debido al

amplio espectro de usos tradicionales y a la reciente promoción en nuevos campos de

aplicación, el MDI-PU seguirá mostrando un fuerte crecimiento en el mercado

emergente.



Manufactura de caucho

En la primera década de este siglo la anilina pura se utilizaba como un

acelerador de la vulcanización. El uso futuro de la anilina en la industria del caucho se

pronostica que aumentará un 2-3% por año, equivalente al crecimiento mundial de la

demanda de cauchos sintético y naturales.

Tintes y pigmentos

Más del 50% de las formulaciones conocidas que emplean anilina como materia

prima, se emplean como intermediarios en la fabricación de tintes y pigmentos, aunque

la mayoría de ellos son de menor importancia. La clase más grande es la de los

compuestos mono-, di- y triazo. La producción de tintes y pigmentos se ha trasladado a

países asiáticos, como China y la India. De todas formas, algunas plantas de tintes a

escala mundial de Europa y NAFTA (Estados Unidos, Canadá y Mexico) siguen

utilizando anilina, por ejemplo para la producción de índigo. Desde la realización

industrial de la síntesis química del índigo a finales del siglo XIX por BASF, este es el

tinte basado en la anilina más importante.

Compuestos químicos agrícolas

Más de 40 substancias activas para los pesticidas (herbicidas, fungicidas e

insecticidas) usan anilina como materia prima. Los más importantes son los herbicidas

de amidas y urea. Las compañías de NAFTA soportan más del 50% del consumo

mundial de anilina para productos químicos agrícolas. Las sustancias activas basadas en

la anilina están fundamentalmente en la última etapa de su ciclo de vida y están a punto

de ser substituidas. Por tanto, se prevé que el consumo global de las mismas disminuya

un 1-2% por año.

Productos farmacéuticos

La anilina se utiliza e la preparación de analgésicos, antipiréticos, antialérgicos y

vitaminas. Se espera un crecimiento seguro en la demanda de este tipo de substancias

durante los próximos cinco años, en contraposición con la disminución del uso de la



anilina para la producción de vitaminas, ya que esta ruta ha sido abandonada a favor de

la tecnología de la fermentación.

Ciclohexilamina / Diciclohexilamina

En 1990, la anilina se convirtió en la materia prima elegida para la producción

de estas aminas. Ambas son usadas fundamentalmente como intermediarios para los

aceleradores de la vulcanización. La ciclohexilamina también se emplea en grandes

cantidades como inhibidor de la corrosión.

Mientras que el uso de estas aminas en los aceleradores y en el tratamiento de aguas se

espera que crezca a una velocidad del 3-4% al año, el consumo de la ciclohexilamina

para la producción de ciclomates fluctúa considerablemente por lo que es difícil de

predecir.

1.4 DESCRIPCIÓN DETALLADA DEL PROCESO ESCOGIDO

El proceso desarrollado en este proyecto para la fabricación de anilina consiste

en la reducción del nitrobenceno con hidrógeno en presencia de un catalizador. Tal y

como se explica anteriormente, este proceso se puede llevar a cabo tanto en fase líquida

como en fase vapor. Se ha escogido esta última porque al ser la reacción fuertemente

exotérmica es posible un buen aprovechamiento del calor de reacción en el

calentamiento de las corrientes de entrada al reactor así como para la producción de

vapor. El catalizador empleado es de paladio

En la siguiente figura se muestra un diagrama de bloques del proceso. Como se puede

ver no es muy complejo. Se distinguen unas zonas claramente diferenciadas que se

resumen a continuación.



REACCIÓN

(GAS)

SEPARACIÓN

DEPURACIÓN DE AGUAS

PURIFICACIÓN

ALMACENAMIENTO

(ANILINA)

TRANSPORTE EN CAMIONES

CISTERNAS

Zona de almacenamiento

En esta zona se encuentran los tanques de almacenamiento de nitrobenceno y

anilina. A su vez también se encuentra la estación de almacenamiento de hidrógeno en

estado líquido de AIR LIQUIDE.

Desde esta zona se inicia el proceso productivo, impulsando los reactivos, y

también es el final del proceso, puesto que se recoge la anilina producida, cargándose

los camiones en este punto.



Zona de mezcla

En la zona de mezcla, la corriente de hidrógeno es calentada y la corriente de

nitrobenceno es calentada y vaporizada. Este calentamiento se consigue por el

intercambio de calor con los gases que provienen de reacción, cuando la planta está en

régimen estacionario, o mediante la combustión de gas natural en los heaters, en la

puesta en marcha de la planta.

En el tramo final de esta zona, se produce la mezcla y homogeneización de los

gases de reacción.

Zona de reacción

En un primer paso, los gases de reacción son comprimidos, alcanzando la

presión de 40 bar y aumentando su temperatura, por compresión adiabática, hasta la

temperatura de reacción.

Seguidamente entra el gas en los reactores y en contacto con el catalizador que

se encuentra en el interior de los tubos y a las condiciones de operación exigidas, se

produce la reacción de hidrogenación del nitrobenceno, produciendo anilina. Dada la

exotérmia reactiva, los reactores son refrigerados mediante agua, y esta a su vez se

vaporiza creando un vapor de media presión (40 bar) que utilizaremos en toda el área de

servicios.

Zona de separación

A la salida del reactor los gases pasan por los intercambiadores mencionados

anteriormente, hasta que llegan al intercambiador de calor vertical.

En este equipo se disminuye la temperatura de la mezcla de gases hasta 40º C de

forma que se consiga la separación de hidrógeno de dicha mezcla, ya que el resto de

componentes pasarán a estado líquido. El pitch elegido fue triangular, con él se

consigue una mayor transferencia de calor. Esto se lleva a cabo teniendo en cuenta que

por los tubos del intercambiador circula agua que no cambia de fase.



Se han colocado, para facilitar la separación y evitar la salida de gotitas de

líquido con la corriente de hidrógeno, unas placas que lo retendrán y asegurarán la

salida al 100% de hidrógeno. Este hidrógeno se recircula mediante unas soplantes a la

corriente de hidrógeno de alimentación.

Zona de purificación

El proceso de purificación de la anilina comienza con una primera separación de

la mezcla de reacción en dos fases, una orgánica y una acuosa, mediante decantación.

La fase acuosa contendrá trazas de anilina y la orgánica anilina, el nitrobenceno que no

ha reaccionado y agua. A continuación, cada una de estas fases se someterá a una

destilación bajo presión atmosférica para dar, en el caso de la acuosa, una mezcla de

anilina-nitrobenceno-agua por cabezas y, por colas, agua relativamente libre de anilina;

y en el caso de la fase orgánica la misma mezcla por cabezas y, por colas, anilina

contaminada con nitrobenceno. Por último, esta corriente se somete a una destilación a

vacío con el fin de separar el nitrobenceno de la anilina. . La corriente que sale por

cabezas de las dos primeras columnas se recircula a la etapa de decantación y el

nitrobenceno de la última se recircula a la corriente de entrada al reactor previa a los

intercambiadores.

Los productos de resultantes de la hidrogenación catalítica del nitrobenceno, que

después de separar el hidrógeno contienen aproximadamente un 70 % de anilina, 3% de

nitrobenceno y un 27% de agua, se mezclan con la corriente recirculada de las columnas

de destilación y se introducen en un recipiente de decantación a presión atmosférica y

una temperatura de 40ºC aproximadamente, donde tiene lugar la separación de las dos

fases. La fase acuosa resultante contiene un 98,8% de agua, un 1% de anilina y casi

nada de nitrobenceno, mientras que la fase orgánica está formada por un 70% de anilina,

un 27% de agua y un 3% aproximadamente de nitrobenceno.

La fase acuosa es bombeada a través de un intercambiador donde se eleva su

temperatura a 98ºC y a continuación se introduce en una columna de destilación que

trabaja a presión atmosférica. Como destilado se obtiene una mezcla de anilina-agua y

nitrobenceno. Esta corriente se recircula a la entrada del decantador. Por colas se separa

agua prácticamente libre de anilina.




La fase orgánica obtenida en el decantador se bombea a través de un

intercambiador para calentarla hasta 98ºC y se alimenta a otra columna de destilación

que trabaja también a presión atmosférica. Por cabezas se obtiene de nuevo una mezcla

de anilina-agua y nitrobenceno. Después de condensarla es necesario introducir una

parte en la columna como reflujo mientras que el destilado se recircula al decantador

inicial. El producto de colas, que está formado por un 95% de anilina y una pequeña

cantidad de nitrobenceno, se pasa a la rectificación final.

La anilina obtenida por colas en la destilación anterior se enfría en un

intercambiador hasta una temperatura de 140ºC y se bombea hacia la columna de

rectificación a vacío, donde será purificada. Se trata de una columna de relleno de unos

8m. de altura. Por el fondo de esta columna se obtiene una corriente formada

fundamentalmente por nitrobenceno, que se recircula hasta la corriente de entrada la

reactor previa a los intercambiadores. Como destilado se obtiene la anilina con una

pureza del 98%, que se bombea hacia los tanques de almacenamiento.


1.5 BALANCE DE MATERIA

1 2 3 4 5

P.M. Fracción

molar Kmol/h Fracción molar Kmol/h Fracción

molar Kmol/h Fracción molar Kmol/h Fracción molar Kmol/h

Nitrobenceno 123.11 1 95.04 0.997 2.1455 0.9982 97.0208 0 0.00 0 0.00 Hidrógeno 2 0 0.00 0 0.0000 0.0000 0.0000 1 276.51 1 305.62 Anilina 93.13 0 0.00 0.003 0.0065 0.0018 0.1752 0 0.00 0 0.00 Agua 18 0 0.00 0 0.0000 0 0.0000 0 0.00 0 0.00 Caudal Molar ( kmol / h ) 95.04 2.15 97.20 276.51 305.62 Caudal Másico ( kg / h ) 11700.86 265.10 11960.55 553.02 611.24 Caudal Volumétrico ( m3 / h ) 10.54 0.25 10.80 7.18 7790.41 Densidad ( kg / m3 ) 1110.00 1055.20 1107.00 1.21 0.08 Viscosidad ( cP ) 0.791 0.487 0.7691 0.00100 0.00912 Fracción vapor 0 0 0 1 1 PUESTA EN MARCHA 6 7 8 9 10

P.M. Fracción



Nitrobenceno 123.11 0 0.00 0.9982 97.0208 0 0.00 0.9982 97.0208 0 0.00 Hidrógeno 2 1 582.13 0.0000 0.0000 1 582.13 0.0000 0.0000 1 582.13 Anilina 93.13 0 0.00 0.0018 0.1752 0 0.00 0.0018 0.1752 0 0.00 Agua 18 0 0.00 0.0000 0.0000 0 0.00 0.0000 0.0000 0 0.00 Caudal Molar ( kmol / h ) 582.13 97.20 582.13 97.20 582.13 Caudal Másico ( kg / h ) 1164.26 11960.55 1164.26 11960.55 1164.26 Caudal Volumétrico ( m3 / h ) 8280.65 3865.97 8280.65 3865.97 8280.65 Densidad ( kg / m3 ) 0.14 996.80 0.0708 996.80 0.0708 Viscosidad ( cP ) 0.005503 0.0322 0.0099 0.0322 0.0099 Fracción vapor 1 0 1 0 1



11 12 13 14 15

P.M. Fracción



Nitrobenceno 123.11 0.14282 97.0216 0.14282 97.0216 0.01108 4.8511 0.01108 4.8511 0.01108 4.8511 Hidrógeno 2 0.85692 582.1294 0.85692 582.1294 0.69790 305.6179 0.69790 305.6179 0.69790 305.6179 Anilina 93.13 0.00026 0.1752 0.00026 0.1752 0.21016 92.0316 0.21016 92.0316 0.21016 92.0316 Agua 18 0.00000 0.0000 0.00000 0.0000 0.08086 35.4081 0.08086 35.4081 0.08086 35.4081 Caudal Molar ( kmol / h ) 679.33 679.33 437.91 437.91 437.91 Caudal Másico ( kg / h ) 13124.90 13124.90 10416.52 10416.52 10416.52 Caudal Volumétrico ( m3 / h ) 29447.83 801.77 518.23 518.23 518.23 Densidad ( kg / m3 ) 0.45 16.37 20.10 26.47 30.38 Viscosidad ( cP ) 0.02144 0.02314 0.02235 0.0159 0.0127 Fracción vapor 1 1 1 1 1 16 17 18 19 20

P.M. Fracción



Nitrobenceno 123.11 0.00139 0.2059 0.03667 4.8511 0.01759 4.9247 0.0002 0.0294 0.03566 4.7485 Hidrógeno 2 0.00000 0.0000 0.00000 0.0000 0.00000 0.0000 0.0000 0.0000 0.00000 0.0000 Anilina 93.13 0.00995 1.4690 0.69568 92.0316 0.33394 93.4873 0.0020 0.2936 0.69059 91.9607 Agua 18 0.98866 145.9878 0.26765 35.4081 0.64847 181.5416 0.9978 146.4679 0.27375 36.4535 Caudal Molar ( kmol / h ) 147.66 132.29 279.95 146.79 133.16 Caudal Másico ( kg / h ) 2789.94 9805.29 12580.32 2775.44 9804.87 Caudal Volumétrico ( m3 / h ) 2.76 10.12 12.44 2.78 9.67 Densidad ( kg / m3 ) 998.80 1012.00 1011.00 998.70 1014.00 Viscosidad ( cP ) 0.7618 2.445 5.326 0.7627 2.463 Fracción vapor 0 0 0 0 0



21 22 23 24 25

P.M. Fracción



Nitrobenceno 123.11 0.0002 0.0294 0.0002 0.022 0 0.00 0.03566 4.7485 0.05160 4.9282 Hidrógeno 2 0.0000 0.0000 0.0000 0.000 0 0.00 0.00000 0.0000 0.00000 0.0000 Anilina 93.13 0.0020 0.2936 0.0027 0.297 0 0.00 0.69059 91.9607 0.94840 90.5718 Agua 18 0.9978 146.4679 0.9971 109.681 1 36.79 0.27375 36.4535 0.00001 0.0013 Caudal Molar ( kmol / h ) 146.79 110.00 36.79 133.16 95.50 Caudal Másico ( kg / h ) 2775.44 2024.31 662.24 9804.87 9041.50 Caudal Volumétrico ( m3 / h ) 2.92 2.13 0.70 10.20 10.23 Densidad ( kg / m3 ) 952.00 950.90 948.70 961.70 883.60 Viscosidad ( cP ) 0.286 0.281 0.278 0.8468 0.3285 Fracción vapor 0 0 0 0 0 26 27 28 29 2

P.M. Fracción



Nitrobenceno 123.11 0.00021 0.0079 0.00139 0.2059 0.05160 4.9282 0.02810 2.6231 0.997 2.1455 Hidrógeno 2 0.00000 0.0000 0.00000 0.0000 0.00000 0.0000 0.00000 0.0000 0 0.0000 Anilina 93.13 0.03112 1.1720 0.00995 1.4690 0.94840 90.5718 0.97190 90.7269 0.003 0.0065 Agua 18 0.96867 36.4828 0.98866 145.9878 0.00000 0.0000 0.00000 0.0000 0 0.0000 Caudal Molar ( kmol / h ) 37.66 147.66 95.50 93.35 2.15 Caudal Másico ( kg / h ) 766.81 2789.94 9041.48 8781.80 265.10 Caudal Volumétrico ( m3 / h ) 0.81 5.43 9.75 9.50 0.25 Densidad ( kg / m3 ) 950.80 951.30 927.60 923.24 1055.20 Viscosidad ( cP ) 0.3626 0.3054 0.539 0.537 0.487 Fracción vapor 0 0 0 0 0



1.6 BALANCE DE ENERGÍA 1 2 3 4 5

P.M. Fracción másica Kg/h Fracción

másica Kg/h Fracción másica Kg/h Fracción

másica Kg/h Fracción másica Kg/h

Nitrobenceno 123.11 1 11700.864

96 0.9366 243.2169 0.9986 11944.096 0 0.00 0 0.00 Hidrógeno 2 0 0 0 0.0000 0.0000 0.000 1 553.02 1 611.24 Anilina 93.13 0 0 0.0633 16.4378 0.0014 16.449 0 0.00 0 0.00 Agua 18 0 0 0 0.0000 0.0000 0.000 0 0.00 0 0.00 Caudal Molar ( kmol / h ) 95.044 2.152 97.20 276.51 305.62 Caudal Másico ( kg / h ) 11700.865 259.681 11960.55 553.02 611.24 Presión (atm) 1.000 1.000 1 1 1 Temperatura (ºC) 110.000 151.400 112.6 -252.8 40 Calor específico (KJ/Kg·ºC) 1.211 1.275 1.212 13.85 14.12 Entalpía (Kcal/Kg) 66.930 83.640 67.29 -927.1 50.58 PUESTA EN MARCHA 6 7 8 9 10




Nitrobenceno 123.11 0 11944.096 0.9986 11944.096 0 11944.096 0.9986 11944.096 0 11944.096 Hidrógeno 2 1 0.000 0.0000 0.000 1 0.000 0.0000 0.000 1 0.000 Anilina 93.13 0 16.449 0.0014 16.449 0 16.449 0.0014 16.449 0 16.449 Agua 18 0 0.000 0.0000 0.000 0 0.000 0.0000 0.000 0 0.000 Caudal Molar ( kmol / h ) 582.13 97.20 582.13 97.20 582.13 Caudal Másico ( kg / h ) 1164.26 11960.55 1164.26 11960.55 1164.26 Presión (atm) 1 1 1 1 1 Temperatura (ºC) -98.38 210.32 73.62 210.32 73.62 Calor específico (KJ/Kg·ºC) 13.97 1.165 14.15 1.165 14.15 Entalpía (Kcal/Kg) -413.8 95.87 164.2 95.87 164.2



11 12 13 14 15




Nitrobenceno 123.11 0.90932 11934.765 0.90932 11934.765 0.05726 596.399 0.05726 596.399 0.05726 596.399 Hidrógeno 2 0.08942 1173.682 0.08942 1173.682 0.05912 615.833 0.05912 615.833 0.05912 615.833 Anilina 93.13 0.00125 16.450 0.00125 16.450 0.82242 8566.712 0.82242 8566.712 0.82242 8566.712 Agua 18 0.00000 0.000 0.00000 0.000 0.06121 637.577 0.06121 637.577 0.06121 637.577 Caudal Molar ( kmol / h ) 679.33 679.33 437.91 437.91 437.91 Caudal Másico ( kg / h ) 13124.90 13124.90 10416.52 10416.52 10416.52 Presión (atm) 1 40 40 40 40 Temperatura (ºC) 142.43 305 307 237 197 Calor específico (KJ/Kg·ºC) 2.74 2.588 2.744 3.725 5.272 Entalpía (Kcal/Kg) 156.2 224.4 156.2 135.8 457 16 17 18 19 20




Nitrobenceno 123.11 0.00904 25.227 0.06085 596.680 0.04814 605.590 0.00780 21.649 0.05957 584.069 Hidrógeno 2 0.00000 0.000 0.00000 0.000 0.00000 0.000 0.00000 0.000 0.00000 0.000 Anilina 93.13 0.04901 136.724 0.87409 8570.740 0.69194 8704.825 0.05119 142.061 0.87345 8564.101 Agua 18 0.94195 2627.987 0.06505 637.866 0.25992 3269.901 0.94101 2611.732 0.06698 656.703 Caudal Molar ( kmol / h ) 147.66 132.29 279.95 146.79 133.16 Caudal Másico ( kg / h ) 2789.94 9805.29 12580.32 2775.44 9804.87 Presión (atm) 1 1 1 1 1 Temperatura (ºC) 40 40 40 40 40 Calor específico (KJ/Kg·ºC) 4.082 1.945 108.8 4.081 1.95 Entalpía (Kcal/Kg) -3541 -155.1 -907.4 -3537 -162.5




21 22 23 24 25




Nitrobenceno 123.11 0.00136 3.762 0.00180 3.650 0 0.00 0.05957 584.069 0.06449 583.041 Hidrógeno 2 0.00000 0.000 0.00000 0.000 0 0.00 0.00000 0.000 0.00000 0.000 Anilina 93.13 0.01024 28.425 0.01362 27.579 0 0.00 0.87345 8564.101 0.93551 8458.445 Agua 18 0.98840 2743.256 0.98457 1993.084 1 662.24 0.06698 656.703 0.00000 0.017 Caudal Molar ( kmol / h ) 146.79 110.00 36.79 133.16 95.50 Caudal Másico ( kg / h ) 2775.44 2024.31 662.24 9804.87 9041.50 Presión (atm) 1 1 1 1 1 Temperatura (ºC) 98 99.42 99.99 98 183.58 Calor específico (KJ/Kg·ºC) 4.169 4.1619 4.199 2.12 2.242 Entalpía (Kcal/Kg) -3662 -3645.9 -3704.3 -134.23 165.34 26 27 28 29 2




Nitrobenceno 123.11 0.00129 0.9882 0.00042 1.1748 0.06449 583.040 0.978 8588.600 0.9366 243.2169 Hidrógeno 2 0.00000 0.0000 0.00000 0.0000 0.00000 0.000 0 0.000 0 0.0000 Anilina 93.13 0.13768 105.5725 0.04251 118.5901 0.93551 8458.423 0.022 193.200 0.0633 16.4378 Agua 18 0.86103 660.2530 0.95707 2670.1735 0.00000 0.017 0 0.000 0 0.0000 Caudal Molar ( kmol / h ) 37.66 147.66 95.50 93.35 2.152 Caudal Másico ( kg / h ) 766.81 2789.94 9041.48 8781.80 259.681 Presión (atm) 1 1 0.26 0.26 0.260 Temperatura (ºC) 98.96 99.01 138.2 138 151.400 Calor específico (KJ/Kg·ºC) 3.89 4.103 2.109 1.2314 1.275 Entalpía (Kcal/Kg) -3172.9 -3541 142.7 82.89 83.640


1.7 ESPECIFICACIONES Y NECESIDADES DE SERVICIOS EN

LA PLANTA

El funcionamiento de la planta requiere unas necesidades de servicios que se han

de contratar a suministradores externos. A continuación se muestra un resumen de las

necesidades de agua de red, energía eléctrica y gas natural de la planta.

1.7.1. Energía eléctrica

Una de las principales fuentes de energía es la electricidad. La energía eléctrica

llegará a la planta a través de una conexión desde la línea de alta tensión (20KV) situada

a pie de parcela. Será necesaria una estación transformadora, la cual disminuirá el

voltaje a 380V/220V, baja tensión que repartirá potencia a toda la planta.

Las líneas eléctricas serán trifásicas y estarán formadas por cuatro conductores

por cable: 3 fases + neutro, más un conductor de protección (tierra). Todo el cableado

de la planta será de cobre, recubierto de PVC, llevando una protección especial en el

caso de encontrarse en zona clasificada de riesgo de incendio y explosión.

Se ha de prever la instalación de grupos electrógenos que, en caso de fallo de la

distribución general y corte en el suministro eléctrico, aseguren el sostenimiento de los

equipos informáticos, el control de la planta y el funcionamiento eléctrico de los

equipos y servicios más importantes de la planta.

A continuación se presenta la potencia eléctrica requerida (en CV) de los

principales equipos que consumen electricidad de la planta:



Bombas centrifugas

BOMBAS Nomenclatura Potencia del motor ( CV)

B-101A 2.961 B-101B 2.961 B-201A 2.277 B-201B 2.277 B-401A 2.746 B-401B 2.746 B-402A 2.402 B-402B 2.402 B-403A 1.934 B-403B 1.934 B-404A 0.244 B-404B 0.244 B-405A 0.500 B-405B 0.500 B-406A 1.752 B-406B 1.752 B-407A 1.898 B-407B 1.898 B-408A 1.82 B-408B 1.82 B-501A 2.603 B-501B 2.603 B-503A 0.190 B-503B 0.190 B-504A 1.678 B-504B 1.678 B-601A 21.330 B-601B 21.330 B-602A 3.640 B-602B 3.640 B-603A 21.285 B-603B 21.285 B-604A 23.948 B-604B 23.948 TOTAL 186.416

Bombas de vacío

BOMBAS VACÍO Nomenclatura CV

B-502A 29.53 B-502B 29.53 TOTAL 59.06



Compresores

COMPRESORES Nomenclatura CV

CO-301 494.03 CO-401A 9.99 CO-402B 9.99 CO-601 845.22 TOTAL 1359.23

Agitadores

AGITADORES Nomenclatura Potencia agitador (CV)

AG-201 3.759551326 AG-405 759.6032631 AG-404 1.258653977 TOTAL 764.6214684

Torres de refrigeración

TORRE REFRIGERACIÓN Nomenclatura CV

TR-601 29.53 TR-602 29.53 TR-603 29.53 TR-604 29.53 TOTAL 118.12

1.7.2. Agua de red

El agua es un servicio indispensable para toda la industria y uno de los servicios

más utilizados en la planta. El agua necesaria en la planta se obtiene de la red general de

distribución, suministrada por una empresa externa. A pie de planta hay situada una

cañería de 200mm de diámetro a una presión de servicio de 4Kg/cm2.



• Utilización en el proceso.

• Uso del personal: esta agua se distribuirá a través de un sistema de cañerías para

abastecer los vestuarios de los trabajadores, lavabos, oficinas, zonas de descanso,

comedores, duchas, etc.

• Agua de riego de los jardines

• Limpieza general de la planta: esta agua se llevará a través de unas tuberías especiales

a una depuradora donde será tratada junto con el área de proceso.

El agua necesaria s de 162820 m3/h.

1.7.3. Gas natural

El gas natural requerido en esta planta se utiliza íntegramente para los heaters.

Será suministrado por una empresa externa a través de una conexión a pie de parcela a

media presión (1.5 Kg. /cm2).

Se necesitan, en total, 1685.37 kg/h de gas natural.


2. Equipos

2. EQUIPOS

Plana de Producción de Anilina 2-1

2. Equipos

2.1 LISTADO DE EQUIPOS


2. Equipos

2.2 DESCRIPCIÓN BREVE DE LOS EQUIPOS PRINCIPALES

2.2.1 Tanques

Todos los tanques están diseñados para cumplir dos requisitos, tener un tiempo

de residencia menor o igual a 24 horas, y no exceder los 100 m3 de volumen. Esto se

traduce en que algunos puntos de la planta, como en el almacenamiento de reactivos y

productos por citar un ejemplo, existen diversos tanques cumpliendo la misma

necesidad.

Algunos tanques tienen la función de mezclar corrientes, tanto en fase líquida

como gaseosa. Los tanques de mezclas líquidas están equipados con agitadores para

favorecer la homogeneización del fluido. Los tanques de mezclas de gases están

equipados con bafles y deflectores en su interior, forzando al gas a circular por su

interior y facilitar la mezcla.

Otro apunte a mencionar, es que los tanques que recogen fluidos con

temperaturas por encima de 50ºC y por debajo de 0º están aislados térmicamente.

2.2.2 Intercambiadores de calor

Todos los intercambiadores utilizados en el proceso son intercambiadores de

carcasa y tubos diseñados a partir del método de Kern.

E-201 y E-202:

Intercambiadores para calentar el nitrobenceno y el hidrógeno de la entrada y

dirigirlos al mezclador T-201.

En los dos casos, utilizamos los gases producidos en los reactores R-301 y R-202 para

calentar nuestros reactivos. Estos gases circularán por el interior de los tubos, ya que se

trata del fluido más caliente del intercambiador evitando así perdidas de calor y

aumentando la seguridad.


2. Equipos

E-203 y E-204:

Estos dos intercambiadores son los dos heaters que se utilizan solo en la puesta

en marcha de planta y que sustituyen los intercambiadores E-201 y E-202 , ya que en la

puesta en marcha no podemos utilizar los gases de salida del reactor. Estos heaters son

de tipo llama directa y utilizan gas natural como combustible.

E-403 y E404:

Intercambiadores para calentar la fase acuosa y la fase orgánica,

respectivamente, utilizando el vapor de agua que se produce en los reactores R-301 y R-

302.

Como en todos los casos, hemos decidido que el fluido más cliente circula por el

interior de los tubos, por tanto, el fluido que circula por tubos es el vapor de agua.

E-405:

Intercambiador para enfriar la entrada a los decantadores hasta 40ºC. En este

caso, el fluido de proceso circula por tubos y el agua de refrigeración circula por

carcasa.

E-501:

Intercambiador para enfriar la solución de entrada a la columna C-503 hasta

140ºC. . En este caso, el fluido de proceso circula por tubos y el agua de refrigeración

circula por carcasa.


2. Equipos

2.2.3 Compresor de gases de reacción

CO-301

El compresor instalado en el proceso productivo tiene la finalidad de comprimir

los reactivos gaseosos a 40 bares, que es la presión de reacción.

Para obtener las condiciones del fluido de proceso que pasa a través del compresor,

hemos realizado una simulación en HYSYS, obteniendo los resultados:

Caudal ( kg/h) 12220

ΔP ( bar) 39.517

Tinicial (ºC) 142.4

Tfinal (ºC) 305

Potencia (kW) 1429

2.2.4 Reactores

R-301 y R-302

En el proceso productivo, el reactor diseñado para la producción de anilina, es

un reactor catalítico multitubular de lecho fijo. La longitud de los tubos es de 4 metros,

y con esta distancia conseguimos un 95% de conversión final. Para eliminar el exceso

de calor producido por la reacción se utiliza agua de refrigeración, la cual pasa a vapor

en el interior de la carcasa.

2.2.5 Intercambiador Vertical

E-401

En el interior de este equipo se produce la condensación de los gases de

reacción, a excepción del hidrógeno, que es recirculado a inicio de proceso. Se trata de


2. Equipos

un intercambiador de carcasa y tubos, equipado con un sistema antiarrastre de líquido,

para asegurar que el hidrógeno recirculado está completamente seco.

2.2.6 Decantadores

S-401, S-402 y S-403 La finalidad de los decantadores es la separación de fases de la mezcla líquida de

reacción. Esta separación se da por la diferencia de densidades, y para asegurar la

buena separación de ambas, los decantadores tienen 15 metros de longitud y las salidas

están situadas, una en la parte más baja del mismo y la otra muy próxima a la superficie.

2.2.7 Columnas de destilación

C-401 y C-402

Columna de destilación de la fase acuosa procedente del decantador. En este

equipo se separa, por cabezas, una mezcla de anilina, agua y nitrobenceno. Por colas, se

obtiene agua prácticamente libre de anilina. Esta columna será de relleno.

Columna de destilación de la fase orgánica separada en el decantador. En este

caso, los tres componentes forman un azeótropo heterogéneo. En la destilación

azeotrópica heterogénea, el vapor de cabeza de la columna está próximo a la

composición del azeótropo y cuando condensa se forman dos fases líquidas. Tras la

separación, la fase orgánica se devuelve a la columna como reflujo y la otra se recircula

a la salida del intercambiador vertical e introducirla de nuevo en el primer decantador.

El producto de colas es una mezcla formada mayoritariamente por anilina y algo de

nitrobenceno. Esta corriente es la que se introduce como alimentación en la última

columna.


2. Equipos

2.2.8 Columna de rectificación

C-501

Columna de rectificación donde se obtiene como destilado, el producto final, es

decir, la anilina con la pureza deseada. Por colas se obtiene nitrobenceno que se

recircula al principio del proceso. A pesar de tener un diámetro superior, esta columna

será de relleno ya que opera a vacío y se requiere una mínima caída de presión.

2.3 DESCRIPCIÓN BREVE DE OTROS EQUIPOS

2.3.1 Bombas

Las bombas de proceso tienen la finalidad de impulsar los corrientes líquidos a

través del proceso. Por las necesidades de operación y versatilidad, prácticamente todas

las bombas son cinéticas. En el diseño de las mismas, hemos sobredimensionado las

cargas hidráulicas que debe vencer la bomba, para la hipótesis de futuras ampliaciones.

Además con un cambio de rodete, podríamos aumentar el caudal un 20% prácticamente.

2.3.2 Soplantes

CO-401A y CO-401B

Las soplantes son equipos de impulsión que tienen la misma función que las

bombas, transportar un fluido de un punto a otro de la planta. La diferencia reside en el

fluido a impulsar, dado que las bombas solamente impulsan líquido. Las soplantes

están diseñadas para impulsar gases, como norma a presiones inferiores a 4 bares, por

encima de esta cota de presión necesitaríamos el uso de compresores.


2. Equipos

2.3.3 Bomba de vacío

B-502A y B-502B

La función de este equipo es crear el vacío en una sección del proceso

productivo. En el caso de esta planta provoca el vacío en la columna de rectificación C-

501. El equipo elegido es una bomba de vacío de anillo líquido, puesto que nuestras

condiciones de operación así lo permiten.

2.3.4 Turbina

G-601

El objetivo final de la utilización de una turbina es el reaprovechamiento

energético de la energía de reacción. La eliminación de la energía de los reactores se

produce con agua a 25º, y esta se transforma en vapor a 299º y 40 atm de presión. En

este punto es donde interviene la turbina, transformando toda esta energía calorífica en

energía eléctrica, enfriando el corriente hasta condensarlo y disminuir la presión hasta 1

atm.

2.3.5 Torre de refrigeración

TR-601, TR-602, TR-603 y TR-604

La torre de refrigeración tiene el cometido de refrigerar los corrientes que

proviene de la turbina y de los intercambiadores que precisan de agua fría. Estos dos

corrientes terminan en el tanque T-602, desde donde se impulsan hacia la torre de

refrigeración, y una vez enfriados vuelven al inicio del circuito de refrigeración, el

tanque T-601.

2.3.6 Compresor de servicios La función de este compresor, es el abastecimiento a todas las válvulas

accionadas de aire comprimido. La presión de trabajo es de 10 bar, y el compresor está

dotado de un depósito de 1000 litros para suplir las necesidades de proceso. También es


2. Equipos

útil en las limpiezas de equipos, puesto que puede conectarse la línea a pistolas de aire a

presión para facilitar el trabajo a los operarios.

2.3.7 Incinerador Catalítico

El propósito de la instalación del incinerador catalítico es eliminar los gases

procedentes de los reactores en caso de explosión del disco de ruptura por un aumento

brusco de la presión en su interior. Esta medida esta enfocada principalmente para

conseguir mayor seguridad en el proceso.


2-10

ITEM Nº T-101 ESPECIFICACIÓN TANQUE AREA 100 Planta Anilina FECHA

Localización Vilaseca HOJA 1 de 2

Denominación Tanque de almacenamiento de nitrobenceno

DATOS GENERALES Producto Nitrobenceno Disposición Horizontal Densidad kg/m3 1110

Diámetro m 3.5 Peso recipiente vacío kg 6891.63 Longitud m 6 Peso lleno de agua kg 101786.78 Capacidad m3 94.89 Peso en operación kg 112225.24

DATOS DE DISEÑO Recipiente Material AISI 316L Temperatura de trabajo ºC 110 Temperatura de diseño ºC 140 Presión de trabajo kg/cm2 1 Presión de diseño kg/cm2 30 Presión de prueba kg/cm2 1.5 Grosor cuerpo cilíndrico mm 15 Fondo superior mm Cónico, 15 Fondo inferior mm Cónico, 15 Acabado interior - Acabado exterior -

RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE DISEÑO Marca Tamaño Cantidad Denominación Norma de diseño ASME A 1.5” 1 Entrada Tratamiento térmico No B 1.5” 1 Salida Radiografiado Total C - - Sensor de nivel Eficacia de soldadura 1 D 2” 1 Venteo Aislamiento BX SPINTEX 613-40

E 20” 1 Boca de hombre Pintura No Recubrimiento Metal galvanizado sucio Juntas - Volumen cilindro m3 56.93 Volumen fondo sup. m3 18.97 Volumen fondo inf. m3 18.97 REVISIONES Rev. Fecha Denominación D V

OBSERVACIONES

2-12









OBSERVACIONES

2-14









OBSERVACIONES

2-16









OBSERVACIONES

2-18









OBSERVACIONES

2-20



Denominación Tanque de almacenamiento de anilina

DATOS GENERALES Producto Anilina y agua Disposición Horizontal Densidad kg/m3 1014



RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE DISEÑO Marca Tamaño Cantidad Denominación Norma de diseño ASME A 1.5” 1 Entrada Tratamiento térmico No B 1.5” 1 Salida Radiografiado Total C - - Sensor de nivel Eficacia de soldadura 1 D 2” 1 Venteo Aislamiento No E 20” 1 Boca de hombre Pintura No Recubrimiento Metal galvanizado sucio Juntas - Volumen cilindro m3 50.70 Volumen fondo sup. m3 16.90 Volumen fondo inf. m3 16.90 REVISIONES Rev. Fecha Denominación D V

OBSERVACIONES

2-22








OBSERVACIONES

2-24








OBSERVACIONES

2-26








OBSERVACIONES

2-28








OBSERVACIONES

2-30

ITEM Nº AG-201 ESPECIFICACIÓN AGITACIÓN AREA 200 Planta Anilina FECHA

Localización Vilaseca HOJA 2 de 3DENOMINACIÓN Tanque agitado de nitrobenceno ( T-101 a T-105 ) y de nitrobenceno

recirculado ( C-501 ) CONDICIONES DE OPERACIÓN

Producto Nitrobenceno (T-101 a T-105 ) Nitrobenceno C-501 Cantidad kg/h 11700.86 259.68 % Peso 97.5 2.5 Peso específico a 1ª oper. kg - - Viscosidad a 1ª oper. cP 0.791 0.5193 Sólidos 0 % 0 %

ITEM Nº T-201 ESPECIFICACIÓN MEZCLADOR AREA 200 Planta Anilina FECHA


Denominación Tanque agitado de nitrobenceno ( T-101 a T-105 ) y nitrobenceno recirculado ( C-501 )

DATOS GENERALES Producto Nitrobenceno y anilina Disposición Horizontal Densidad kg/m3 1107


DATOS DE DISEÑO Recipiente Material AISI 316L Temperatura de trabajo ºC 112 Temperatura de diseño ºC 142 Presión de trabajo kg/cm2 1 Presión de diseño kg/cm2 22 Presión de prueba kg/cm2 1.5 Grosor cuerpo cilíndrico mm 15 Fondo superior mm Cónico,15 Fondo inferior mm Cónico,15 Acabado interior - Acabado exterior -

RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE DISEÑO Marca Tamaño Cantidad Denominación Norma de diseño ASME A 1.5” 1 Entrada Tratamiento térmico No B 1” 1 Ent.Recirculado Radiografiado Total C 2” 1 Salida Eficacia de soldadura 1 D 20” 1 B. de hombre Aislamiento BX SPINTEX 613-40 E 2” 1 Venteo Pintura No F - - Sensor nivel Recubrimiento Metal galvanizado sucio Juntas - Volumen cilindro m3 23.55 Volumen fondo sup. m3 7.85 Volumen fondo inf. m3 7.85 REVISIONES Rev. Fecha Denominación D V

OBSERVACIONES

2-31


Localización Vilaseca HOJA 2 de 3DENOMINACIÓN Tanque agitado de nitrobenceno ( T-101 a T-105 ) y de nitrobenceno recirculado ( C-

501 ) CONDICIONES DE OPERACIÓN

Producto Nitrobenceno (T-101 a T-105 ) Nitrobenceno C-501 Cantidad kg/h 11700.86 259.68 % Peso 97.5 2.5 Peso específico a 1ª oper. kg - - Viscosidad a 1ª oper. cP 0.791 0.5193 Sólidos 0 % 0 % Finalidad de la agitación Conseguir una composición homogénea en la corriente de salida Tipo de agitación - Tipo de proceso Continuo Temperatura de proceso ºC 112 Temperatura de operación ºC 112 Peso específico de la mezcla a 1ª oper. kg - Viscosidad de la mezcla a 1ª oper. cP 0.7691 Volumen total necesitado m3 39.25

DATOS CONSTRUCTIVOS RECIPIENTE

Diámetro 2470 mm Longitud 5000 mm Material AISI 316L Fondos Brida para agitador Según DIN Superior Cónico Plano nº - Inferior Cónico

AGITADOR CARACTERÍSTICAS CORTACORRIENTES Tipo y forma Pitched-blade Cantidad 2 Posición Centro Anchura 200 mm Material AISI 316L Longitud 1976 mm Diámetro agitador 826.37 mm Separación pared 200 mm Longitud eje 1610 mm Grosor 10 mm Diámetro eje 30 mm Material eje AISI 316L Velocidad necesitada 100 rpm

ACCIONAMIENTO Acoplamiento Mecánico Motor: Reductor: Marca Según constructor Marca Según constructor Tipo Eléctrico Tipo Engranajes Potencia 2765.14 W Velocidad eje salida 100 rpm Voltaje 380 Trifásica Diámetro eje salida 30 mm Velocidad 1450 rpm

OBSERVACIONES Protección IP-55 REVISIONES Rev. Fech

a Denom. D V

2-33



Denominación Tanque mezcla de hidrogeno ( T-106 a T-110 ) y hidrógeno recirculado ( E-401 )

DATOS GENERALES Producto Hidrógeno Disposición Horizontal Densidad kg/m3 0.1406


DATOS DE DISEÑO Recipiente Material AISI 316L Temperatura de trabajo ºC -98.38 Temperatura de diseño ºC 28.38 Presión de trabajo kg/cm2 1 Presión de diseño kg/cm2 25 Presión de prueba kg/cm2 1.5 Grosor cuerpo cilíndrico mm 15 Fondo superior mm Cónico,15 Fondo inferior mm Cónico,15 Acabado interior - Acabado exterior -

RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE DISEÑO Marca Tamaño Cantidad Denominación Norma de diseño ASME A 2.5” 1 Entrada Tratamiento térmico No B 10” 1 Ent.Recirculado Radiografiado Total C 2” 1 Salida Eficacia de soldadura 1 D 20” 1 B. de hombre Aislamiento No E 2” 1 Venteo Pintura No F - - Sensor nivel Recubrimiento Metal galvanizado sucio Juntas - Volumen cilindro m3 36.97 Volumen fondo sup. m3 12.32 Volumen fondo inf. m3 12.32 REVISIONES Rev. Fecha Denominación D V

OBSERVACIONES

2-34

ITEM Nº AG-202ESPECIFICACIÓN AGITACIÓN AREA 200 Planta Anilina FECHA


DENOMINACIÓN Tanque mezcla de hidrogeno ( T-106 a T-110 ) y hidrógeno recirculado ( E-401 )

CONDICIONES DE OPERACIÓN Producto Hidrógeno ( T-106 a T-110 ) Hidrógeno ( E-401 ) Cantidad kg/h 276.51 305.615 % Peso 47.5 52.5 Peso específico a 1ª oper. kg - - Viscosidad a 1ª oper. cP 0.001 0.009122 Sólidos 0 % 0 % Finalidad de la agitación Conseguir una composición homogénea en la corriente de salida Tipo de agitación - Tipo de proceso Continuo Temperatura de proceso ºC -98.38 Temperatura de operación ºC 28.38 Peso específico de la mezcla a 1ª oper. kg - Viscosidad de la mezcla a 1ª oper. cP 0.0055 Volumen total necesitado m3 61.61


Diámetro 3091 mm Longitud 5000 mm Material AISI 316L Fondos Brida para agitador - Superior Cónico Plano nº - Inferior Cónico

AGITADOR CARACTERÍSTICAS CORTACORRIENTES Tipo y forma - Cantidad 3 Posición - Anchura 200 mm Material - Longitud 2300 mm Diámetro agitador - Separación pared 200 mm Longitud eje - Grosor 10 mm Diámetro eje - Separación entre cortacorrientes 1841 mm Material eje - Velocidad necesitada -

ACCIONAMIENTO Acoplamiento - Motor: Reductor: - Marca - Marca - Tipo - Tipo - Potencia - Velocidad eje salida - Voltaje - Diámetro eje salida - Velocidad -

OBSERVACIONES Protección - REVISIONES Rev. Fecha Denom. D V

2-36



Denominación Tanque mezcla de hidrogeno ( T-106 a T-110 ) y hidrógeno recirculado ( E-401 )

DATOS GENERALES Producto Hidrógeno Disposición Horizontal Densidad kg/m3 0.1406


DATOS DE DISEÑO Recipiente Material AISI 316L Temperatura de trabajo ºC -98.38 Temperatura de diseño ºC 28.38 Presión de trabajo kg/cm2 1 Presión de diseño kg/cm2 25 Presión de prueba kg/cm2 1.5 Grosor cuerpo cilíndrico mm 15 Fondo superior mm Cónico,15 Fondo inferior mm Cónico,15 Acabado interior - Acabado exterior -

RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE DISEÑO Marca Tamaño Cantidad Denominación Norma de diseño ASME A 2.5” 1 Entrada Tratamiento térmico No B 10” 1 Ent.Recirculado Radiografiado Total C 2” 1 Salida Eficacia de soldadura 1 D 20” 1 B. de hombre Aislamiento No E 2” 1 Venteo Pintura No F - - Sensor nivel Recubrimiento Metal galvanizado sucio Juntas - Volumen cilindro m3 36.97 Volumen fondo sup. m3 12.32 Volumen fondo inf. m3 12.32 REVISIONES Rev. Fecha Denominación D V

OBSERVACIONES

2-37



DENOMINACIÓN Tanque mezcla de hidrogeno ( T-106 a T-110 ) y hidrógeno recirculado ( E-401 )

CONDICIONES DE OPERACIÓN Producto Hidrógeno ( T-106 a T-110 ) Hidrógeno ( E-401 ) Cantidad kg/h 276.51 305.615 % Peso 47.5 52.5 Peso específico a 1ª oper. kg - - Viscosidad a 1ª oper. cP 0.001 0.009122 Sólidos 0 % 0 % Finalidad de la agitación Conseguir una composición homogénea en la corriente de salida Tipo de agitación - Tipo de proceso Continuo Temperatura de proceso ºC -98.38 Temperatura de operación ºC 28.38 Peso específico de la mezcla a 1ª oper. kg - Viscosidad de la mezcla a 1ª oper. cP 0.0055 Volumen total necesitado m3 61.61






2-39


Localizac Vilaseca HOJA 2 de 3DENOMINACIÓN Tanque mezcla de hidrogeno ( T-202 ) y nitrobenceno ( T-201 )

CONDICIONES DE OPERACIÓN Producto Hidrógeno ( T-202 ) Nitrobenceno ( T-201 ) Cantidad kg/h 582.125 5980.27 % Peso 8.87 91.13 Peso específico a 1ª oper. kg - - Viscosidad a 1ª oper. cP 0.0055 0.7691 Sólidos 0 % 0 %



Denominación Tanque mezcla de hidrogeno ( T-202 ) y nitrobenceno ( T-201 )

DATOS GENERALES Producto Hidrógeno,

nitrobenceno y anilina Disposición Horizontal Densidad kg/m3 0.4457



RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE DISEÑO Marca Tamaño Cantidad Denominación Norma de diseño ASME A 14” 1 Entrada

Hidrógeno Tratamiento térmico No

B 8” 1 Entrada Nitrobenceno

Radiografiado Total

C 16” 1 Salida Eficacia de soldadura 1 D 20” 1 B. de hombre Aislamiento BX SPINTEX 613-40 E 2” 1 Venteo Pintura No F - - Sensor nivel Recubrimiento Metal galvanizado sucio Juntas - Volumen cilindro m3 44.94 Volumen fondo sup. m3 14.98 Volumen fondo inf. m3 14.98 REVISIONES Rev. Fecha Denominación D V

OBSERVACIONES

2-40



CONDICIONES DE OPERACIÓN Producto Hidrógeno ( T-202 ) Nitrobenceno ( T-201 ) Cantidad kg/h 582.125 5980.27 % Peso 8.87 91.13 Peso específico a 1ª oper. kg - - Viscosidad a 1ª oper. cP 0.0055 0.7691 Sólidos 0 % 0 % Finalidad de la agitación Conseguir una composición homogénea en la corriente de salida Tipo de agitación - Tipo de proceso Continuo Temperatura de proceso ºC 255 Temperatura de operación ºC 285 Peso específico de la mezcla a 1ª oper. kg - Viscosidad de la mezcla a 1ª oper. cP 0.02144 Volumen total necesitado m3 74.91





OBSERVACIONES Protección - REVISIONES Rev. Fech

a Denom. D V

2-42



Denominación Tanque mezcla de hidrogeno ( T-203 ) y nitrobenceno ( T-201 )

DATOS GENERALES Producto Hidrógeno,

nitrobenceno y anilina Disposición Horizontal Densidad kg/m3 0.4457



RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE DISEÑO Marca Tamaño Cantidad Denominación Norma de diseño ASME A 14” 1 Entrada

Hidrógeno Tratamiento térmico No

B 8” 1 Entrada Nitrobenceno

Radiografiado Total

C 16” 1 Salida Eficacia de soldadura 1 D 20” 1 B. de hombre Aislamiento BX SPINTEX 613-40 E 2” 1 Venteo Pintura No F - - Sensor nivel Recubrimiento Metal galvanizado sucio Juntas - Volumen cilindro m3 44.94 Volumen fondo sup. m3 14.98 Volumen fondo inf. m3 14.98 REVISIONES Rev. Fecha Denominación D V

OBSERVACIONES

2-43



CONDICIONES DE OPERACIÓN Producto Hidrógeno ( T-203 ) Nitrobenceno ( T-201 ) Cantidad kg/h 582.125 5980.27 % Peso 8.87 91.13 Peso específico a 1ª oper. kg - - Viscosidad a 1ª oper. cP 0.0055 0.7691 Sólidos 0 % 0 % Finalidad de la agitación Conseguir una composición homogénea en la corriente de salida Tipo de agitación - Tipo de proceso Continuo Temperatura de proceso ºC 255 Temperatura de operación ºC 285 Peso específico de la mezcla a 1ª oper. kg - Viscosidad de la mezcla a 1ª oper. cP 0.02144 Volumen total necesitado m3 74.91






2-45



Denominación Tanque de almacenamiento de fluido procedente de E-401

DATOS GENERALES Producto Nitrobenceno, anilina y

agua Disposición Horizontal Densidad kg/m3 969.3



RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE DISEÑO Marca Tamaño Cantidad Denominación Norma de diseño ASME A 2” 1 Entrada Tratamiento térmico No B 2” 1 Salida Radiografiado Total C - - Sensor de nivel Eficacia de soldadura 1 D 2” 1 Venteo Aislamiento BX SPINTEX 613-40


OBSERVACIONES

2-47


Localizació Vilaseca HOJA 2 de 3DENOMINACIÓN Tanque agitado de fluido ( T-401 ) y fluido de recirculación

( T-404 ) CONDICIONES DE OPERACIÓN

Producto Fluido de T-401 Fluido de T-404 Cantidad kg/h 9805.28 2789.93 % Peso 77.84 22.16 Peso específico a 1ª oper. kg - - Vi id d 1ª P 0 9523 0 7618



Denominación Tanque agitado de fluido ( T-401 ) y fluido de recirculación ( T-404 )


agua Disposición Horizontal Densidad kg/m3 1011



RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE DISEÑO Marca Tamaño Cantidad Denominación Norma de diseño ASME A 2” 3 Entrada fluido

T-401 Tratamiento térmico No

B 1” 1 Entrada fluido T-404

Radiografiado Total

C 2” 1 Salida Eficacia de soldadura 1 D 20” 1 B. de hombre Aislamiento No E 2” 1 Venteo Pintura No F - - Sensor nivel Recubrimiento Metal galvanizado sucio Juntas - Volumen cilindro m3 26.80 Volumen fondo sup. m3 8.93 Volumen fondo inf. m3 8.93 REVISIONES Rev. Fecha Denominación D V

OBSERVACIONES

2-48


Localizació Vilaseca HOJA 2 de 3DENOMINACIÓN Tanque agitado de fluido ( T-401 ) y fluido de recirculación

( T-404 ) CONDICIONES DE OPERACIÓN

Producto Fluido de T-401 Fluido de T-404 Cantidad kg/h 9805.28 2789.93 % Peso 77.84 22.16 Peso específico a 1ª oper. kg - - Viscosidad a 1ª oper. cP 0.9523 0.7618 Sólidos 0 % 0 % Finalidad de la agitación Conseguir una composición homogénea en la corriente de salida Tipo de agitación - Tipo de proceso Continuo Temperatura de proceso ºC 40 Temperatura de operación ºC 70 Peso específico de la mezcla a 1ª oper. kg - Viscosidad de la mezcla a 1ª oper. cP 5.326 Volumen total necesitado m3 44.67



AGITADOR CARACTERÍSTICAS CORTACORRIENTES Tipo y forma Pitched-blade Cantidad 2 Posición Centro Anchura 220 mm Material AISI 316L Longitud 2612 mm Diámetro agitador 880 mm Separación pared 200 mm Longitud eje 1720 mm Grosor 10 mm Diámetro eje 30 mm Material eje AISI 316L Velocidad necesitada 500 rpm

ACCIONAMIENTO Acoplamiento Mecánico Motor: Reductor: Marca Según constructor Marca Según constructor Tipo Eléctrico Tipo Engranajes Potencia 558688,6882 W Velocidad eje salida 500 rpm Voltaje 380 Trifásica Diámetro eje salida 30 mm Velocidad 1450 rpm

OBSERVACIONES Protección IP-55 REVISIONES Rev. Fech

a Denom. D V

2-50



Denominación Tanque de almacenamiento de agua de colas procedente de C-401

DATOS GENERALES Producto Agua Disposición Horizontal Densidad kg/m3 948.7



RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE DISEÑO Marca Tamaño Cantidad Denominación Norma de diseño ASME A 0.5” 1 Entrada Tratamiento térmico No B 1” 1 Salida Radiografiado Total C - - Sensor de nivel Eficacia de soldadura 1 D 2” 1 Venteo Aislamiento BX SPINTEX 613-40


OBSERVACIONES

2-52



Denominación Tanque de almacenamiento de fluido de colas procedente de C-402

DATOS GENERALES Producto Anilina, nitrobenceno y


Diámetro m 0,747 Peso recipiente vacío kg 352.99 Longitud m 5 Peso lleno de agua kg 3883,552 Capacidad m3 3,53 Peso en operación kg 3472,595




OBSERVACIONES

2-54



Denominación Tanque agitado de fluido de cabezas de C-401 y fluido de colas de C-402



Diámetro m 1.29 Peso recipiente vacío kg 1057.88 Longitud m 5 Peso lleno de agua kg 11692.03 Capacidad m3 10,634 Peso en operación kg 10922.12


RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE DISEÑO Marca Tamaño Cantidad Denominación Norma de diseño ASME A 1” 3 Entrada C-401 Tratamiento térmico No B 0.5” 1 Entrada C-402 Radiografiado Total C 1” 1 Salida Eficacia de soldadura 1 D 20” 1 B. de hombre Aislamiento BX SPINTEX 613-40 E 2” 1 Venteo Pintura No F - - Sensor nivel Recubrimiento Metal galvanizado sucio Juntas - Volumen cilindro m3 6.38 Volumen fondo sup. m3 2.12 Volumen fondo inf. m3 2.12 REVISIONES Rev. Fecha Denominación D V

OBSERVACIONES

2-55


Localizació Vilaseca HOJA 2 de 3DENOMINACIÓN Tanque agitado de fluido de cabezas de C-401 y fluido de colas de C-402

CONDICIONES DE OPERACIÓN Producto Fluido de cabezas de C-401 Fluido de colas de C-402 Cantidad kg/h 2024.31 766.81 % Peso 72.52 27.48 Peso específico a 1ª oper. kg - - Viscosidad a 1ª oper. cP 0.2884 0.3626 Sólidos 0 % 0 % Finalidad de la agitación Conseguir una composición homogénea en la corriente de salida Tipo de agitación - Tipo de proceso Continuo Temperatura de proceso ºC 99 Temperatura de operación ºC 99 Peso específico de la mezcla a 1ª oper. kg - Viscosidad de la mezcla a 1ª oper. cP 0.3054 Volumen total necesitado m3 39.45



AGITADOR CARACTERÍSTICAS CORTACORRIENTES Tipo y forma Pitched-blade Cantidad 2 Posición Centro Anchura 170 mm Material AISI 316L Longitud 2011 mm Diámetro agitador 682 mm Separación pared 200 mm Longitud eje 1358 mm Grosor 10 mm Diámetro eje 30 mm Material eje AISI 316L Velocidad necesitada 200 rpm

ACCIONAMIENTO Acoplamiento Mecánico Motor: Reductor: Marca Según constructor Marca Según constructor Tipo Eléctrico Tipo Engranajes Potencia 925.73 W Velocidad eje salida 200 rpm Voltaje 380 Trifásica Diámetro eje salida 30 mm Velocidad 1450 rpm

OBSERVACIONES Protección IP-55 REVISIONES Rev. Fecha Denom. D V

2-57



Denominación Tanque de almacenamiento de fluido de cabezas procedente de C-401


agua Disposición Horizontal Densidad kg/m3 883,6

Diámetro m 1,18 Peso recipiente vacío kg 942,32 Longitud m 5 Peso lleno de agua kg 9777,597 Capacidad m3 8.83 Peso en operación kg 8749,171




OBSERVACIONES

2-59





agua Disposición Horizontal Densidad kg/m3 883,6

Diámetro m 0.73 Peso recipiente vacío kg 352,995 Longitud m 5 Peso lleno de agua kg 3883,552 Capacidad m3 3.53 Peso en operación kg 3472,595


RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE DISEÑO Marca Tamaño Cantidad Denominación Norma de diseño ASME A 0,5” 1 Entrada Tratamiento térmico No B 1” 1 Salida Radiografiado Total C - - Sensor de nivel Eficacia de soldadura 1 D 2” 1 Venteo Aislamiento BX SPINTEX 613-40

E 20” 1 Boca de hombre Pintura No Recubrimiento Metal galvanizado sucio Juntas - Volumen cilindro m3 2,11 Volumen fondo sup. m3 0,70 Volumen fondo inf. m3 0,70 REVISIONES Rev. Fecha Denominación D V

OBSERVACIONES

2-61




DATOS GENERALES Producto Anilina y nitrobenceno Disposición Horizontal Densidad kg/m3 883,6

Diámetro m 1,67 Peso recipiente vacío kg 1474,706 Longitud m 5 Peso lleno de agua kg 19323,887 Capacidad m3 17,84 Peso en operación kg 17246,242



E 20” 1 Boca de hombre Pintura No Recubrimiento Metal galvanizado sucio Juntas - Volumen cilindro m3 10,7 Volumen fondo sup. m3 3,56 Volumen fondo inf. m3 3,56 REVISIONES Rev. Fecha Denominación D V

OBSERVACIONES

2-63



Denominación Tanque de almacenamiento de agua fría de la red de servicios

DATOS GENERALES Producto Agua Disposición Horizontal Densidad kg/m3 1007



RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE DISEÑO Marca Tamaño Cantidad Denominación Norma de diseño ASME A 6” 1 Entrada Tratamiento térmico No B 6” 1 Salida Radiografiado Total C - - Sensor de nivel Eficacia de soldadura 1 D 2” 1 Venteo Aislamiento No


OBSERVACIONES

2-65









OBSERVACIONES

2-67









OBSERVACIONES

2-69



Denominación Tanque de almacenamiento de agua caliente de la red de servicios






OBSERVACIONES

2-71









OBSERVACIONES

2-73









OBSERVACIONES

2-75

ITEM Nº S-401 ESPECIFICACIÓN DECANTADOR AREA 400 Planta Anilina FECHA


Denominación Decantador líquido-líquido del fluido de T-405


agua Disposición Horizontal Densidad kg/m3

1011

Diámetro m 3 Peso recipiente vacío kg 14675.38 Longitud m 15 Peso lleno de agua kg 187169.18 Capacidad m3 172.49 Peso en operación kg 189066.61


RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE DISEÑO Marca Tamaño Cantidad Denominación Norma de diseño ASME A 1” 1 Entrada Tratamiento térmico No B 1” 1 Salida fase

disc. Radiografiado Total

C 1” 1 Salida fase cont. Eficacia de soldadura 1 D Sensor de nivel Aislamiento No E 2” 1 Venteo Pintura No F 20” 1 Boca de hombre Recubrimiento Metal galvanizado sucio Juntas - Volumen cilindro m3 103.49 Volumen fondo sup. m3 34.49 Volumen fondo inf. m3 34.49 REVISIONES Rev. Fecha Denominación D V

OBSERVACIONES

2-77






1011



RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE DISEÑO Marca Tamaño Cantidad Denominación Norma de diseño ASME A 1” 1 Entrada Tratamiento térmico No B 1” 1 Salida fase disc Radiografiado Total C 1” 1 Salida fase cont Eficacia de soldadura 1 D Sensor de nivel Aislamiento No E 2” 1 Venteo Pintura No F 20” 1 Boca de hombre Recubrimiento Metal galvanizado sucio Juntas - Volumen cilindro m3 103.49 Volumen fondo sup. m3 34.49 Volumen fondo inf. m3 34.49 REVISIONES Rev. Fecha Denominación D V

OBSERVACIONES

2-79






1011



RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE DISEÑO Marca Tamaño Cantidad Denominación Norma de diseño ASME A 1” 1 Entrada Tratamiento térmico No B 1” 1 Salida fase disc Radiografiado Total C 1 1 Salida fase cont Eficacia de soldadura 1 D Sensor de nivel Aislamiento No E 2” 1 Venteo Pintura No F 20” 1 Boca de hombre Recubrimiento Metal galvanizado sucio Juntas - Volumen cilindro m3 103.49 Volumen fondo sup. m3 34.49 Volumen fondo inf. m3 34.49 REVISIONES Rev. Fecha Denominación D V

OBSERVACIONES

2-81

Ítem nº: E-201 Aprobado: INTERCAMBIADOR DE

CALOR Proyecto nº: Área: 200 Planta: Producción Anilina Diseño: ANITRON Fecha: 12/12/06

Localitzación: Vila-seca Hoja: 1 De:1 Pág nº: 1/2 Denominación Intercambiador de carcasa y tubos. Con cambio de fase. Finalidad del intercambio Calentar el nitrobenceno de entrada con la salida de gases del reactor Productos manipulados: Anilina, Nitrobenceno DATOS DE OPERACIÓN CARCASA TUBOS Entrada (l) Salida (g) Entrada (g) Salida (g) Fluido Nitrobenceno Gases del reactor Caudal total: kg/h 11712.87 11712.87 12863 12863 Temperatura: ºC 112.6 210.3 307 237 Presión trabajo: bar 1.113 1.013 40.53 40.46 Peso molecular: kg/Kmol 121.58 121.58 23.739 23.739 Densidad: kg/m3 1100.4 3.0639 19.946 26.346 Viscosidad: cP 0.7678 8.2477E-3 2.422E-2 2.422E-2 Calor específico KJ/ (kg·ºC) 1.2430 1.4473 2.7479 2.9454 Cond. Térmica: W/(m·K) 0.11991 1.72219E-2 0.14155 0.1376 Velocidad: m/s 0.30 5.14 Núm. de pasos 1 4 Pérdida de carga: KPa 10 7 Coef. Intercambio: W/m2ºC 792.77 858.60 Factores incrustaciones: W/m2ºC 5000 5000 Calor intercambiado: KJ/h 700319 Área intercambio: m2 26.62 Coef. Global (U): W/m2ºC 282.11 ΔTml 95.67 DATOS DE CONSTRUCCIÓN CARCASA TUBOS Temp de diseño: ºC 220 220 Presión diseño: bar 3.013 43.53 Material AISI-316 AISI-316 Peso del equipo vacío kg 1706.4 422.65 Peso del equipo en operación kg 4187.08 2049.54 Diámetro/grosor: mm 606/10 31.75/4 Longitud: m 5 2.5 PLACA TUBULAR Nºpantallas 13 Nº tubos 107 Material AISI-316 Tipo segmentadas Disposición triangular Diámetro ext: mm 800 Espacio mm 400 Pitch mm 0,039 Grosor: mm 40 Espesor mm 10 Calidad y norma: ASME ESPACIADORES num Grosor mm Marca Tamaño Temperatura (0C)

RELACIÓN DE CONEXIONES

Entrada de tubos A 8” 112.6 Salida de tubos B 8” 210.3 Entrada a carcasa C ½” 307 Salida de carcasa D 8” 237

2-83

Ítem nº: E-202 APROBADO: INTERCAMBIADOR CALORProyecto nº: Área: 200

Planta: Producción de anilina Diseño: ANITRON Fecha: 12/12/06

Localitzación: Vila-seca Hoja: 1 De: 1 Pág nº: 1/2 Denominación Intercambiador de carcasa y tubos. Finalidad del intercambio Calentar el hidogeno de entrada Productos manipulados: Hidrogeno, Anilina y Nitrobenceno DATOS DE OPERACIÓN CARCASA TUBOS Entrada Salida Entrada Salida Fluido Hidrogeno Gases del reactor Caudal total: kg/h 1058 1058 12863 12863 Temperatura: ºC -98.38 73.61 237 197.1 Pressión trabajo: bar 1,013 1.013 40.46 40.39 Peso molecular: kg/Kmol 2.0180 2.0180 23.739 23.739 Densidad: kg/m3 0.14072 7.0904E-2 26.346 30.175 Viscosidad: cP 5.5034E-3 9.9586E-3 2.2422E-3 4.423E-4 Calor específico KJ/(kgºC) 13.959 14.142 2.945 2.951 Cond. térmica: W/(m·ºC) 0,11324 0,19660 0.1415 0.1376 Velocidad: m/s 28.73 5.94 Núm. de pasos 1 2 Pérdida de carga: KN/m2 7 10 Coef. Intercambio: W/m2ºC 84.10 1711.97 Factores incrustaciones: W/m2ºC 5000 5000 Calor intercambiado: KW 710.2 Área intercambio: m2 18.57 Coef. Global (U): W/m2ºC 227 ΔTml 200.79 DATOS DE CONSTRUCCIÓN CARCASA TUBOS Temp de diseño: ºC 100 100 Presión diseño: bar 3.013 43.46 Material AISI-316 AISI-316 Peso del equipo vacío kg 1580 277.29 Peso del equipo en operación kg 3962 1981.21 Diámetro/grosor: mm 530/10 42/4 Longitud: m 5 3 PLACA TUBULAR Nºpantallas 18 Nº tubos 45 Material AISI-316 Tipo segmentadas Disposición triangular Diámetro ext: mm 800 Espacio mm 400 Pitch mm 0,0525 Grosor: mm 20 Espesor mm 10 Calidad y norma: ASME ESPACIADORES num Grosor mm Marca Tamaño Temperatura (0C)


Entrada a tubos del fluido proceso A 8” -98.38 Salida de tubos del fluido proceso B 8” 73.61 Entrada a carcasa del agua ref. C 10” 237 Salida de carcasa del agua ref. D 14” 197.1

2-85



Localitzación: Vila-seca Hoja: 1 De: 1 Pág nº: 1/2 Denominación Intercambiador de carcasa y tubos. Finalidad del intercambio Calentar la fase acuosa de la salida del decantador. Productos manipulados: Agua, Anilina, Nitrobenceno DATOS DE OPERACIÓN CARCASA TUBOS Entrada Salida Entrada Salida Fluido Fase acuosa Salida vapor agua del reactor Caudal total: kg/h 2719 2719 91300 91300 Temperatura: ºC 40 98 251.1 250 Presión trabajo: bar 1.013 0.9130 40.54 40.47 Peso molecular: kg/Kmol 18.520 18.520 18.015 18.015 Densidad: kg/m3 999.15 999.15 997.99 997.99 Viscosidad: cP 0.72266 0.30176 1.7492E-2 - Calor específico KJ/ (kg·ºC) 4.3679 4.3668 4.1452 4.1199 Cond. térmica: W/(m·K) 0.62254 0.67395 3.8183E-2 - Velocidad: m/s 0.23 5.8 Núm. de pasos 1 2 Pérdida de carga: KPa 10 7 Coef. Intercambio: W/m2ºC 1653.22 5096.53 Factores incrustaciones: W/m2ºC 1000 2000 Calor intercambiado: KJ/h 181.80 Área intercambio: m2 1.40 Coef. Global (U): W/m2ºC 866 ΔTml 179.82 DATOS DE CONSTRUCCIÓN CARCASA TUBOS Temp de diseño: ºC 98 250 Presión diseño: bar 3.013 43.54 Material AISI-316 AISI-316 Peso del equipo vacío kg 105.34 22.63 Peso del equipo en operación kg 434.83 217.41 Diámetro/grosor: mm 236/4 31.75/2 Longitud: m 5 3 PLACA TUBULAR Nºpantallas 3 Nº tubos 8 Material AISI-316 Tipo segmentadas Disposición triangular Diámetro ext: mm 345 Espacio mm 26 Pitch mm 0,039 Grosor: mm 10 Espesor mm 16 Calidad y norma: ASME ESPACIADORES num Grosor mm Marca Tamaño Temperatura (0C)


Entrada de tubos A 8” 40 Salida de tubos B 8” 98 Entrada a carcasa C 2” 251.1 Salida de carcasa D 2” 250

2-87



Localitzación: Vila-seca Hoja: 1 De: 1 Pág nº: 1/2 Denominación Intercambiador de carcasa y tubos. Finalidad del intercambio Calentar la fase orgánica de la salida del decantador. Productos manipulados: Agua, Anilina, Nitrobenceno DATOS DE OPERACIÓN CARCASA TUBOS Entrada Salida Entrada Salida Fluido Fase orgánica Salida vapor agua del reactor Caudal total: kg/h 9860 9860 91300 91300 Temperatura: ºC 40 98 250 249 Presión trabajo: bar 1.013 0.9130 40.47 40.40 Peso molecular: kg/Kmol 73.640 73.640 18.015 18.015 Densidad: kg/m3 1014 962.71 997.99 997.99 Viscosidad: cP 2.44020.72266 0.8585 - - Calor específico KJ/ (kg·ºC) 1.9498 2.132 4.3668 4.3673 Cond. térmica: W/(m·K) 0.22562 0.22982 - - Velocidad: m/s 0.5 5.62 Núm. de pasos 1 2 Pérdida de carga: KPa 10 7 Coef. Intercambio: W/m2ºC 2264.80 4934.96 Factores incrustaciones: W/m2ºC 1500 3000 Calor intercambiado: KJ/h 846.48 Área intercambio: m2 2.48 Coef. Global (U): W/m2ºC 866 ΔTml 179.16 DATOS DE CONSTRUCCIÓN CARCASA TUBOS Temp de diseño: ºC 100 250 Presión diseño: bar 3.013 43.50 Material AISI-316 AISI-316 Peso del equipo vacío kg 177 24.32 Peso del equipo en operación kg 497.4 249 Diámetro/grosor: mm 306/4 35/2 Longitud: m 4 2 PLACA TUBULAR Nºpantallas 21 Nº tubos 10 Material AISI-316 Tipo segmentadas Disposición triangular Diámetro ext: mm 345 Espacio mm 26 Pitch mm 0,045 Grosor: mm 10 Espesor mm 16 Calidad y norma: ASME ESPACIADORES num Grosor mm Marca Tamaño Temperatura (0C)


Entrada de tubos A 8” 40 Salida de tubos B 8” 98 Entrada a carcasa C 2” 250 Salida de carcasa D 1” 249

2-89



Localitzación: Vila-seca Hoja: 1 De: 1 Pág nº: 1/2 Denominación Intercambiador de carcasa y tubos. Finalidad del intercambio Enfriar la salida del mezclador azeotrópico Productos manipulados: Anilina, Nitrobenceno, Agua DATOS DE OPERACIÓN CARCASA TUBOS Entrada Salida Entrada Salida Fluido Agua de refrigeración Salida mezclador azeotrópico Caudal total: kg/h 2300 2300 2790 2790 Temperatura: ºC 25 94.33 99.17 40 Presión trabajo: bar 1.013 1.013 1.016 1.013 Peso molecular: kg/Kmol 18.015 18.015 18.909 18.909 Densidad: kg/m3 1007.3 952.63 951.10 998.73 Viscosidad: cP 0.89044 0.29652 0.30455 0.76192 Calor específico KJ/ (kg·ºC) 4.2021 4.1935 4.0634 4.0823 Cond. Térmica: W/(m·K) 0.61101 0.67813 0.65872 0.60591 Velocidad: m/s 0.32 1.05 Núm. de pasos 1 8 Pérdida de carga: KPa 15 10 Coef. Intercambio: W/m2ºC 3734.34 6797.52 Factores incrustaciones: W/m2ºC 3000 3000 Calor intercambiado: KJ/h 186.04 Área intercambio: m2 19.66 Coef. Global (U): W/m2ºC 1342.21 ΔTml 9.2 DATOS DE CONSTRUCCIÓN CARCASA TUBOS Temp de diseño: ºC 100 100 Presión diseño: bar 3.013 3.013 Material AISI-316 AISI-316 Peso del equipo vacío kg 761.27 533.8 Peso del equipo en operación kg 979 861 Diámetro/grosor: mm 606/10 31.75/4 Longitud: m 5 2.5 PLACA TUBULAR Nºpantallas 18 Nº tubos 128 Material AISI-316 Tipo segmentadas Disposición triangular Diámetro ext: mm 500 Espacio mm 300 Pitch mm 0.02 Grosor: mm 25 Espesor mm 7 Calidad y norma: ASME ESPACIADORES num Grosor mm Marca Tamaño Temperatura (0C)


Entrada de tubos A 2” 25 Salida de tubos B 2” 94.33 Entrada a carcasa C 3” 99.17 Salida de carcasa D 3” 40

2-91



Localitzación: Vila-seca Hoja: 1 De:1 Pág nº: 1/2 Denominación Intercambiador de carcasa y tubos. Finalidad del intercambio Enfriar la anilina que entra a la columna de rectificación. Productos manipulados: Agua, Anilina, Nitrobenceno DATOS DE OPERACIÓN CARCASA TUBOS Entrada Salida Entrada Salida Fluido Agua de refrigeración Anilina y nitrobenceno Caudal total: kg/h 2737 2737 8271 8271 Temperatura: ºC 25 98 183 140 Presión trabajo: bar 1.013 0.9430 1.013 0.263 Peso molecular: kg/Kmol 18.015 18.015 94.670 94.670 Densidad: kg/m3 1007.3 949.57 882.64 926.99 Viscosidad: cP 0.89044 0.28496 0.32152 0,53524 Calor específico KJ/ (kg·ºC) 4.2021 4.1982 4.336 4.3673 Cond. térmica: W/(m·K) 0.61101 0.67984 0.11437 0.12475 Velocidad: m/s 0.30 1.27 Núm. de pasos 3 6 Pérdida de carga: KPa 10 7 Coef. Intercambio: W/m2ºC 3865.40 1291.84 Factores incrustaciones: W/m2ºC 5000 5000 Calor intercambiado: KJ/h 233.10 Área intercambio: m2 4.05 Coef. Global (U): W/m2ºC 702 ΔTml 97.82 DATOS DE CONSTRUCCIÓN CARCASA TUBOS Temp de diseño: ºC 98 140 Presión diseño: bar 3.013 3.013 Material AISI-316 AISI-316 Peso del equipo vacío kg 176.88 87.56 Peso del equipo en operación kg 523.65 261.93 Diámetro/grosor: mm 357/8 31.75/2 Longitud: m 3 2 PLACA TUBULAR Nºpantallas 18 Nº tubos 18 Material AISI-316 Tipo segmentadas Disposición triangular Diámetro ext: mm 400 Espacio mm 200 Pitch mm 0,04 Grosor: mm 10 Espesor mm 30 Calidad y norma: ASME ESPACIADORES num Grosor mm Marca Tamaño Temperatura (0C)


Entrada de tubos A 2” 25 Salida de tubos B 2” 98 Entrada a carcasa C 3” 183 Salida de carcasa D 3” 140

2-93

Ítem nº: E-401 APROBADO: INTERCAMBIADOR Proyecto nº: 1 Àrea: 400

Planta: Producción de anilina Diseño: ANITRON Fecha : 23/12/2006

Localización: Vila-seca Hoja: 1 De: 1 Denominación: Intercambiador de calor vertical Finalidad del intercambio: Separación de hidrógeno de mezcla de gases Productos manipulados: Mezcla de gases de entrada y agua DATOS DE OPERACIÓN CARCASA TUBOS

Entrada Salida

gaseosa Salida líquida Entrada Salida

Fluido Mezcla de gases Agua de refrigeración Caudal total: kg/h 12128 552 11350 147605 147605 Vapor: kg/h 12128 552 0 0 0 Líquido: kg/h 0 0 13350 147605 147605 Incondensables: kg/h 9.5 552 0 0 0 Temperatura: ºC 193.9 40 40 20 48 Presión de trabajo: bar 1.013 1.013 1.013 1.013 1.013 Peso molecular: kg/Kmol 23.41 2.0160 47.907 18.015 18.015 Densidad: kg/m3 0.6018 7.84E-2 1011.3 1011.1 956.23 Viscosidad: kg /(m·s) 1.74E-5 9.12E-6 2.14E-3 1.0017E-3 0.311E-3 Calor específico J/ (kg·ºK) 2335 14115 2345.16 4207.8 4195.7 Cond térmica: W/(m·ºC) 0.09048 0.1816 0.2968 0.6034 0.6758 Calor latente: KJ/kg 44361 646.89 984.27 2256.5 2256.5 Velocidad: m/s 0.2 0,97 Núm de pasos 1 2 Pérdida de carga: KPa 122.5 3802 Coef. Intercambio: W/m2ºC 651.04 6287,35892 Factor incrustaciones: W/m2ºC 3000 5000 Calor intercambiado: J/s 4798831,17 Àrea bescanvi: m2 49 Coef Global: W/m2ºC 120 ΔTml 66.5 DATOS DE CONSTRUCCIÓN CARCASA TUBOS Temp de diseño: ºC 210 55 Presión: bar 1.013 1.013 Material AISI-316 AISI-316 Peso del equipo vacío kg 85.7 14.8 Peso del equipo en operación kg 89.9 16.46 Diámetro/grosor: mm 541/1.4 28/1.02 Longitud: m 4.5 4 PANTALLAS Nºpantallas 24 Nº tubos 139 Material AISI-316 Tipo segmentadas Disposición Triangular Altura pantalla: mm 135 Espaciado mm 30% Pitch mm 37 Grosor: mm 6 LB mm 162 Calidad y norma: ASME Marca Temperatura (0C)


Entrada a tubos del agua A 20 Salida de tubos del agua B 48 Entrada en carcasa de la mezcla C 197.1 Salida de carcasa líquida y gaseosa D 40

2-95

Ítem nº: R-301 Aprobado: ESPECIFICACIÓN

Proyecto nº: Área: 300 Planta: Anilina Diseño: ANITRON Fecha: 17-01-07

Localidad: Vila-Seca Hoja: 1 De: 1 nº Pág.: DATOS DE OPERACIÓN

Denominación: R-301 Reactor multitubular catalítico de lecho fijo

Productos manipulados: nitrobenceno, hidrógeno, anilina, agua y vapor de agua

DATOS GENERALES

Tipo de reactor Reactor tubular, carcasa tubos Peso vacío (kg) 44213.89

Peso prueba hidráulica (kg) 63069.69 Peso operación (kg) 145539.93

CARCASA TUBOS DATOS DE DISEÑO Entrada Salida Entrada Salida Fluido Agua de refrigeración Gas de reacción Estado Agua líquida Vapor de agua Gas Gas

Caudal total (Kg/h) 32500 6562.45 Temperatura de operación (ºC) 25 251 305 307

Presión de operación (bar) 1.01 39.8 40.4 39.96 Densidad (Kg/m3) 996.6 20.34 16.37 20.1 Viscosidad (Cp) 0.8904 0.01749 0.02314 0.02235

Calor intercambiado (KJ/h) 3.695*108 Superf. de intercambio (m2) 1494.14

Coefic. global inter. (W/m2*ºC) 3600 Tiempo de residencia (s) 1061.72 72.01

DATOS DE CONSTRUCCIÓN CARCASA TUBOS

Temperatura de diseño (ºC) 301 357 Presión de diseño (bar) 41.8 42.4

Material AISI-316L AISI-316L Diámetro (m) 2.47 0.025 Grosor (mm) 60 2

PLACA TUBULAR CARCASA TUBOS DEFLECTORES Material: AISI-316L Tipo: E (1 paso) Nº de tubos: 4100 Nº de pantallas: 7

Grosor: 300 mm Tipo cabezal: T Disposición: triangular Espacio: 0.494 m

Tipo distribuidor: B,Bonnet Longitud: 4 m Baffle cut: 0.6175 m

Altura: 1.85 m

RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE DISEÑO

Marca DN Nº Denominación Norma de diseño: ASME A 3” 1 Entrada gas de reacción Tratamiento térmico: No B 3” 1 Salida gas de reacción Radiografiado: Parcial

C 6” 1 Entrada agua de refrigeración Eficacia de soldadura: 1

D 8” 1 Salida vapor de agua Aislamiento: fibra de vidrio E 1” 1 Válvula de sobrepresión Pintura: No F 10” 1 Disco de ruptura Recubrimiento: chapa de aluminio G 3 Sensores de temperatura Acabado interior/exterior: decapado

2-97

Ítem nº: R-302 Aprobado: ESPECIFICACIÓN

Proyecto nº: Área: 300 Planta: Anilina Diseño: ANITRON Fecha: 17-01-07

Localidad: Vila-Seca Hoja: 1 De: 1 nº Pág.: DATOS DE OPERACIÓN

Denominación: R-301 Reactor multitubular catalítico de lecho fijo

Productos manipulados: nitrobenceno, hidrógeno, anilina, agua y vapor de agua

DATOS GENERALES

Tipo de reactor Reactor tubular, carcasa tubos Peso vacío (kg) 44213.89

Peso prueba hidráulica (kg) 63069.69 Peso operación (kg) 145539.93

CARCASA TUBOS DATOS DE DISEÑO Entrada Salida Entrada Salida Fluido Agua de refrigeración Gas de reacción Estado Agua líquida Vapor de agua Gas Gas

Caudal total (Kg/h) 32500 6562.45 Temperatura de operación (ºC) 25 251 305 307

Presión de operación (bar) 1.01 39.8 40.4 39.96 Densidad (Kg/m3) 996.6 20.34 16.37 20.1 Viscosidad (Cp) 0.8904 0.01749 0.02314 0.02235

Calor intercambiado (KJ/h) 3.695*108 Superf. de intercambio (m2) 1494.14

Coefic. global inter. (W/m2*ºC) 3600 Tiempo de residencia (s) 1061.72 72.01

DATOS DE CONSTRUCCIÓN CARCASA TUBOS

Temperatura de diseño (ºC) 301 357 Presión de diseño (bar) 41.8 42.4

Material AISI-316L AISI-316L Diámetro (m) 2.47 0.025 Grosor (mm) 60 2

PLACA TUBULAR CARCASA TUBOS DEFLECTORES Material: AISI-316L Tipo: E (1 paso) Nº de tubos: 4100 Nº de pantallas: 7

Grosor: 300 mm Tipo cabezal: T Disposición: triangular Espacio: 0.494 m

Tipo distribuidor: B,Bonnet Longitud: 4 m Baffle cut: 0.6175 m

Altura: 1.85 m

RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE DISEÑO

Marca DN Nº Denominación Norma de diseño: ASME A 3” 1 Entrada gas de reacción Tratamiento térmico: No B 3” 1 Salida gas de reacción Radiografiado: Parcial

C 6” 1 Entrada agua de refrigeración Eficacia de soldadura: 1

D 8” 1 Salida vapor de agua Aislamiento: fibra de vidrio E 1” 1 Válvula de sobrepresión Pintura: No F 10” 1 Disco de ruptura Recubrimiento: chapa de aluminio G 3 Sensores de temperatura Acabado interior/exterior: decapado

2-99

Ítem nº: C-401 Aprobado: COLUMNA DESTILACIÓN

Proyecto nº: Área: 400 Planta: Producción Anilina Diseño: Anitron Fecha: 17/01/07 Localización: Vila-Seca Hoja: 1 De: 2 Pág nº: 1

Denominación: Columna de destilación de la fase acuosa Cantidad: 1

DATOS GENERALES

Datos de la columna Datos del relleno

Diámetro, m 1.372 Tipo de relleno Anillos Pall

Altura, m 6.597 Número de soportes 2

Peso vacío, kg 574568.645 Material Inox 316L Peso operación, kg 579340.526 Peso (kg) 2812.8

DATOS DE DISEÑO

Productos en operación Agua, NB, AN Presión trabajo sup, atm 1.01 Material de construcción AISI 316 Presión trabajo colas, atm 1.01 Temperatura superior, ºC 99.43 Presión diseño, atm 1.22

Temperatura colas, ºC 100 Grosor corrosión, mm - Temperatura diseño, ºC 150 Acabado -

ZONA DE RELLENO COLUMNA Nº tramos 1 Condensador Total

Distribuidor líquido 2 Relación reflujo 2 Tipo de distribuidor VEP Alimentación tipo 1er plato

Nº soportes de relleno 2 Soporte columna Faldón RELACIÓN DE CONEXIONES DETALLES DE DISEÑO

Marca Medida Denominación Temp (0C) Norma de diseño ASME

C 2 Entrada alimento 98 Tratamiento térmico No D 20” Boca-hombre - Radiografiado 0,85

A 1” Salida colas a reboiler 100 Eficacia soldadura Parcial

F 4” Retorno colas desde reboiler 100 Grosor pared columna,

mm 3

E 4” Salida cabezas columna 99.93 Tipo de fondo Toriesférico

B 1” Entrada reflujo 99.43 Grosor fondo mm 2.27 Material Mantas Telisol ISOVER

AislamientoGrosor, mm 200

2-101

Ítem nº: E-406 Aprobado: CONDENSADOR PARCIAL Proyecto nº: Área: 400

Planta: Producción anilina Diseño: Anitron Fecha: Localitzación: Hoja: 1 De: 2 Pág nº:

Denominación Kettle reboiler Finalidad del intercambio Vaporizar parte de la orriente que sale por colas Productos manipulados: Anilina, nitrobenceno, agua y vapor de agua de la columna C-401 DATOS DE OPERACIÓN CARCASA TUBOS Entrada Salida(g) Salida(l) Entrada Salida

Fluido Mezcla gaseosa Mezcla gaseosa

Mezcla gaseosa Vapor de agua

Caudal total: kg/h 6618.748 5956.873 661.875 681401.014 681401.014 Temperatura: ºC 98 99.9 99.9 160 150 Presión trabajo: bar 1 1 1 1 1 Peso molecular: kg/Kmol 18.015 18.015 18.015 18 18 Densidad: kg/m3 949.566 0.588 947.887 0.507 0.519 Viscosidad: kg /(m·s) 2.85E-04 1.21E-05 2.79E-04 1.45E-05 1.41E-05 Calor específico KJ/ (kg·ºC) 4.1956 2.1253 4.1999 1.9760 1.9862 Cond. térmica: W/(m·K) 6.80E-01 2.45E-02 6.81E-01 2.96E-02 2254.31706 Velocidad: m/s ------ 11 Núm. de pasos 1 2 Pérdida de carga: KPa 15.78 68.57 Coef. Intercambio: W/m2ºC 4810.5 1326.8 Factores incrustaciones: W/m2ºC 5000 8000 Calor intercambiado: KW 3749.5 Área intercambio: m2 67.3 Coef. Global (U): W/m2ºC 457.3 ΔTml 55.9 DATOS DE CONSTRUCCIÓN CARCASA TUBOS Temp de diseño: ºC 150 180 Presión diseño: bar 1.2 1.2 Material AISI-316 AISI-316 Peso del equipo en operación kg 89.81 356 Diámetro: mm 589.4 16 Grosor: mm 2.43 2 Longitud: m 2.5 2

PLACA TUBULAR Nº tubos 430 Material AISI-316 Nºpantallas 13 Disposición Triangular Altura mm 147.3 Tipo segmentadas Pitch mm 0,025 Grosor: mm 3 Espacio mm 176.8 Calidad, norma: ASME

Marca Tamaño RELACIÓN DE CONEXIONES

Entrada a tubos A 8” Salida de tubos B 8” Entrada a carcasa C 1” Salida de carcasa D 4”

2-103

ITEM nº: E-408

CONDENSADOR TOTAL Àrea: 400

Planta: Producción anilina Hoja: 1/2

Localización: Vila-Seca Denominación Condensador total carcasa y tubos Finalidad del intercambio Condensar los productos que salen por cabezas de columa C-401 Productos manipulados: Anilina. Nitrobenceno, agua DATOS DE DISEÑO CARCASA TUBOS Entrada Salida Entrada Salida Fluido Mezcla gaseosa Agua refrigeración Caudal total: kg/h 6022.00 6022.00 318553.295 318553.295 Temperatura: ºC 99.93 99.43 20 30 Presión de trabajo: bar 0,11 0,093 0,11 0,093 Peso molecular: kg/Kmol 18.24 18.24 18 18 Densidad: kg/m3 0.60 949.15 1011.08 1003.57 Viscosidad: kg /(m·s) 0.000009 0.000282 0.001002 0.000797 Calor específico J/ (kg·ºC) 2113.71 4161.99 4204.30 4224.02 Cond térmica: W/(m·ºC) 0.0240 0.6800 0.6034 0.6182 Calor latente: KJ/kg 2229.34 ------ Velocidad: m/s ----- 2.61 2.61 Número de pasos 4 2 Coeficiente película: W/m2ºC 16164.13 1050.26 Resistencia a incrustación: W/m2ºC 5000 4000 Calor intercambiado: KW 3728.9 Área intercambio: m2 50 Coeficiente Global: W/m2ºC 403.4 ΔTml 74.5 DATOS DE CONSTRUCCIÓN CARCASA TUBOS Temperatura diseño: ºC 150 70 Presión: bar 1.2 1.2 Material AISI-316 AISI-316 Peso kg 80.5 4.9 Diámetro interno: mm 536.7 16 Grosor: mm 2.4 2 Longitud: m 2.5 2.5 PLACA TUBULAR PANTALLAS Material AISI-316 Nº pantallas 15 Nº tubos 336 Altura mm 134 Espacio m 0.16 Disposición Triangular Grosor: mm 3 Tipo Segmentadas Espaciado mm 25

ACCESORIOS Marca Tamaño Entrada a tubos A 3" Saltida de tubos B 3" Entrada a carcasa C 4" Salida de carcasa D 1"

2-105

Ítem nº: C-402 Aprobado: COLUMNA DESTILACIÓN

Proyecto nº: Área: 400 Planta: Producción Anilina Diseño: Anitron Fecha: 17/01/07 Localización: Vila-Seca Hoja: 1 De: 2 Pág nº: 1

Denominación: Columna de destilación de la fase orgánica Cantidad: 1

DATOS GENERALES





DATOS DE DISEÑO

Productos en operación Agua, NB, AN Presión trabajo sup, bar 1.01 Material de construcción AISI 316 Presión trabajo colas, bar 1.01 Temperatura superior, ºC 98 Presión diseño, bar 1.22

Temperatura colas, ºC 181.4 Grosor corrosión, mm 2 Temperatura diseño, ºC 98.96 Acabado -





C 2 Entrada alimento 98 Tratamiento térmico No D 20” Boca-hombre - Radiografiado 0,85

A 2” Salida colas a reboiler 156.3 Eficacia soldadura Parcial

F 12” Retorno colas desde reboiler 181.4 Grosor pared columna,

mm 2

A 12” Salida cabezas columna 99.68 Tipo de fondo Toriesférico

B 1” Entrada reflujo 98.96 Grosor fondo sup., mm Grosor fondo inf., mm 2

Material Mantas Telisol ISOVER


2-107

Ítem nº: E-407 Aprobado: CONDENSADOR PARCIAL Proyecto nº: Área: 400

Planta: Producción anilina Diseño: Anitron Fecha: Localización: Vila-Seca Hoja: 1 De: 2 Pág nº:

Denominación Kettle reboiler

Finalidad del intercambio Vaporizar parte de la corriente que sale por colas de la olumna C-402 para introducirla de nuevo en la columna como gas.

Productos manipulados: Anilina, nitrobenceno, agua y vapor de agua DATOS DE OPERACIÓN CARCASA TUBOS Entrada Salida(g) Salida(l) Entrada Salida Fluido Mezcla Mezcla Mezcla Vapor de agua Caudal total: kg/h 14300 5264.69 9035.36 165230.009 165230.009 Temperatura: ºC 156.3 181.4 181.4 200 190 Presión trabajo: bar 1 1 1 1 1 Peso molecular: kg/Kmol 92.9 89.89 94.66 18 18 Densidad: kg/m3 908.911 2.413 884.822 0.464 0.464 Viscosidad: kg /(m·s) 4.35E-04 9.20E-06 3.31E-04 1.61E-05 1.61E-05 Calor específico J/ (kg·ºC) 2167.844 1692.379 2229.078 1962.930 1963.147 Cond. térmica: W/(m·K) 1.27E-01 2.10E-02 1.15E-01 3.32E-02 3.23E-02 Velocidad: m/s -------- 15 Núm. de pasos 1 2 Coef. Intercambio: W/m2ºC 2217.071 354.377 Factores incrustaciones: W/m2ºC 5000 8000 Calor intercambiado: KW 900.9 Área intercambio: m2 35.6 Coef. Global (U): W/m2ºC 553.02 ΔTml 25.38 DATOS DE CONSTRUCCIÓN CARCASA TUBOS Temp de diseño: ºC 200 220 Presión diseño: bar 1.2 1.2 Material AISI-316 AISI-316 Peso del equipo en operación kg 71.5 45.5 Diámetro: mm 467 16 Grosor: mm 2.35 2 Longitud: m 2.5 2

PLACA TUBULAR Nº tubos 228 Material AISI-316 Nºpantallas 17 Disposición Triangular Altura mm 0.12 Tipo segmentadas Pitch mm 0,025 Grosor: mm 3 Espacio mm 140.1 Calidad, norma: ASME

Marca Tamaño RELACIÓN DE CONEXIONES


2-109

ITEM nº: E-409


Planta: Producción de anilina Hoja: 1/2

Localización: Vila-Seca Denominación Condensador total carcasa y tubos Finalidad del intercambio Condensar los productos que salen por cabezas de columa C-402 Productos manipulados: Anilina, nitrobenceno, agua DATOS DE DISEÑO CARCASA TUBOS Entrada Salida Entrada Salida Fluido Mezcla gaseosa Agua refrigeración Caudal total: kg/h 817.864 817.864 18505.969 18505.969 Temperatura: ºC 99.68 98.97 20 40 Presión de trabajo: bar 1 1 1 1 Peso molecular: kg/Kmol 21.45 21.45 18 18 Densidad: kg/m3 0.701 951.421 1011.083 995.956 Viscosidad: kg /(m·s) 9.3755E-06 4.0086E-04 1.0017E-03 6.5143E-04 Calor específico J/ (kg·ºC) 1977.812 3762.806 4204.297 4227.312 Cond térmica: W/(m·ºC) 2.33E-02 5.69E-01 6.03E-01 6.32E-01 Calor latente: KJ/kg 1909.087 -------- Velocidad: m/s --------- 2.18 2.18 Número de pasos 12 6 Coeficiente película: W/m2ºC 11745.930 949.212 Resistencia a incrustación: W/m2ºC 5000 4000 Calor intercambiado: KW 433.43 Área intercambio: m2 6.29 Coeficiente Global: W/m2ºC 315.17 ΔTml 68.87 DATOS DE CONSTRUCCIÓN CARCASA TUBOS Temperatura diseño: ºC 150 60 Presión: bar 1.2 1.2 Material AISI-316 AISI-316 Peso kg 32.57 0.62 Diámetro interno: mm 358.5 16 Grosor: mm 2.26 2 Longitud: m 1.5 1.5 PLACA TUBULAR PANTALLAS Material AISI-316 Nº pantallas 13 Nº tubos 70 Altura mm 89.6 Espacio m 0.11 Disposición Triangular Grosor: mm 3 Tipo Segmentadas Espaciado mm 25

ACCESORIOS Marca Tamaño Entrada a tubos A 3" Saltida de tubos B 3" Entrada a carcasa C 12" Salida de carcasa D 1"

2-111

Ítem nº: C-501 Aprobado: COLUMNA DE RECTIFICACIÓN Proyecto nº: Área: 500

Planta: Producción Anilina Diseño: Anitron Fecha: Localización: Vila-Seca Hoja: 1 De: 2 Pág nº: 1

Denominación: Columna de rectificación Cantidad: 1

DATOS GENERALES





DATOS DE DISEÑO

Productos en operación Amoniaco, Agua Presión trabajo sup, atm 0.26 Material de construcción AISI 316 Presión trabajo colas, atm 0.26 Temperatura superior, ºC 138 Presión diseño, atm 0.31

Temperatura colas, ºC 159 Grosor corrosión, mm - Temperatura diseño, ºC 170 Acabado -





C 2 Entrada alimento 138.2 Tratamiento térmico No D 20” Boca-hombre - Radiografiado 0,85

A 1” Salida colas a reboiler 159.8 Eficacia soldadura Parcial

F 20” Retorno colas desde reboiler 159.9 Grosor pared columna,

mm 2

E 22” Salida cabezas columna 138.2 Tipo de fondo Toriesférico

B 4” Entrada reflujo 138.1 Grosor fondo sup., mm Grosor fondo inf., mm 1

Material Mantas Telisol ISOVER


2-113

Ítem nº E-502 KETTLE-REBOILER Proyecto nº: Área: 500

Planta: Producción anilina Diseño: Anitron Fecha: Localización: Vila-Seca Hoja: 1 De: 2 Pág nº: 1

Denominación Kettle reboiler

Finalidad del intercambio Vaporizar parte de la corriente que sale por colas de la columna C-501 para introducirla de nuevo en la columna como gas.

Productos manipulados: Anilina, nitrobenceno, agua y vapor de agua DATOS DE OPERACIÓN CARCASA TUBOS Entrada Salida(g) Salida(l) Entrada Salida

Fluido Mezcla de productos Mezcla gaseosa

Mezcla líquida Vapor de agua

Caudal total: kg/h 34697.602 3191.288 31506.314 59976.816 59976.816 Temperatura: ºC 159.8 159.8 159.8 190 180 Presión trabajo: bar 0.26 0.26 0.26 0.26 0.26 Peso molecular: kg/Kmol 122.87 122.87 122.91 18 18 Densidad: kg/m3 1055.189 0.8875 1055.2035 0.1191 0.1216 Viscosidad: kg /(m·s) 4.87E-04 1.53E-01 1.41E-01 1.62E-05 1.58E-05 Calor específico J/ (kg·ºC) 1211.497 1311.488 1211.407 1936.524 1930.817 Cond. térmica: W/(m·K) 1.10E-01 1.38E-02 1.10E-01 3.31E-02 3.22E-02 Velocidad: m/s 0.05 23 Núm. de pasos 1 2 Coef. Intercambio: W/m2ºC 1394.68 475.52 Factores incrustaciones: W/m2ºC 5000 8000 Calor intercambiado: KW 322.15 Área intercambio: m2 14.18 Coef. Global (U): W/m2ºC 573.43 ΔTml 20.6 DATOS DE CONSTRUCCIÓN CARCASA TUBOS Temp de diseño: ºC 200 220 Presión diseño: bar 0.31 0.31 Material AISI-316 AISI-316 Peso del equipo en operación kg 35.81 72.44 Diámetro: mm 346.7 16 Grosor: mm 2.5 2 Longitud: m 2 1.5

PLACA TUBULAR Nº tubos 114 Material AISI-316 Nºpantallas 18 Disposición Triangular Altura mm 86.6 Tipo segmentadas Pitch mm 0,025

Grosor: mm 3 Espacio mm 104 Calidad, norma: ASME Marca Tamaño RELACIÓN DE CONEXIONES


2-115

ITEM nº: E-503


Planta: Producción de anilina Hoja: 1/2

Localización: Vila-Seca Denominación Condensador total carcasa y tubos Finalidad del intercambio Condensar los productos que salen por cabezas de columa C-501 Productos manipulados: Anilina, nitrobenceno, agua DATOS DE DISEÑO CARCASA TUBOS Entrada Salida Entrada Salida Fluido Mezcla gaseosa Agua refrigeración Caudal total: kg/h 26311.23 26311.23 591607.63 591607.63 Temperatura: ºC 138.2 138.06 60 65 Presión de trabajo: bar 0.26 0.26 0.26 0.26 Peso molecular: kg/Kmol 93.97 93.97 18 18 Densidad: kg/m3 0.7144 923.230 980.397 976.443 Viscosidad: kg /(m·s) 7.96E-06 5.37E-04 4.63E-04 4.30E-04 Calor específico J/ (kg·ºC) 1564.233 2129.665 4210.317 4205.004 Cond térmica: W/(m·ºC) 1.72E-02 1.25E-01 6.53E-01 6.58E-01 Calor latente: KJ/kg 560.721 ------- Velocidad: m/s 26 2.73 2.73 Número de pasos 1 1 Coeficiente película: W/m2ºC 1397.830 1548.929 Resistencia a incrustación: W/m2ºC 5000 4000 Calor intercambiado: KW 3457.34 Área intercambio: m2 45.7 Coeficiente Global: W/m2ºC 320.18 ΔTml 75.6 DATOS DE CONSTRUCCIÓN CARCASA TUBOS Temperatura diseño: ºC 150 70 Presión: bar 0.132 0.132 Material AISI-316 AISI-316 Peso kg 67.27 1.2 Diámetro interno: mm 513.9 16 Grosor: mm 2 2 Longitud: m 2.5 2.5 PLACA TUBULAR PANTALLAS Material AISI-316 Nº pantallas 15 Nº tubos 306 Altura mm 128.5 Espacio m 0.15 Disposición Triangular Grosor: mm 3 Tipo Segmentadas Pinch mm 25

ACCESORIOS Marca Tamaño Entrada a tubos A 3” Salida de tubos B 1" Entrada a carcasa C 22" Salida de carcasa D 4"

Item nº: B-502A/B-502B

AprobadoESPECIFICACIÓN

BOMBAS DE VACÍO Projecte : Anitron Àrea: 500

Planta: Producción Anilina Hoja:1 De: 1 Fecha : 23/12/06

Denominació: Bomba de vacío C-501

Cantidad: 2

CONDICIONES DE OPERACIÓN Fluido Anilina Densidad, Kg/m3 922 Caudal (m3/min) 10 Viscosidad, cP 0.525 Temperatura trabajo,ºC 140 Presión aspiración, Pa 2.65·104

Temperatura diseño,ºC 150 Presión impulsión, Pa 1·105

Sólidos - Presión de vapor, Pa 2.6·104

CARACTERÍSTICAS DE LA BOMBA DE VACIO Marca STERLING Velocidad màx, rpm 1470 Modelo SIHILPH-X Veloc. Màx (Pmàx), rpm 1170 Tipo Anillo líquido Conexión estandard, mm 152 Norma DIN-23565 Caudal màx., m3/min 13.4 Fluido anillo Aceite térmico Refrigeración Por Aire Potencia absorbida, KW 25 Presión màx, mbar 1000 Potencia recomendada,kW >Pabsorbida Desplazamiento, l/rev 0.57

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Cabezal AISI 316 Mecanismos AISI 316 Eje rotor AISI 316

Válvulas AISI 316

DATOS DEL MOTOR

Motor eléctrico, KW 22 Ciclos de corriente, Hz 50 Potencia, CV 10 Voltaje, V 350

2-117

Item nº: CO-601 Aprobado ESPECIFICACIÓN COMPRESOR Proyecto : Anitron Àrea: 600

Planta:Producción Anilina Hoja:1 De: 1 Fecha : 23/12/06

Denominación: Compresor Servicios

Cantidad: 1

CONDICIONES DE OPERACIÓN Gas Aire Densidad, Kg/m3 1.293 Caudal (l/s) 200 Viscosidad, cP 0.0017 Temperatura aspiración,ºC 25 Presión aspiración, Pa 1·105

Temperatura trabajo,ºC 70 Presión impulsión, Pa 8·105

Etapas de compresión 2 Relación de compresión 8

CARACTERÍSTICAS DEL COMPRESOR

Marca Atlas-Copco Dimensión (largo,ancho,alto)(mm) 2290/1180/1960

Modelo GA-30-90 Peso vacío (Kg) 1500 Tipo Compresor tornillo Peso funcionamiento (Kg) 1650 Norma ISO-1217 Conexión estándar, mm 25.4 Capacidad depósito, l 750 Caudal màx., l/s 235 Potencia absorbida, KW 75 Presión màx, bar 10 Potencia recomendada,kW >Pabsorvida


Válvulas AISI 316

DATOS DEL MOTOR Motor eléctrico, KW 75 Ciclos de corriente, Hz 50 Potencia, CV 20 Voltage, V 350

2-118

Item nº: G-601 Aprovado ESPECIFICACIÓN TURBINA Proyecto : Anitron Área: 100

Planta: Producción Anilina Hoja:1 De: 1

Fecha : 23/12/06

Denominación: Turbina de condensación Cantidad: 1 CONDICIONES DE OPERACIÓN

Fluido Agua Densidad, Kg/m3 15.32 Caudal vapor (m3/h) 21014 Viscosidad, cP 0.0036 Caudal líquido salida (m3/h) 130 Presión entrada, bar 40 Temperatura entrada,ºC 300 Presión salida, bar 1 Temperatura salida,ºC 98 Sólidos -

CARACTERÍSTICAS DE LA TURBINA Marca MAN TURBO Velocidad màx, rpm 3600 Modelo FT8 Veloc. trabajo, rpm 2500 Potencia generada, MW 12.53

Nivel de eficiencia calorífica 38.6%

Potencia generada máx. MW 50

Nivel de eficiencia eléctrica 38.4%

Caudal vapor màx., m3/h 50000 Número de etapas

3

Presión entrada màx., bar 130 Conexión estándar, mm 250 Temperatura entrada max, ºC 457 Refrigeración Por agua

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Cabezal AISI 316 Mecanismos AISI 316 Eje rotor AISI 316 Álaves AISI 316 Válvulas AISI 316

Observaciones:

2-119

Item nº: TR-601/602/603

Aprobado ESPECIFICACIÓN TORRE

REFRIGERACIÓN Proyecto : Anitron Àrea: 600


Denominación: Torre de refrigeración área 600

Cantidad: 4

CONDICIONES DE OPERACIÓN Fluido Agua Densidad, Kg/m3 984 Caudal (m3/h) 150 Viscosidad, cP 0.4665 Temperatura entrada,ºC 90 Presión entrada, bar 1 Temperatura salida,ºC 31 Presión salida, bar 1 Sólidos -

CARACTERÍSTICAS DE LA TORRE DE REFRIGERACIÓN Marca SULZER Peso vacío, Kg 3400 Modelo EWK1800 Peso servicio, Kg 13000 Largo, mm 4100 Temperatura max, ºC 140 Ancho, mm 4100 Temperatura min, ºC -40

Altura, mm 3990 Conexión estándar, mm 250 Número de ventiladores 1 Potencia ventilador, Kw 22 Potencia Frigorífica (KW) 15,125

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Carcasa Poliéster con F.vidrio Difusores AISI 316 Relleno Poliéster Ventilador AISI 316

2-120

Item nº: CO-301 Aprobado ESPECIFICACIÓN COMPRESOR Proyecto : Anitron Àrea: 300


Denominación: Compresor Pre-Reactores

Cantidad: 1

CONDICIONES DE OPERACIÓN Gas NB + H Densidad, Kg/m3 16.37 Caudal (m3/h) 801.7 Viscosidad, cP 0.02314 Temperatura aspiración,ºC 142.4 Presión aspiración, Pa 1·105

Temperatura impulsión,ºC 305 Presión impulsión, Pa 40·105

CARACTERÍSTICAS DEL COMPRESOR Marca MAN TURBO Etapas de compresión 2 Modelo RH 04/03 Relación de compresión 40 Tipo Compresor Centrífugo Conexión estándar, mm 25.4 Norma API STANDARD 617 Caudal màx., m3/h 2000 Potencia absorbida, KW 1429 Presión màx, bar 80 Potencia recomendada,kW 1520 Eficiencia energética (%) 98


Válvulas AISI 316

DATOS DEL MOTOR Motor eléctrico, KW 1520 Ciclos de corriente, Hz 50 Potencia, CV 2040 Voltaje, V 350

2-121

3. Control e Instrumentación


3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN



3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN

3.1. INTRODUCCIÓN

El diseño de un sistema de control para una planta química no es un problema

puramente matemático o de teoría de control, sino que es un problema de ingeniería que

toca aspectos teóricos y prácticos de muy diversa índole.

En primer lugar se ha de tener un buen conocimiento de los fenómenos químicos y

físicos involucrados en los procesos para poder entender y evaluar las relaciones entre

las variables de salida a controlar y las variables de entrada manipulables; es decir

entender cómo debe operarse en una planta.

En segundo lugar, se debe poseer un amplio conocimiento de teoría de control para

dominar tanto las técnicas de análisis dinámico para caracterizar el comportamiento

dinámico del proceso, como las técnicas de control para establecer la configuración del

sistema y la sintonización de controladores.

Por último para abordar el diseño de un sistema de control se requiere también un

conocimiento suficiente de la amplísima instrumentación disponible hoy en día en el

mercado.

Intentaremos definir nuestro sistema de control, que instrumentos utilizaremos para

controlar el proceso y que todo se lleve a cabo correctamente, las estrategias de control

que utilizaremos, así como los diferentes lazos de control que tendremos en nuestra

planta.



3.1.1. Control digital y algoritmos de control

Antes de pensar en la implementación física del sistema de control, hay que considerar

el tipo de control que se quiera llevar a cabo (si es analógico o si es digital) ya que de

ello depende la estructura del sistema de control.

El control que se lleva a cabo a en nuestra planta es digital por computador. En la

actualidad, en cualquier sistema que posea cierto grado de complejidad, no se plantea el

diseño de un sistema de control que no sea de este tipo.

La razón son las múltiples ventajas, respecto a la utilización de controladores

analógicos, en cuanto a:

- herramientas de cálculo

- recopilación de información

- integración de funcionalidades como regulación de variables, seguimiento de

variables, recopilación y centralización de datos, etc.

El control por computador también presenta algunos inconvenientes, como la excesiva

dependencia del control en pocas unidades de decisión. Sin embargo, el desarrollo de

estos sistemas ya ha encontrado maneras de mitigar estos inconvenientes, como la

descentralización en un solo equipo de las funciones de control (utilizando un buen

sistema de comunicación entre computadores), y la redundancia en las unidades de

control con más responsabilidad.

Otro inconveniente, aunque sin ser tan crítico, es la utilización de funciones discretas en

vez de continuas; esto se soluciona llevando a cabo una elección adecuada del tiempo de

muestro de señal.



Con relación a los algoritmos de control para los distintos lazos, este tipo de control

digital presenta importantes utilidades respecto a la utilización de controladores

analógicos (muy basados en un algoritmo de control PID).

Algunas de estas utilidades son la capacidad de cálculo y capacidad de lógica sobre las

variables de entrada así como las de salida, capacidad de reestructurar en línea lazos de

control (control adaptativo), posibilidad de adaptarse automáticamente a cambios en el

proceso, un mayor número de algoritmos de control, etc.

Ver cuál es el algoritmo más adecuado para cada lazo de control requeriría un estudio

más a fondo de la dinámica de sistemas en las diferentes partes de la planta: orden del

sistema, variables, perturbaciones y su magnitud, grados de libertad, dinámica de los

elementos del sistema de control (tanto elementos primarios como elementos finales),

etc.

Sin embargo, llevar a cabo este diseño de los algoritmos de control ocuparía mucho

tiempo y por ello no se contempla en este proyecto, y nos centraremos en la elección de

los lazos de control y la instrumentación requerida y no tanto en su diseño.

3.1.2. Arquitectura del sistema de control del proceso: control distribuido

Las dos posibles estructuras del sistema de control por computador son la centralizada

(PLC, Program Logic Control) y la distribuida, que se pueden combinar formando

estructuras híbridas.

Debido a la problemática que presenta la estructura el control en PLC en cuanto a la

falta de fiabilidad del sistema ante incidencias en la red de comunicaciones o en el

ordenador central, desarrollaremos un sistema de control distribuido para lo que es la

operación de la planta y la puesta en marcha de la planta, de tal manera que cuando ésta

trabaje en estado estacionario el control de puesta en marcha permanezca desactivado.

De este modo, se podrá combinar la supervisión global de toda la planta con controles

locales en las diferentes áreas.



Para implantar una arquitectura distribuida es necesario identificar grupos de procesos o

áreas funcionales con cierta independencia, para asignar a cada grupo una unidad de

control. A su vez, cada unidad de control debe tener la capacidad de intercomunicación

con el resto de unidades, y con los ordenadores servidor que recopilan toda la

información del proceso.

Sistema de control distribuido

Esta planta estará provista de dos estaciones de control, una principal situada en el

mismo edificio que los laboratorios y otra situada en el área 500. Esto es debido a que la

situación de las dos estaciones es muy cercana a todas las áreas y se puede establecer

una buena comunicación sin tener que cablear largas distancias. Sin embargo, en la

estación principal de control se puede controlar la actuación de la subestación de control

del área 500 pero no ocurre lo mismo en sentido contrario.



Las señales de campo son transmitidas mediante un transmisor de señal que acostumbra

a ser cableado eléctrico convencional a una subestación o a la estación principal,

dependiendo de la cercanía. En primer lugar, estas señales son agrupadas en un armario

llamado Marshalling que envía el grupo hacia los armarios donde se encuentran las

tarjetas.

Armario Marshalling

Armario de tarjetas



En los armarios de tarjetas se produce una segunda centralización de la información

procedente de campo. Estas tarjetas suelen tener 32 o 16 entradas y salidas para la

entrada y salida de las señales provenientes de campo o bien provenientes de panel. Para

hacer llegar la información desde los armarios de tarjetas a los procesadores se usan los

módulos de comunicación en los cuales se produce un cambio en el cableado en la

transmisión de las señales. El cableado comúnmente utilizado es de fibra óptica hasta

llegar al servidor o HUB y después se utiliza un cable coaxial ( RG-58 ) para conectar

con el procesador y con las estaciones de control.

Cuando la señal de entrada llega al procesador se convierte mediante un software

instalado en dicho aparato en una señal de salida que tendrá dos direcciones. Este

software podrá enviar o recibir señales analógicas o digitales según esté programado el

lazo de control. Habrá una primera ruta en contracorriente al camino de llegada que

devolverá la señal transformada a campo y habrá una segunda ruta que transmitirá el

señal hacia la estación o subestación de control. Además, será en el procesador donde

quedaran registrados todos los señales de entrada y de salida. En las estaciones de

control es donde residirán los operadores que tendrán que vigilar en todo momento el

funcionamiento de la planta y del sistema de control.

Estación de control



En las salas de control los operarios deben poder modificar manualmente el control del

proceso.

Mesas de control manual

Las principales ventajas de una estructura de control distribuida son las siguientes:

- cada unidad funcional es más sencilla

- las unidades de control pueden ser también más sencillas

- si falla una unidad de control no se paraliza necesariamente toda la planta

Sin embargo, también presenta algunos inconvenientes, que habrá que considerar a la

hora de diseñar la estructura de control:

- las unidades de control deben soportar las comunicaciones

- para no sobrecargar el sistema es necesario identificar procesos autónomos



Como último apunte en cuanto al diseño de la arquitectura distribuida, diremos que se

trata de una arquitectura jerárquica que sigue el siguiente patrón:

3.1.3. Arquitectura del sistema de control de seguridad: control en PLC

El sistema de control de seguridad de la planta será de tipo PLC ( Program Logic

Control ). Toda la información correspondiente a señales de entrada y salida de campo

será procesada en un único controlador. La arquitectura de este tipo de sistema de

control es muy diferente al sistema de control distribuido ya que existe uno o muy pocos

procesadores que serán los encargados de transformar todas las señales de entrada de los

sensores de seguridad hacia los actuadores.

Existen varios tipos de sensores en lo que al control de seguridad de la planta se refiere.

En nuestra planta se han instalado sensores de humo, sensores de gas, de llamas i de frío

en cada uno de los equipos de proceso. Si en algún momento se transmite un señal de

los sensores de seguridad, se recibirá en el controlador mediante las tarjetas i los

módulos de transmisión una señal de entrada digital que enviará otro señal de salida

hacia los actuadores situados en campo.



Estos actuadores acostumbran a ser válvulas que se abren para dejar paso al agua contra

incendios que circula por unas tuberías con aspersores que rodean a los equipos o a

gases inergentes que provocan un descenso de la concentración de oxigeno en el punto

donde estén situados para evitar así la combustión de cualquier tipo de fluido.

Sistema de control de seguridad en PLC

3.1.4. Señales e instrumentos de un sistema de control

El sistema de control automático de nuestro proceso está constituido por cuatro tipos de

elementos básicos, cuya función dentro del sistema es la siguiente:

- Sensor: son los instrumentos que miden las variables a controlar, las variables de

perturbación y las variables secundarias a partir de las cuales se infiere el valor de otras

que no pueden medirse directamente o que es muy costoso hacerlo.



- Transmisor o transductor: el efecto físico producido en el sensor no suele ser

directamente utilizable como señal que pueda ser procesada por el controlador para

calcular la acción de control. Antes es preciso convertir la magnitud del efecto físico en

una señal estándar eléctrica, neumática o digital, que pueda ser transmitida a distancia

sin verse perturbada y que pueda ser entendida por un controlador, un registrador o un

sistema de monitorización de cualquier fabricante.

Instrumentación de control

- Controlador: recibe la señal correspondiente a la variable medida y calcula la acción

de control de acuerdo con el algoritmo de control (por retroalimentación, cascada u

otro) que se haya programado en él. Ese cálculo se traduce en un valor determinado de

la señal estándar de salida que se envía al elemento final de control.

- Actuador o elemento final de control: este elemento es el que manipula la variable

de proceso de acuerdo con la acción calculada por el controlador, la cual le llega en

forma de señal analógica estándar.

Válvula de control



3.1.5. La transmisión de la medida

Mientras que los sensores y actuadores se encuentran situados muy próximos al

proceso, los controladores suelen estar localizados a cierta distancia del mismo. En

algunos casos el controlador estará situado en un armario de control, a varios metros de

los aparatos de medida y, en otros, en la sala de control situada en el mismo edificio

pero a decenas de metros. No basta con medir la señal, hay que enviarla o transmitirla al

lugar donde se encuentra el controlador y desde allí al actuador.

Los medios de transmisión empleados en nuestra planta son:

- Tuberías por las que se transmite alguna propiedad de un fluido (línea de transmisión

neumática)

- Cables eléctricos por los que se transmite alguna propiedad eléctrica, como tensión o

intensidad (líneas de transmisión eléctrica).

- Cables de fibra óptica que van de los armarios de tarjetas al servidor.

-Cables coaxiales que unen el servidor con el procesador.

3.1.6. Implantación del sistema de control

Primero se instalará toda la instrumentación de planta para que funcione todo el proceso

correctamente, sensores, válvulas de control,…

Después se tienen que cablear todas las señales hacia el armario donde se hará el

montaje eléctrico necesario para recibir la señal.



Por último se han de programar todos los lazos de control y establecer una conexión de

Control-net (red que conecta los armarios con los servidores) y de Ethernet (red que

conecta los servidores con los ordenadores o estaciones de campo presentes en las zonas

de la planta) para que los diferentes elementos que intervienen en los lazos de control lo

hagan adecuadamente.

3.1.7. Tipos de señales

Las señales de la planta pueden ser:

- Entradas analógicas: son entradas que recibe el sistema y que tienen una variación

decimal dentro de un rango. Así todas las presiones y temperaturas son de este tipo de

señales.

- Salidas analógicas: tienen la misma característica que las entradas pero en este caso el

sistema envía la señal al elemento. Un ejemplo son las válvulas de control.

- Entradas digitales: son en igual caso señales que recibe el sistema del elemento, pero

en este caso sólo puede tomar valores de 0 y 1. Un ejemplo son las alarmas de nivel.

- Salidas digitales: tienen la misma característica que las entradas digitales, pero ahora

es el sistema de control el que envía al elemento un 1 o un 0.



3.1.8. Nomenclatura

Nomenclatura lazos: v-eeee-xx

- v: variable controlada

Nomenclatura variable controlada (magnitudes)

L Nivel

P Presión

F Caudal

T Temperatura

- eeee: equipo donde se está realizando este control

- xx: número de lazo este equipo

Por ejemplo:

Lazo L-T1011 es el lazo 1 del equipo T-101 del área 100 que controla el nivel en el

tanque T-101.

Lazo P-C5013 es el lazo 3 del equipo C-501 del área 500 que controla la presión en la

columna de rectificación C-501

Nomenclatura instrumentación: vii-eeee-xx(N)

- v: variable controlada (mirar tabla del apartado anterior)

- ii: instrumento



Nomenclatura instrumentación control (funciones)

T Sensor (E) /Transmisor de señal

C Controlador

AH Alarma máximo

AL Alarma mínimo

I/P Transductor intensidad / presión

CV Válvula de control

VF Variador de frecuencia

Los transmisores de señal, que son instrumentos que incluyen en un solo aparato el

elemento medidor (sensor), el transmisor de señal, y por último, el convertidor para

estandarizar la señal, se denominan con una T. En los diagramas de control, sin

embargo, se diferencia la parte medida (E: sensor) y la parte de transmisión de la señal

(T: transmisor).

- eeee: equipo donde se está realizando este control.

- xx: número de lazo en este equipo.

- N: cifra para diferenciar dos instrumentos en caso que su nomenclatura

coincidiera. Opcional.

Por ejemplo:

Instrumento LAH-T1011 es una alarma máxima de nivel en el lazo 1 del equipo T-101

del área 100, situado en el tanque T-101.

Instrumento TCV-E4011 es una válvula de control de temperatura en el lazo 1 del

equipo E-401 del área 400, situado en el intercambiador E-401.



3.2. LISTADO DE LOS LAZOS DE CONTROL

LAZOS DE CONTROL EN EL ÁREA 100: ALMACENAJE

Ítem Ítem del lazo Equipos Descripción del lazo de control Variable controlada Variable manipulada T-101 L-T1011 Tanque de almacenamiento de nitrobenceno Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida del fluido de proceso T-102 L-T1021 Tanque de almacenamiento de nitrobenceno Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida del fluido de proceso T-103 L-T1031 Tanque de almacenamiento de nitrobenceno Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida del fluido de proceso T-104 L-T1041 Tanque de almacenamiento de nitrobenceno Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida del fluido de proceso T-105 L-T1051 Tanque de almacenamiento de nitrobenceno Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida del fluido de proceso T-106 L-T1061 Tanque de almacenamiento de anilina Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de entrada del fluido de proceso T-107 L-T1071 Tanque de almacenamiento de anilina Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de entrada del fluido de proceso T-108 L-T1081 Tanque de almacenamiento de anilina Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de entrada del fluido de proceso T-109 L-T1091 Tanque de almacenamiento de anilina Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de entrada del fluido de proceso T-110 L-T1101 Tanque de almacenamiento de anilina Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de entrada del fluido de proceso



LAZOS DE CONTROL EN EL ÁREA 200: MEZCLA

Item Item del lazo Equipos Descripción del lazo de control Variable controlada Variable manipulada T-201 L-T2011 Tanque mezcla Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida de fluido de proceso T-202 P-T2021 Tanque mezcla Control de presión Presión en el tanque Caudal de salida de fluido de proceso T-202 F-T2022 Tanque mezcla Control de caudal Caudal de entrada de hidrógeno recirculado Caudal de entrada de hidrógeno fresco T-203 P-T2031 Tanque mezcla Control de presión Presión en el tanque Caudal de salida de fluido de proceso T-203 F-T2032 Tanque mezcla Control de caudal Caudal de entrada de hidrógeno recirculado Caudal de entrada de hidrógeno fresco E-201 T-E2011 Intercambiador de calor Control de temperatura Temperatura del caudal de salida de fluido de proceso Caudal de fluido de salida del reactor E-202 T-E2021 Intercambiador de calor Control de temperatura Temperatura del caudal de salida de fluido de proceso Caudal de fluido de salida del reactor E-203 T-E2031 Intercambiador de calor Control de temperatura Temperatura del caudal de salida de fluido de proceso Caudal de entrada de vapor de agua E-203 F-E2032 Intercambiador de calor Control de caudal Temperatura del caudal de entrada de fluido de proceso Caudal de bypass E-204 T-E2041 Intercambiador de calor Control de temperatura Temperatura del caudal de salida de fluido de proceso Caudal de entrada de vapor de agua E-204 F-E2042 Intercambiador de calor Control de caudal Temperatura del caudal de entrada de fluido de proceso Caudal de bypass T-204 P-T2041 Tanque mezcla Control de presión Presión en el tanque Caudal de salida de fluido de proceso T-204 F-T2042 Tanque mezcla Control de caudal Caudal de entrada de nitrobenceno Caudal de entrada de hidrógeno T-205 P-T2051 Tanque mezcla Control de presión Presión en el tanque Caudal de salida de fluido de proceso T-205 F-T2052 Tanque mezcla Control de caudal Caudal de entrada de nitrobenceno Caudal de entrada de hidrógeno



LAZOS DE CONTROL EN EL ÁREA 300: REACCIÓN

Ítem Ítem del lazo Equipos Descripción del lazo de control Variable controlada Variable manipulada R-301 T-R3011 Reactor isotérmico Control de temperatura Temperatura en el reactor Caudal de entrada de agua de refrigeración R-301 P-R3012 Reactor isotérmico Control de presión Presión en el reactor Caudal de salida del fluido de proceso R-302 T-R3021 Reactor isotérmico Control de temperatura Temperatura en el reactor Caudal de entrada de agua de refrigeración R-302 P-R3022 Reactor isotérmico Control de presión Presión en el reactor Caudal de salida del fluido de proceso



LAZOS DE CONTROL EN EL ÁREA 400: SEPARACIÓN

Item Item del lazo Equipos Descripción del lazo de control Variable controlada Variable manipulada E-401 T-E4011 Intercambiador vertical Control de temperatura Temperatura en el intercambiador Caudal de agua de refrigeración E-401 L-E4012 Intercambiador vertical Control de nivel Nivel de líquido en el intercambiador Caudal de salida de fluido líquido de operación E-402 T-E4021 Intercambiador de calor Control de temperatura Temperatura del caudal de salida Caudal de entrada de vapor de agua E-403 T-E4031 Intercambiador de calor Control de temperatura Temperatura del caudal de salida Caudal de entrada de vapor de agua E-404 T-E4041 Intercambiador de calor Control de temperatura Temperatura del caudal de salida Caudal de entrada de vapor de agua E-405 T-E4051 Intercambiador de calor Control de temperatura Temperatura del caudal de salida Caudal de entrada de vapor de agua T-401 L-T4011 Tanque Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida de fluido de proceso T-405 L-T4051 Mezclador Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida de fluido de proceso S-401 L-S4011 Decantador Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida de la fase orgánica S-402 L-S4021 Decantador Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida de la fase orgánica S-402 L-S4031 Decantador Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida de la fase orgánica C-401 T-C4011 Columna de rectificación Control de temperatura Temperatura de cabezas Caudal de reflujo de fluido de proceso a la columna C-401 L-C4012 Columna de rectificación Control de nivel Nivel de líquido en la columna Caudal de salida de fluido de proceso por colas



LAZOS DE CONTROL EN EL ÁREA 400: SEPARACIÓN

Item Item del lazo Equipos Descripción del lazo de control Variable controlada Variable manipulada C-402 T-C4021 Columna de rectificación Control de temperatura Temperatura de cabezas Caudal de reflujo de fluido de proceso a la columna C-402 L-C4022 Columna de rectificación Control de nivel Nivel de líquido en la columna Caudal de salida de fluido de proceso por colas T-406 L-T4061 Tanque Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida de fluido de proceso T-407 L-T4071 Tanque Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida de fluido de proceso E-406 T-E4061 Reboiler columna de rectificación Control de temperatura Temperatura del caudal de salida Caudal de entrada de vapor de agua E-406 L-E4062 Reboiler columna de rectificación Control de nivel Nivel de líquido del recipiente Caudal de entrada de fluido de proceso E-407 T-E4071 Reboiler columna de rectificación Control de temperatura Temperatura del caudal de salida Caudal de entrada de vapor de agua E-407 L-E4072 Reboiler columna de rectificación Control de nivel Nivel de líquido del recipiente Caudal de entrada de fluido de proceso E-408 T-E4081 Condensador columna de rectificación Control de temperatura Temperatura del caudal de salida Caudal de entrada de agua de refrigeración E-409 T-E4091 Condensador columna de rectificación Control de temperatura Temperatura del caudal de salida Caudal de entrada de agua de refrigeración T-402 L-T4021 Tanque Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida de fluido de proceso T-403 L-T4031 Tanque Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida de fluido de proceso T-404 L-T4041 Mezclador Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida de fluido de proceso



LAZOS DE CONTROL EN EL ÁREA 500: PURIFICACIÓN

Item Item del lazo Equipos Descripción del lazo de control Variable controlada Variable manipulada C-501 T-C5011 Columna rectificación al vacío Control de temperatura Temperatura de cabezas Caudal de reflujo de fuido de proceso a la columna C-501 L-C5012 Columna rectificación al vacío Control de nivel Nivel de líquido en la columna Caudal de salida de fluido de proceso por colas C-501 P-C5013 Columna rectificación al vacío Control de presión Presión de cabezas Caudal de by pass del anillo líquido T-501 L-T5011 Tanque Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida de fluido de proceso E-502 T-E5021 Reboiler columna rectificación Control de temperatura Temperatura del caudal de salida Caudal de entrada de vapor de agua E-502 L-E5022 Reboiler columna rectificación Control de nivel Nivel de líquido del recipiente Caudal de entrada de fluido de proceso E-503 T-E5031 Condensador columna rectificación Control de temperatura Temperatura del caudal de salida Caudal de entrada de agua de refrigeración E-501 T-E5011 Intercambiador de calor Control de temperatura Temperatura del caudal de salida Caudal de entrada de vapor de agua



LAZOS DE CONTROL EN EL ÁREA 600: SERVICIOS

Item Item del lazo Equipos Descripción del lazo de control Variable controlada Variable manipulada TR-601 L-TR6012 Torre refrigeración Control de nivel torre de refrigeración Nivel de líquido en la torre Caudal de entrada de agua TR-602 L-TR6022 Torre refrigeración Control de nivel torre de refrigeración Nivel de líquido en la torre Caudal de entrada de agua TR-603 L-TR6032 Torre refrigeración Control de nivel torre de refrigeración Nivel de líquido en la torre Caudal de entrada de agua TR-604 L-TR6042 Torre refrigeración Control de nivel torre de refrigeración Nivel de líquido en la torre Caudal de entrada de agua T-601 L-T6011 Tanque Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida de fluido de proceso T-602 L-T6021 Tanque Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida de fluido de proceso T-603 L-T6031 Tanque Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida de fluido de proceso T-604 L-T6041 Tanque Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida de fluido de proceso T-605 L-T6051 Tanque Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida de fluido de proceso T-606 L-T6061 Tanque Control de nivel Nivel de líquido en el tanque Caudal de salida de fluido de proceso

TB-601 F-TB6011 Tubería Control de caudal Caudal de agua de red recirculada Caudal de agua de red de entrada al circuito



3.3. DESCRIPCIÓN, DIAGRAMAS DE LOS LAZOS DE

CONTROL Y HOJAS DE ESPECIFICACIÓN 3.3.1. Área 100: Almacenaje

ESPECIFICACIONES DEL LAZO DE CONTROL

Identificación: L-T1011 a L-T1051

Nombre: Control de nivel en los tanques de almacenamiento de nitrobenceno: T-101

hasta T-105

- Variable controlada: nivel de líquido

- Variable manipulada: caudal de salida del fluido de proceso

- Tipo de manipulación: control feedback

Descripción del lazo de control:

En este tipo de tanques de almacenamiento de reactivos siempre se ha de tener en

cuenta que no se tenga un nivel de líquido excesivo, ya que si se llenara demasiado uno

de estos tanques podría producirse una sobrepresión en el interior y se tendrían

problemas de funcionamiento en el tanque; por este motivo se ha decidido instalar un

sistema de control de nivel.

Entonces, se instalará un medidor de nivel en cada tanque que cuando detecte un valor

máximo o mínimo especificado dará una señal al controlador, el cual abrirá o cerrará

una válvula de control situada a la salida del tanque para regular el caudal. Además, se



ha instalado una alarma de nivel alto y otra de nivel bajo como medidas de seguridad en

caso de fallida del controlador.

Lista de instrumentación:

Denominación Identificación Situación Actuación Sensor / Transmisor de nivel LT-T1011 a LT-T1051 Campo Eléctrica

Controlador de nivel LC-T1011 a LC-T1051 Panel Eléctrica Alarma de nivel alto LAH-T1011 a LAH-T1051 Panel Eléctrica Alarma de nivel bajo LAL-T1011 a LAL-T1051 Panel Eléctrica

Transductor intensidad / presión I/P-T1011 a I/P-T1051 Panel Neumática

Válvula de control de nivel LCV-T1011 a LCV-T1051 Campo Neumática



Ítem nº: T-101 a T-105 APROVADO: Sensor-transmisor de nivel Proyecto nº: 1 Área: 100

Planta: Producción Anilina Diseño: ANITRON Fecha: 17/01/07

Localización: Vila-Seca Hoja:1 De:1 Pág. nº: DATOS GENERALES

Denominación: LT-T1011 a LT-1051 Transmite señal a: LC-T1011 hasta LC-1051

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Nitrobenceno Estado: líquido Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 11700.86 Caudal volumétrico (m3/h) 10.54 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 110 Densidad (Kg/ m3) 1110 Viscosidad (cP) 0.791

DATOS DE OPERACIÓN Actuación: Neumática: Eléctrica: X Alimentación: 24 V Boca nº: Señal de salida: 4-20 mA Boca nº:

Medida de líquido: X Tipo de medida: Medida continua: X Método de medida: Capacitancia Campo de medida (SPAIN): 0-20 m. según modelo Calibrado: sí Indicador en campo (si/no): no Contador incorporado (si/no): sí Volumen máximo:

DATOS TÉCNICOS Cuerpo de la unidad sensible: Carcasa Material de la unidad sensible: Acero inoxidable Dimensiones: Diámetro de conexión (mm): 22 Tipo y norma: DIN ISO 228 Longitud entre conexiones (mm): Condiciones de operación: hasta 100 bar / hasta 200ºC Material juntas: elastómero fibrado resistente a aceites, disolventes, vapor, ácidos y bases débiles Diámetro conexión proceso: paso paralelo Medida de las conexiones: Alimentación: Boca nº: Señal de salida: Boca nº: Peso total (kg.):

DATOS DE LA INSTALACIÓN Temperatura ambiente(ºC): 25ºC Mínima: Máxima: Protección caja de transmisión: Distancia unidad sensible-caja transmisión: 0.5 m. máximo Posición: Vertical: X Horizontal: FOTOGRAFIA Soporte: sí Distancia al controlador: 50 m. máximo By pass: no Filtro reductor: no Manómetro: no Presión de origen: no

MODELO Subministrador: Endress+Hausser (E+H) Modelo: DC21TX Serie: Multicap T



Ítem nº: T101 a T105 APROVADO: Válvula de control Proyecto nº: 1 Àrea: 100


Localización: Vila-Seca Hoja: 1 De: 1 Pág nº: DATOS GENERALES

Denominación: LCV-T1011 a LCV-T1051 Tubería: 1.5”-T-S1-NB-101 hasta 1.5”-T-S1-NB-105 Señal de entrada procedente del Controlador: LC-T1011 hasta LC-T051

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Nitrobenceno Líquido: X Gas:

Unidades Normal Mínimo Caudal másico Kg/h 11700.86 Presión de entrada Bar 1.01 Presión de salida Bar 1.261 Pérdida de carga Bar 0.251 Temperatura ºC 110 Densidad Kg/m3 1110 Cv (unidades americanas) Cv calculado: Cv de la válvula: Kv (unidades métricas) Kv calculado(m3/h): 22.17 Kv de la válvula: Cf usadas para los cálculos :

DATOS DE OPERACIÓN Características Todo-nada: El fluido tiende a: Abrir el obturador: X Actuación: Neumática: X Alimentación: 3-15 psi 24 V Hz Boca Nº: Señal de salida: psi 4-20mA Hz Boca Nº: Consumo Señal de entrada Abre: Cierra: X Resorte Abre: Cierra: Posición en caso de fallo de la señal Abierta: Cerrada: X Posicionador (si/no): sí Acción: Directa: X Inversa: Comando manual (si/no): sí

DATOS DE CONSTRUCCIÓN Forma del cuerpo : Material cuerpo: acero inoxidable Forma del obturador: asiento Material obturador: ------ Diámetro de paso: Tipos de conexiones: Norma de conexiones: DIN Número de asiento: 1 Grado de hermético: 0.01 valor Kvs Diámetro del asiento: Material asiento: ----- Tipo de cierre: metal-metal Material estopada: ----- Material de juntas: Tapón de purga (si/no): sí Tipo de actuador: Simple efecto: sí Doble efecto: Tipo de posicionador: Simple efecto: sí Doble efecto:

Alimentación: Boca nº: Conexiones Señal de entrada: Boca Nº: Peso total (kg):

DATOS DE INSTALACIÓN Temperatura ambiente(ºC) : 25 Máxima: Mínima: Protección del posicionador i/o actuador: no Calorificado de la válvula: no Actuador respecto la válvula Vertical:X Horizontal: FOTOGRAFIA Distancia al controlador: Filtro reductor(si/no) : no Manómetro (si/no): no

MODELO ESCOGIDO Subministrador: SAMSON

Modelo: 3241-7 Serie: 240





Nombre: Control de nivel en los tanques de almacenamiento de anilina: T-106 hasta

T-110


- Variable manipulada: caudal de entrada del fluido de proceso



Este caso es muy parecido al anterior, pero ahora tenemos tanques de almacenamiento

de producto acabado (anilina) y lo que se hace es controlar el caudal de entrada

mediante una válvula de control situada a la entrada de los tanques. Como en el caso

anterior también tenemos alarmas de seguridad instaladas.











Denominación: LT-T1061 a LT-101101 Transmite señal a: LC-T1061 hasta LC-T10101

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Anilina Estado: líquido Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 8781.8 Caudal volumétrico (m3/h) 9.52 Presión (atm) 0.26 Temperatura (ºC) 140 Densidad (Kg/ m3) 992 Viscosidad (cP) 0.525








Ítem nº: T-106 a T-110 APROVADO: Válvula de control Proyecto nº: 1 Àrea: 100


Localización: Vila-Seca Hoja: De: Pág nº: DATOS GENERALES

Denominación: LCV-T1061 a LCV-T10101 Tubería: 2”-T-S1-AN-509 hasta 2”-T-S1-AN-513 Señal de entrada procedente del Controlador: LC-T1061 hasta LC-10101

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Anilina Líquido: X Gas:

Unidades Máximo Normal Mínimo Caudal másico Kg/h 8781.8 Presión de entrada Bar 1.01 Presión de salida Bar 1.068 Pérdida de carga Bar 0.058 Temperatura ºC 140 Densidad Kg/m3 992 Cv (unidades americanas) Cv calculado: Cv de la válvula: Kv (unidades métricas) Kv calculado(m3/h): 39.407 Kv de la válvula: Cf usadas para los cálculos :

DATOS DE OPERACIÓN Características Todo-nada: Isoporcentual: X El fluido tiende a: Abrir el obturador: X Cerrar el obturador: Actuación: Neumática: X Eléctrica: Alimentación: 3-15 psi 24 V Hz Boca Nº: Señal de salida: psi 4-20mA Hz Boca Nº: Consumo Señal de entrada Abre: Cierra: X Resorte Abre: Cierra: Posición en caso de fallo de la señal Abierta: Cerrada: X Posicionador (si/no): sí Acción: Directa: X Inversa: Comando manual (si/no): sí








3.3.2. Área 200: Mezcla


Identificación: L-T2011

Nombre: Control de nivel en el tanque mezcla de nitrobenceno recirculado: T-201





A este tanque mezcla nos llega el nitrobenceno fresco de los tanques de almacenamiento

iniciales y el nitrobenceno recirculado que proviene de la última columna de

rectificación al vacío del proceso. Entonces, para evitar problemas de sobrepresión en su

interior se ha decidido instalar un sistema de control de nivel y mediante una válvula

situada a la salida del tanque se actuará sobre el caudal de salida. Como medida de

seguridad también se ha instalado una alarma de nivel alto y otra de nivel bajo.


Denominación Identificación Situación Actuación

Sensor / Transmisor de nivel LT-T2011 Campo Eléctrica

Controlador de nivel LC-T2011 Panel Eléctrica Alarma de nivel alto LAH-T2011 Panel Eléctrica Alarma de nivel bajo LAL-T2011 Panel Eléctrica

Transductor intensidad / presión I/P-T2011 Panel Neumática

Válvula de control de nivel LCV-T2011 Campo Neumática



Ítem nº: T-201 APROVADO: Sensor-transmisor de nivel Proyecto nº: 1 Área: 200



Denominación: LT-T2011 Transmite señal a: LC-T2011

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Nitrobenceno Estado: líquido Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 11960.54 Caudal volumétrico (m3/h) 10.8 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 112.6 Densidad (Kg/ m3) 1107 Viscosidad (cP) 0.7691








Ítem nº: T-201 APROVADO: Válvula de control Proyecto nº: 1 Àrea: 200



Denominación: LCV-T2011 Tubería: 1.5”-T-S1-NB-201 Señal de entrada procedente del Controlador: LC-T2011

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Nitrobenceno Líquido: X Gas:

Unidades Máximo Normal Mínimo Caudal másico Kg/h 11960.54 Presión de entrada Bar 1.01 Presión de salida Bar 1.273 Pérdida de carga Bar 0.263 Temperatura ºC 112.6 Densidad Kg/m3 1107 Cv (unidades americanas) Cv calculado: Cv de la válvula: Kv (unidades métricas) Kv calculado(m3/h): 22.17 Kv de la válvula: Cf usadas para los cálculos :










Identificación: P-T2021 a P-T2031

Nombre: Control de presión en los tanques mezcla de hidrógeno recirculado: T-202 y

T-203

- Variable controlada: presión en los tanques mezcla




Al tanque mezcla T-202 y T-203 llega una corriente gaseosa de hidrógeno fresco y una

corriente gaseosa de hidrógeno recirculado proveniente del intercambiador vertical de

condensación. Como se trata de una mezcla gaseosa se instalará un control de presión

para evitar problemas de sobrepresión en el tanque. También, como medida de

seguridad, se han instalado dos alarmas: una de presión alta y otra de presión baja.

Entonces, para controlar la presión en el interior del tanque se manipulará el caudal de

salida mediante una válvula de control de presión.


Denominación Identificación Situación Actuación Sensor / Transmisor de presión PT-T2021 a PT-T2031 Campo Eléctrica

Controlador de presión PC-T2021 a PC-T2031 Panel Eléctrica Alarma de presión alta PAH-T2021 a PAH-T2031 Panel Eléctrica Alarma de presión baja PAL-T2021 a PAL-T2031 Panel Eléctrica


Válvula de control de presión PCV-T2021 a PCV-T2031 Campo Neumática



Ítem nº: T-202 a T-203 APROVADO: Sensor-transmisor

de presión Proyecto nº: 1 Área: 200 Planta: Producción Anilina Diseño: ANITRON Fecha: 17/01/07


Denominación: PT-T2021 a PT-T2031 Transmite señal a: PC-T2021 hasta PC-T2031

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Hidrógeno Estado: gas Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 582.13 Caudal volumétrico (m3/h) 4140.3 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) -98.38 Densidad (Kg/ m3) 0.14


Directa X Acción: Inversa Escala de mesura: 0.1-40 bar Sensibilidad: ±0,4 bar Calibrado: sí Indicador en campo (si/no): no Contador incorporado (si/no): sí Volumen máximo:

DATOS TÉCNICOS Elemento detector : membrana resistiva Material detector: cerámico (Al2O3) Dimensiones: Diámetro de conexión (mm): ½’’ Tipo y norma: DIN IEC 770 Longitud entre conexiones (mm): Conexión al proceso: rosca Condiciones de operación: 100ºC máximo Material juntas: acero inoxidable Medida de las conexiones: Alimentación: Boca nº: Señal de salida: Boca nº: Peso total (kg.):

DATOS DE LA INSTALACIÓN Temperatura ambiente(ºC): 25ºC Mínima: 15ºC Máxima: 30ºC Protección caja de transmisión: Calorifugado del cuerpo: sí Posición: Vertical: X Horizontal: FOTOGRAFIA Soporte: no Distancia al controlador: 10 m. máximo By pass: no Filtro reductor: no Manómetro: no Presión de origen:

MODELO Subministrador: Endress+Hausser (E+H) Modelo: PMC 131 Serie: Cerabar T






Denominación: PCV-T2021 a PCV-T2031 Tubería: 10”-T-S1-H-205 Señal de entrada procedente del Controlador: PC-T2021 hasta PC-T2031

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Hidrógeno Líquido: Gas: X

Unidades Máximo Normal Mínimo Caudal másico Kg/h 582.13 Presión de entrada Bar 1.01 Presión de salida Bar 1.0125 Pérdida de carga Bar 0.0025 Temperatura ºC -98.38 Densidad Kg/m3 0.14 Cv (unidades americanas) Cv calculado: Cv de la válvula: Kv (unidades métricas) Kv calculado(m3/h): 543.9 Kv de la válvula: Cf usadas para los cálculos :

DATOS DE OPERACIÓN Características Todo-nada: Isoporcentual: X El fluido tiende a: Abrir el obturador: X Cerrar el obturador: Actuación: Neumática: X Eléctrica: Alimentación: psi 24 V Hz Boca Nº: Señal de salida: psi 4-20mA Hz Boca Nº: Consumo Señal de entrada Abre: Cierra: Resorte Abre: Cierra: Posición en caso de fallo de la señal Abierta: Cerrada: X Posicionador (si/no): sí Acción: Directa: X Inversa: Comando manual (si/no): sí

DATOS DE CONSTRUCCIÓN Forma del cuerpo : paso recto Material: acero inoxidable Forma del obturador: globo Material: ------ Diámetro de paso: Obturador: Tipos de conexiones: Norma de conexiones: DIN Número de asiento: Grado hermético: 0.01 valor Kvs Diámetro del asiento: Material: ----- Tipo de cierre: Material estopada: ------ Material de juntas: Tapón de purga (si/no): sí Tipo de actuador: Simple efecto: sí Doble efecto: Tipo de posicionador: Simple efecto: sí Doble efecto:


DATOS DE INSTALACIÓN Temperatura ambiente(ºC) : 25 Máxima: Mínima:- Protección n del posicionador i/o actuador: no Calorificado de la válvula: NO Actuador respecto la válvula Vertical: X Horizontal: FOTOGRAFIA Distancia al controlador: Filtro reductor(si/no) : no Manómetro (si/no): no


Modelo:241




Identificación: F-T2022 a F-T2032

Nombre: Control de caudal en los tanques de hidrógeno recirculado: T-202 y T-203

- Variable controlada: caudal de entrada de hidrógeno recirculado

- Variable manipulada: caudal de entrada de hidrógeno fresco



La función de estos tanques es recoger el hidrógeno del alimento (fresco) y el hidrógeno

recirculado procedente del intercambiador vertical de condensación (E-401).

En estos tanques es importante hacer un control de caudal porque una vez establecido el

estado estacionario, el caudal volumétrico de hidrógeno recirculado es mucho mayor

que el de hidrógeno fresco (casi 20 veces superior) y, por tanto, no se necesitará un

caudal tan elevado de hidrógeno fresco como en la puesta en marcha de la planta.

También se puede entender como una medida de seguridad, ya que sino se controlara el

caudal tendríamos problemas de presión en estos tanques debido a los caudales

volumétricos tan elevados que se tendrían.

En este caso el caudal controlado será el caudal de entrada de hidrógeno recirculado y el

caudal manipulado será el caudal de entrada de hidrógeno fresco, que se regulará

mediante una válvula de control de caudal situada en la entrada de los tanques. Se ha



decidido manipular el caudal de hidrógeno fresco porque una vez establecido el estado

estacionario el caudal de recirculado será constante.


Denominación Identificación Situación Actuación Sensor / Transmisor de caudal FT-T2022 a FT-2032 Campo Eléctrica

Controlador de caudal FC-T2022 a FC-T2032 Panel Eléctrica Transductor intensidad / presión I/P-T2022 a I/P-T2032 Panel Neumática

Válvula de control de caudal FCV-T2022 a FCV-T2032 Campo Neumática



Ítem nº: T-202 a T-203 APROVADO: Sensor-transmisor de caudal másico de gas Proyecto nº: 1 Área: 200


Localización: Vila-Seca Hoja:1 De: 1 Pág. nº: DATOS GENERALES

Denominación: FT-T2022 a FT-T2032 Transmite señal a: FC-T2022 hasta FC-T2032

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Hidrógeno Estado: gas Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 611.24 Caudal volumétrico (m3/h) 7790.4 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 40 Densidad (Kg/ m3) 0.078


Directa X Acción: Inversa Campo de medida (SPAIN): 0-15000 Kg/h (gas) Sensibilidad: ±0,2% Calibrado: sí Indicador en campo (si/no): sí Contador incorporado (si/no): no Volumen máximo:

DATOS TÉCNICOS Cuerpo de la unidad sensible: Promass H Material cuerpo: Circonio Dimensiones: Diámetro de conexión (mm): 160 Tipo y norma: DIN 2501 Longitud entre conexiones (mm): Material cabezal: acero inoxidable Condiciones de operación: hasta 200ºC / hasta 100 bar Medida de la caja transmisora i/o indicadora: Medida de las conexiones: Alimentación: Boca nº: Señal de salida: Boca nº: Peso total (kg.):

DATOS DE LA INSTALACIÓN Temperatura ambiente(ºC): 25ºC Mínima: 15ºC Máxima: 30ºC Protección caja de transmisión: Distancia unidad sensible-caja transmisión: 0.5 m. máximo Posición: Vertical: X Horizontal: FOTOGRAFIA Soporte: no Distancia al controlador: 20m. máximo By pass: no Filtro reductor: no Manómetro: sí Presión de origen: sí

MODELO Subministrador: Endress+Hausser (E+H) Modelo: Promass 80 – H Serie: Promass




Planta: Producción Anilina Diseño: ANITRON Fecha: 17/01/07 Localización: Vila-Seca Hoja: De: Pág nº:

DATOS GENERALES Denominación: FCV-T2022 a FCV-T2032 Tubería: 2.5”-T-S1-H-111 Señal de entrada procedente del Controlador: FC-T2022 hasta FC-T2032


Unidades Máximo Normal Mínimo Caudal másico Kg/h 55302 Presión de entrada Bar 1.01 Presión de salida Bar 1.077 Pérdida de carga Bar 0.067 Temperatura ºC -252.8 Densidad Kg/m3 1.207 Cv (unidades americanas) Cv calculado: Cv de la válvula: Kv (unidades métricas) Kv calculado(m3/h): 176.4 Kv de la válvula: Cf usadas para los cálculos :






Modelo:241




Identificación: T-E2011

Nombre: Control de temperatura en el intercambiador de calor de calentamiento de

nitrobenceno: E-201

- Variable controlada: temperatura de salida del fluido de proceso

- Variable manipulada: caudal de entrada de gases de reacción procedentes de los

reactores



Es necesario disponer de un control de temperatura en el intercambiador para poder

modificar la cantidad de calor que se debe transmitir de la corriente de calefacción

(corriente de gases de reacción de salida del reactor) a la corriente de proceso. Esto se

consigue instalando un sensor de temperatura en la corriente de salida del

intercambiador, que enviará una señal al controlador de temperatura para que una

válvula de control actúe sobre el caudal de calefacción; aumentando o disminuyendo así

la cantidad de calor que se transferirá de una corriente a la otra.


Denominación Identificación Situación Actuación Sensor / Transmisor de temperatura TT-E2011 Campo Eléctrica

Controlador de temperatura TC-E2011 Panel Eléctrica Transductor intensidad / presión I/P-E2011 Panel Neumática

Válvula de control de temperatura TCV-E2011 Campo Neumática



Ítem nº: E-201 APROVADO: Sensor-transmisor de temperatura en

líquidos/gases Proyecto nº: 1 Área: 200



Denominación: TT-E2011 Transmite señal a: TC-E2011

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Nitrobenceno Estado: gas Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 11960.54 Caudal volumétrico (m3/h) 3866 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 211.2 Densidad (Kg/ m3) 3.09


Directa X Acción: Inversa Campo de medida (SPAIN): -50ºC-600ºC Sensibilidad: ±0,5ºC Calibrado: sí Indicador en campo (si/no): sí Contador incorporado (si/no): no Volumen máximo:

DATOS TÉCNICOS Cuerpo de la unidad sensible: Termoresistencia atornillable Pt 100 B Material de la unidad sensible: Platino Dimensiones: Diámetro de conexión (mm): 11 Tipo y norma: categoría B Longitud entre conexiones (mm): Material de protección: acero inoxidable Relleno de protección: material cerámico en polvo Condiciones de operación: robusto Medida de las conexiones: Alimentación: Boca nº: Señal de salida: Boca nº: Peso total (kg.):

DATOS DE LA INSTALACIÓN Temperatura ambiente(ºC): 25ºC Mínima: 15ºC Máxima: 30ºC Protección caja de transmisión: Distancia unidad sensible-caja transmisión: 0.5 m. máximo Posición: Vertical: Horizontal: X FOTOGRAFIA Soporte: no Distancia al controlador: 40m. máximo By pass: no Filtro reductor: no Manómetro: no Presión de origen:

MODELO Subministrador: KOBOLD Messring GMBH Modelo: CB416 Serie: TWD



Ítem nº: E-201 APROVADO: Válvula de control Proyecto nº: 1 Àrea: 200


Localización: Vila-Seca Hoja: De: Pág nº:

DATOS GENERALES Denominación: TCV-E2011 Tubería: 3”-T-S2-ALL-302 Señal de entrada procedente del Controlador: TC-E2011

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla gaseosa de: anilina, agua, hidrógeno y nitrobenceno Líquido: Gas: X

Unidades Máximo Normal Mínimo Caudal másico Kg/h 10416.5 Presión de entrada Bar 1.01 Presión de salida Bar 1.68 Pérdida de carga Bar 0.67 Temperatura ºC 307 Densidad Kg/m3 20.1 Cv (unidades americanas) Cv calculado: Cv de la válvula: Kv (unidades métricas) Kv calculado(m3/h): 817.7 Kv de la válvula: Cf usadas para los cálculos :






Modelo:241






hidrógeno: E-202


- Variable manipulada: caudal de gases de salida del intercambiador E-201,

procedentes de los reactores



Es necesario disponer de un control de temperatura en el intercambiador para poder


(corriente de gases de reacción de salida del intercambiador E-201) a la corriente de

proceso. Esto se consigue instalando un sensor de temperatura en la corriente de salida

del intercambiador, que enviará una señal al controlador de temperatura para que una

válvula de control actúe sobre el caudal de calefacción; aumentando o disminuyendo así

la cantidad de calor que se transferirá de una corriente a la otra.












CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Hidrógeno Estado: gas Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 1164.26 Caudal volumétrico (m3/h) 16340 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 73.61 Densidad (Kg/ m3) 0.07085











DATOS GENERALES Denominación: TCV-E2021 Tubería: 2”-T-S2-ALL-303 Señal de entrada procedente del Controlador: TC-E2021


Unidades Máximo Normal Mínimo Caudal másico Kg/h 10416.52 Presión de entrada Bar 40.4 Presión de salida Bar 42.98 Pérdida de carga Bar 2.58 Temperatura ºC 236.9 Densidad Kg/m3 27.07 Cv (unidades americanas) Cv calculado: Cv de la válvula: Kv (unidades métricas) Kv calculado(m3/h): 701.45 Kv de la válvula: Cf usadas para los cálculos :






Modelo:241






nitrobenceno: E-203 (puesta en marcha)


- Variable manipulada: caudal de entrada de gas natural



En primer lugar conviene comentar que el intercambiador de calor E-203 es un “heater”,

un intercambiador de llama directa que utiliza gas natural como fuente de energía, y que

sólo se utiliza para la puesta en marcha de la planta para calentar el nitrobenceno antes

de mezclarse con el hidrógeno.

Entonces, se ha instalado un sistema de control de la temperatura que permita alcanzar

la temperatura deseada en la corriente de salida. Esto se consigue instalando un sensor

de temperatura en la corriente de salida del intercambiador, que enviará una señal al

controlador de temperatura para que una válvula de control actúe sobre el caudal de gas

natural; aumentando o disminuyendo así la cantidad de calor que se transferirá de una

corriente a la otra.












CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Nitrobenceno Estado: gas Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 11960.54 Caudal volumétrico (m3/h) 3865.97 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 211.2 Densidad (Kg/ m3) 3.094










DATOS GENERALES Denominación: TCV-E2031 Tubería: 10”-F-G1-616 Señal de entrada procedente del Controlador: TC-E2031

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Gas natural Líquido: Gas: X

Unidades Máximo Normal Mínimo Caudal másico Kg/h 1468.5 Presión de entrada Bar 1.01 Presión de salida Bar 1.022 Pérdida de carga Bar 0.012 Temperatura ºC 25 Densidad Kg/m3 0.182 Cv (unidades americanas) Cv calculado: Cv de la válvula: Kv (unidades métricas) Kv calculado(m3/h): 1206 Kv de la válvula: Cf usadas para los cálculos :






Modelo:241






hidrógeno: E-204 (puesta en marcha)


- Variable manipulada: caudal de entrada de gas natural



En primer lugar conviene comentar que el intercambiador de calor E-204 es un “heater”,

un intercambiador de llama directa que utiliza gas natural como fuente de energía, y que

sólo se utiliza para la puesta en marcha de la planta para calentar el hidrógeno antes de

mezclarse con el nitrobenceno.

Entonces, se ha instalado un sistema de control de la temperatura que permita alcanzar

la temperatura deseada en la corriente de salida. Esto se consigue instalando un sensor

de temperatura en la corriente de salida del intercambiador, que enviará una señal al

controlador de temperatura para que una válvula de control actúe sobre el caudal de gas

natural; aumentando o disminuyendo así la cantidad de calor que se transferirá de una

corriente a la otra.












CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Hidrógeno Estado: gas Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 1164.26 Caudal volumétrico (m3/h) 16340 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 73.61 Densidad (Kg/ m3) 0.07085










DATOS GENERALES Denominación: TCV-E2041 Tubería: 10”-F-S1-G1-616 Señal de entrada procedente del Controlador: TC-E2041

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Gas natural Líquido: Gas: X

Unidades Máximo Normal Mínimo Caudal másico Kg/h 8068.7 Presión de entrada Bar 1.01 Presión de salida Bar 1.01001 Pérdida de carga Bar 8.7*10-5 Temperatura ºC 25 Densidad Kg/m3 0.182 Cv (unidades americanas) Cv calculado: Cv de la válvula: Kv (unidades métricas) Kv calculado(m3/h): 101.8 Kv de la válvula: Cf usadas para los cálculos :






Modelo:241




Identificación: P-T2041 a P-T2051

Nombre: Control de presión en los tanques mezcla de nitrobenceno e hidrógeno: T-204

y T-205

- Variable controlada: presión en los tanques




A los tanques mezcla T-204 y T-205 llega una corriente de nitrobenceno gas y otra de

hidrógeno gas. Entonces para evitar problemas de sobrepresión en los tanques mezcla y

un correcto funcionamiento de los equipos, se ha instalado un control de presión en los

tanques mezcla. En este caso la variable controlada será la presión en el interior de los

tanques, y se actuará sobre el caudal de salida mediante una válvula de control de

presión situada a la salida de los tanques. También como medida de seguridad, se han

instalado dos alarmas: una de presión alta y otra de presión baja.


Denominación Identificación Situación Actuación Sensor / Transmisor de presión PT-T2041 a PT-T2051 Campo Eléctrica

Controlador de presión PC-T2041 a PC-T2051 Panel Eléctrica Alarma de presión alta PAH-T2041 a PAH-T2051 Panel Eléctrica Alarma de presión baja PAL-T2041 a PAL-T2051 Panel Eléctrica


Válvula de control de presión PCV-T2041 a LCV-T2051 Campo Neumática



Ítem nº: T-204 a T-205 APROVADO: Sensor-transmisor de presión Proyecto nº: 1 Área: 200



Denominación: PT-T2041 a PT-T2051 Transmite señal a: PC-T2041 hasta PC-T2051

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Hidrógeno y nitrobenceno Estado: gas Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 6562.4 Caudal volumétrico (m3/h) 14723.9 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 255 Densidad (Kg/ m3) 0.044











DATOS GENERALES Denominación: PCV-T2041 a PCV-T2051 Tubería: 16”-T-S1-NB+H-208 Señal de entrada procedente del Controlador: PC-T2041 hasta PC-2051

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Hidrógeno y nitrobenceno Líquido: Gas: X

Unidades Máximo Normal Mínimo Caudal másico Kg/h 6562.4 Presión de entrada Bar 1.01 Presión de salida Bar 1.025 Pérdida de carga Bar 0.015 Temperatura ºC 255 Densidad Kg/m3 0.044 Cv (unidades americanas) Cv calculado: Cv de la válvula: Kv (unidades métricas) Kv calculado(m3/h): 3444 Kv de la válvula: Cf usadas para los cálculos :






Modelo:241




Identificación: F-T2042 a F-T2052

Nombre: Control de caudal en los tanques mezcla de nitrobenceno e hidrógeno: T-204

y T-205

- Variable controlada: caudal de entrada de nitrobenceno

- Variable manipulada: caudal de entrada de hidrógeno



En estos tanques mezcla también es importante hacer un control del caudal de entrada,

porque es necesario mantener la proporción correcta de nitrobenceno e hidrógeno en la

entrada del reactor. Hay que tener en cuenta que los caudales de hidrógeno y

nitrobenceno de entrada a los mezcladores no serán siempre constantes porque tenemos

dos recirculaciones de hidrógeno y nitrobenceno.

En este caso el caudal controlado será el caudal de entrada de nitrobenceno y el

manipulado será el de entrada de hidrógeno, que se regulará mediante una válvula de

control de caudal situada en la entrada de los tanques mezcla. Se ha decidido manipular

el caudal de hidrógeno porque es importante que esté en exceso respecto al

nitrobenceno para que la reacción llegue a la conversión deseada del 95%.


Denominación Identificación Situación Actuación Sensor / Transmisor de caudal FT-T2042 a FT-T2052 Campo Eléctrica

Controlador de caudal FC-T2042 a FT-2052 Panel Eléctrica Transductor intensidad / presión I/P-T2042 a I/P-T2052 Panel Neumática

Válvula de control de caudal FCV-T2042 a FCV-T2052 Campo Neumática



Ítem nº: T-204 a T-205 APROVADO: Sensor-transmisor de caudal másico de gas Proyecto nº: 1 Área: 200



Denominación: FT-T2042 a FT-T2052 Transmite señal a: FC-T2042 hasta FC-T2052

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Hidrógeno y nitrobenceno Estado: gas Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 6562.45 Caudal volumétrico (m3/h) 14723.9 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 255 Densidad (Kg/ m3) 0.4457


Directa X Acción: Inversa Campo de medida (SPAIN): 0-15000 Kg/h (gas) Sensibilidad: ±0,2% Calibrado: sí Indicador en campo (si/no): sí Contador incorporado (si/no): no Volumen máximo:

DATOS TÉCNICOS Cuerpo de la unidad sensible: Promass H Material cuerpo: Circonio Dimensiones: Diámetro de conexión (mm): 160 Tipo y norma: DIN 2501 Longitud entre conexiones (mm): Material cabezal: acero inoxidable Condiciones de operación: hasta 200ºC / hasta 100 bar Medida de la caja transmisora i/o indicadora: Medida de las conexiones: Alimentación: Boca nº: Señal de salida: Boca nº: Peso total (kg.):

DATOS DE LA INSTALACIÓN Temperatura ambiente(ºC): 25ºC Mínima: 15ºC Máxima: 30ºC Protección caja de transmisión: Distancia unidad sensible-caja transmisión: 0.5 m. máximo Posición: Vertical: X Horizontal: FOTOGRAFIA Soporte: no Distancia al controlador: 20m. máximo By pass: no Filtro reductor: no Manómetro: sí Presión de origen: sí

MODELO Subministrador: Endress+Hausser (E+H) Modelo: Promass 80 – H Serie: Promass





DATOS GENERALES Denominación: FCV-T2042 a FCV-T2052 Tubería: 14”-T-S1-H-207 Señal de entrada procedente del Controlador: FC-T2042 hasta FC-T2052








Modelo:241



3.3.3. Área 300: Reacción


Identificación: T-R3011 a T-R3021

Nombre: Control de temperatura en los reactores isotermos multitubulares: R-301 y

R-302

- Variable controlada: temperatura en los reactores

- Variable manipulada: caudal de entrada de agua de refrigeración



El reactor ha de operar dentro de un rango óptimo de temperaturas (alrededor de 303ºC)

para mantener el catalizador activo y para impedir que los gases de reacción condensen

en el interior de los tubos. En el caso de estar por debajo de esta temperatura óptima los

gases de reacción podrían condensar y provocar problemas operacionales graves en el

reactor; y si estamos muy por encima, el catalizador perdería actividad y no

obtendríamos la conversión deseada del 95%. Por estos motivos se ha decidido instalar

un lazo de control de temperatura en el reactor isotermo.

Para un correcto control térmico del reactor se medirá la temperatura en distintos puntos

de un tubo interior del reactor, que es donde tiene lugar la reacción y de esta manera

obtener información del perfil de temperaturas a lo largo del reactor. Entonces se elige

el valor máximo de temperatura medido mediante un subastador, se toma este valor

como referencia y se envía una señal al controlador. A partir de la señal recibida se



disminuirá el caudal de agua de refrigeración si la temperatura es demasiado baja, o se

aumentará si la temperatura es demasiado elevada. Esto se realizará mediante una

válvula de control situada a la entrada de la camisa de refrigeración del reactor.

También se han instalado como medidas de seguridad dos alarmas: una de temperatura

alta y una de temperatura baja.


Denominación Identificación Situación Actuación Sensor / Transmisor de temperatura TT-R3011 a TT-R3021 Campo Eléctrica

Controlador de temperatura TC-R3011 a TC-R3021 Panel Eléctrica Alarma de temperatura alta TAH-R3011 a TAH-R3021 Panel Eléctrica Alarma de temperatura baja TAL-R3011 a TAL-R3021 Panel Eléctrica

Transductor intensidad / presión I/P-TR3011 a I/P-R3021 Panel Neumática

Válvula de control de temperatura TCV-R3011 a TCV-R3021 Campo Neumática



Ítem nº: R-301 a R-302 APROVADO: Sensor-transmisor de temperatura en




Denominación: TT-R3011 a TT-R3021 Transmite señal a: TC-R3011 hasta TC-R3021

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de: Hidrógeno, nitrobenceno, anilina y agua Estado: gas Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 5208.26 Caudal volumétrico (m3/h) 259.12 Presión (atm) 40 Temperatura (ºC) 307 Densidad (Kg/ m3) 20.1








Ítem nº: R-301 a R-302 APROVADO: Válvula de control Proyecto nº: 1 Àrea: 300



DATOS GENERALES Denominación: TCV-R3011 a TCV-R3021 Tubería: 6”-F-S1-AD-604 Señal de entrada procedente del Controlador: TC-R3011 a TC-R3021

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Agua de refrigeración Líquido: X Gas:

Unidades Máximo Normal Mínimo Caudal másico Kg/h 128628 Presión de entrada Bar 1.01 Presión de salida Bar 1.1402 Pérdida de carga Bar 0.1302 Temperatura ºC 25 Densidad Kg/m3 1000 Cv (unidades americanas) Cv calculado: Cv de la válvula: Kv (unidades métricas) Kv calculado(m3/h): 354.67 Kv de la válvula: Cf usadas para los cálculos :










Identificación: P-R3012 a P-R3022

Nombre: Control de presión en los reactores isotermos multitubulares: R-301 y R-302

- Variable controlada: presión en los reactores




En los reactores entra una mezcla gaseosa a 40 atmósferas, y durante su paso por el

reactor no se produce casi pérdida de presión. Para evitar problemas operacionales en el

interior del reactor en producirse un cambio brusco de presión, ya que este ha estado

diseñado para trabajar a 42 atmósferas, se ha decidido montar un sistema para controlar

la presión. En este caso se actuará sobre la corriente gaseosa de salida mediante una

válvula de control situada a la salida de los reactores.

Como medidas de seguridad se ha instalado una válvula de sobrepresión en el cabezal

superior de los reactores y un disco de ruptura. La válvula de sobrepresión se abrirá a

presiones superiores a 50 atmósferas y así podremos disminuir la presión en el interior

de los tubos y enviar este corriente gaseoso al incinerador catalítico. En caso de que la

presión aumente de manera descontrolada por el motivo que fuera, también se ha

instalado un disco de ruptura para una sobrepresión determinada (71 atmósferas) que

evitaría una explosión del reactor rompiéndose el disco.




Denominación Identificación Situación Actuación Sensor / Transmisor de presión PT-R3012 a PT-R3022 Campo Eléctrica

Controlador de presión PC-R3012 a PC-R3022 Panel Eléctrica Transductor intensidad / presión I/P-TR3012 a I/P-R3022 Panel Neumática

Válvula de control de presión PCV-R3012 a PCV-R3022 Campo Neumática



Ítem nº: R-301 a R-302 APROVADO: Sensor-transmisor de presión Proyecto nº: 1 Área: 300



Denominación: PT-R3012 a PT-R3022 Transmite señal a: PC-R3012 hasta PC-R3022

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de: hidrógeno, nitrobenceno, anilina y agua Estado: gas Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 5208.26 Caudal volumétrico (m3/h) 259.12 Presión (atm) 40 Temperatura (ºC) 307 Densidad (Kg/ m3) 20.1








Ítem nº: R-301 a R-302 APROVADO: Válvula de control Proyecto nº: 1 Àrea: 300



DATOS GENERALES Denominación: PCV-R3012 a PCV-R3022 Tubería: 3”-T-S2-ALL-302 Señal de entrada procedente del Controlador: PC-R3012 hasta PC-R3022








Modelo:241



3.3.4. Área 400: Separación



Nombre: Control de temperatura en el intercambiador vertical de condensación: E-401

- Variable controlada: temperatura en el intercambiador vertical




La función de este intercambiador vertical es condensar los gases de entrada y eliminar

el hidrógeno gas por la parte superior. Para lograr este objetivo se ha instalado una

camisa de refrigeración en el intercambiador para enfriar la mezcla gaseosa de entrada

hasta condensar el agua, la anilina y el nitrobenceno que no haya reaccionado. Entonces,

para mantener constante la temperatura en la cuál condensan los gases (excepto el

hidrógeno) se ha decidido montar un lazo de control de temperatura en este equipo.

Este lazo de control es de tipo feed-back, en el que se mide la variable de salida

(temperatura del líquido de salida) y la variable manipulada es el caudal de entrada de

agua de refrigeración. De manera que si la temperatura de salida es demasiado elevada

para que condensen los gases (exceptuando el hidrógeno), se aumentaría el caudal de

agua de refrigeración en la camisa; y así nos aseguramos que en la corriente líquida de

salida sólo tendremos agua, anilina y nitrobenceno.





Sensor / Transmisor de temperatura TT-E4011 Campo Eléctrica

Controlador de temperatura TC-E4011 Panel Eléctrica

Transductor intensidad / presión I/P-E4011 Panel Neumática









CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de: nitrobenceno, anilina y agua Estado: líquido Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 9805.28 Caudal volumétrico (m3/h) 10.11 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 90 Densidad (Kg/ m3) 969.3











DATOS GENERALES Denominación: TCV-E4011 Tubería: 3”-F-S1-AD-609 Señal de entrada procedente del Controlador: TC-E4011


Unidades Máximo Normal Mínimo Caudal másico Kg/h 147605 Presión de entrada Bar 1.01 Presión de salida Bar 1.01024 Pérdida de carga Bar 0.00024 Temperatura ºC 20 Densidad Kg/m3 1011.1 Cv (unidades americanas) Cv calculado: Cv de la válvula: Kv (unidades métricas) Kv calculado(m3/h): 88.67 Kv de la válvula: Cf usadas para los cálculos :










Identificación: L-E4012

Nombre: Control de nivel en el intercambiador vertical de condensación: E-401

- Variable controlada: nivel de líquido en el intercambiador vertical

- Variable manipulada: caudal de salida de la mezcla líquida



En este equipo también se ha decidido instalar un sistema de control de nivel para evitar

posibles problemas operacionales en caso de acumulación excesiva de líquido en su

interior. Este control de nivel se realizará mediante una válvula de control situada a la

salida del intercambiador. Además, se ha instalado una alarma de nivel alto y otra de

nivel bajo como medidas de seguridad en caso de fallida del controlador.


Denominación Identificación Situación Actuación Sensor / Transmisor de nivel LT-E4012 Campo Eléctrica

Controlador de nivel LC-E4012 Panel Eléctrica Alarma de nivel alto LAH-E4012 Panel Eléctrica Alarma de nivel bajo LAL-E4012 Panel Eléctrica


Válvula de control de nivel LCV-E4012 Campo Neumática



Ítem nº: E-401 APROVADO: Sensor-transmisor de nivel Proyecto nº: 1 Área: 400



Denominación: LT-E4012 Transmite señal a: LC-E4012

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de: nitrobenceno, hidrógeno y anilina Estado: líquido Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 9805.28 Caudal volumétrico (m3/h) 10.11 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 90 Densidad (Kg/ m3) 969.3 Viscosidad (cP) 0.9523











DATOS GENERALES Denominación: LCV-E4012 Tubería: 2”-T-S1-AZ-403 Señal de entrada procedente del Controlador: LC-E4012

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de: nitrobenceno, agua y anilina Líquido: X Gas:












Nombre: Control de nivel en el tanque de condensados: T-401

- Variable controlada: nivel de líquido en el tanque




La función de este tanque (T-401) es recoger los condensados procedentes del

intercambiador vertical E-401.

Entonces, en este equipo se ha decidido instalar un sistema de control de nivel para

evitar posibles problemas operacionales en caso de acumulación excesiva de líquido en

su interior. Este control de nivel se realizará mediante una válvula de control de caudal

que manipulará la corriente de salida del tanque. Además, se ha instalado una alarma de

nivel alto y otra de nivel bajo como medidas de seguridad en caso de fallida del

controlador.


Denominación Identificación Situación Actuación Sensor / Transmisor de nivel LT-T4011 Campo Eléctrica










CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de: nitrobenceno, agua y anilina Estado: líquido Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 9805.28 Caudal volumétrico (m3/h) 10.11 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 40 Densidad (Kg/ m3) 969.3 Viscosidad (cP) 0.9523











DATOS GENERALES Denominación: LCV-T4011 Tubería: 2”-T-S1-AZ-404 Señal de entrada procedente del Controlador: LC-T4011













Nombre: Control de nivel en el tanque mezcla anterior a decantación: T-405





A este tanque mezcla llega la corriente de salida del tanque de condensados (T-401) y el

destilado de la columna de rectificación de la fase orgánica (C-402); y la función de este

tanque es mezclar las dos corrientes antes de la etapa de decantación.

Entonces, en este equipo se ha decidido instalar un sistema de control de nivel para



que manipulará la corriente de salida del tanque mezcla. Además, se ha instalado una

alarma de nivel alto y otra de nivel bajo como medidas de seguridad en caso de fallida

del controlador.












CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de: nitrobenceno, agua y anilina Estado: líquido Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 12580.32 Caudal volumétrico (m3/h) 12.44 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 40 Densidad (Kg/ m3) 1011 Viscosidad (cP) 5.326











DATOS GENERALES Denominación: LCV-T4051 Tubería: 2.5”-T-S1-AZ-405 Señal de entrada procedente del Controlador: LC-T4051












Identificación: L-S4011 a L-S4031

Nombre: Control de nivel en los decantadores: S-401 hasta S-403

- Variable controlada: nivel de líquido en los decantadores

- Variable manipulada: caudal de salida de la fase orgánica



La función de los decantadores (S-401, S-402 y S-403) es separar por efecto de la

gravedad una fase acuosa que contiene principalmente agua, y una fase orgánica que

contiene principalmente anilina.

Entonces, se ha decidido instalar un sistema de control de nivel en estos equipos para



que manipulará la corriente de salida de la fase orgánica (pesada) del decantador.

Además, se ha instalado una alarma de nivel alto y otra de nivel bajo como medidas de

seguridad en caso de fallida del controlador.


Denominación Identificación Situación Actuación Sensor / Transmisor de nivel LT-S4011 a LT-S4031 Campo Eléctrica

Controlador de nivel LC-S4011 a LC-S4031 Panel Eléctrica Alarma de nivel alto LAH-S4011 a LAH-S4031 Panel Eléctrica Alarma de nivel bajo LAL-S4011 a LAL-S4031 Panel Eléctrica

Transductor intensidad / presión I/P-S4011 a I/P-S4031 Panel Neumática

Válvula de control de nivel LCV-S4011 a LCV-S4031 Campo Neumática



Ítem nº: S-401 a S-403 APROVADO: Sensor-transmisor de nivel Proyecto nº: 1 Área: 400



Denominación: LT-S4011 a LT-S4031 Transmite señal a: LC-S4011 hasta LC-S4031









Ítem nº: S-401 a S-403 APROVADO: Válvula de control Proyecto nº: 1 Àrea: 400



DATOS GENERALES Denominación: LCV-S4011 a LCV-S4031 Tubería: 1”-T-S1-AZ-409 Señal de entrada procedente del Controlador: LC-S4011 hasta LC-S4031













Nombre: Control de temperatura en el intercambiador: E-403 (intercambiador previo a

la columna de rectificación de la fase acuosa, C-401)


- Variable manipulada: caudal de entrada de vapor de agua



La función de este intercambiador (E-403) es calentar la mezcla líquida de entrada antes

de la columna de rectificación de la fase acuosa, C-401.

Entonces, es necesario disponer de un control de temperatura en este intercambiador

para poder modificar la cantidad de calor que se debe transmitir de la corriente de

calefacción (vapor de agua) a la corriente de proceso. Esto se consigue instalando un

sensor de temperatura en la corriente de salida del intercambiador que enviará una señal

al controlador de temperatura para que una válvula de control de caudal actúe sobre el

caudal de vapor de agua, aumentando o disminuyendo así la cantidad de calor que se

transferirá de una corriente a la otra.














CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de: nitrobenceno, anilina y agua Estado: líquido Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 2775.44 Caudal volumétrico (m3/h) 2.915 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 98 Densidad (Kg/ m3) 952











DATOS GENERALES Denominación: TCV-E4031 Tubería: 8”-F-S2-V-605 Señal de entrada procedente del Controlador: TC-E4031

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Vapor de agua Líquido: Gas: X







Modelo:241






la columna de rectificación de la fase orgánica, C-402)


- Variable manipulada: caudal de entrada de vapor de agua



La función de este intercambiador (E-404) es calentar la mezcla líquida de entrada antes

de la columna de rectificación de la fase orgánica, C-402.



























Modelo:241




Identificación: T-C4011

Nombre: Control de temperatura en la columna de rectificación de la fase acuosa:

C-401

- Variable controlada: temperatura de cabezas

- Variable manipulada: caudal de reflujo a la columna



En primer lugar cal comentar que esta columna (C-401), es la columna de rectificación

de la fase acuosa que proviene de los decantadores (S-401, S-402 y S-403); y que

contiene principalmente agua y un poco de anilina y nitrobenceno.

La función de esta columna es eliminar sólo agua por colas (residuo), y por cabezas

(destilado) una mezcla de agua, anilina y nitrobenceno que es recirculada al tanque

mezcla T-405, anterior a los decantadores.

A lo largo de toda la altura de la columna tendremos un perfil de temperaturas, siendo

mayor la temperatura en la parte inferior (colas) y menor a medida que aumenta la

altura. Entonces, para conseguir la separación deseada de los diferentes componentes se

ha decidido instalar un sistema de control de temperatura. En las columnas de

rectificación el parámetro que determina una buena separación es la temperatura.

Para mantener la temperatura controlada se colocará un sensor térmico en la parte

superior de la columna y según el valor de esta se actuará sobre el reflujo que vuelve a

la columna mediante una válvula de control de caudal. Si la temperatura en la columna



aumenta por encima del set-point fijado, la válvula deja pasar un caudal de reflujo

mayor. De esta manera enfriamos el fluido de cabezas, la columna se enriquece en el

componente ligero y disminuye el punto de ebullición de la mezcla. En caso contrario,

si la temperatura es demasiado baja, la válvula se cerraría disminuyendo el caudal de

reflujo, y por tanto, enfriando menos.



Sensor / Transmisor de temperatura TT-C4011 Campo Eléctrica

Controlador de temperatura TC-C4011 Panel Eléctrica

Transductor intensidad / presión I/P-C4011 Panel Neumática

Válvula de control de temperatura TCV-C4011 Campo Neumática



Ítem nº: C-401 APROVADO: Sensor-transmisor de temperatura en




Denominación: TT-C4011 Transmite señal a: TC-C4011









Ítem nº: C-401 APROVADO: Válvula de control Proyecto nº: 1 Àrea: 400


DATOS GENERALES Denominación: TCV-C4011 Tubería: 1” de diámetro Señal de entrada procedente del Controlador: TC-C4011












Identificación: L-C4012

Nombre: Control de nivel en la columna de rectificación de la fase acuosa: C-401

- Variable controlada: nivel de líquido en la columna

- Variable manipulada: caudal de salida por colas (residuo)



En las columnas de rectificación es importante mantener el nivel adecuado de la fase

líquida enriquecida en el componente más pesado para interaccionar con el vapor y

también para evitar posibles problemas de sobrepresión en las columnas.

Este control de nivel se realizará mediante un sensor de nivel que enviará una señal al

controlador para que actúe sobre la corriente de salida por colas de la columna. Si no

hay suficiente nivel de líquido en la columna, la válvula de control disminuirá el caudal

de salida por colas para que se vaya acumulando más líquido en el fondo de la columna.

En caso contrario, si el transmisor detecta un exceso de líquido en la columna el

controlador abrirá más la válvula de control dejando pasar más caudal y vaciando así la

columna. Además, se ha instalado una alarma de nivel alto y otra de nivel bajo como

medidas de seguridad en caso de fallida del controlador.




Denominación Identificación Situación Actuación Sensor / Transmisor de nivel LT-C4012 Campo Eléctrica

Controlador de nivel LC-C4012 Panel Eléctrica Alarma de nivel alto LAH-C4012 Panel Eléctrica Alarma de nivel bajo LAL-C4012 Panel Eléctrica


Válvula de control de nivel LCV-C4012 Campo Neumática



Ítem nº: C-401 APROVADO: Sensor-transmisor de nivel Proyecto nº: 1 Área: 400



Denominación: LT-C4012 Transmite señal a: LC-C4012












DATOS GENERALES Denominación: LCV-C4012 Tubería: 0.5”-T-S1-AP-412 Señal de entrada procedente del Controlador: LC-C4012

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Agua Líquido: X Gas:












Nombre: Control de temperatura en el reboiler de la columna de rectificación de la fase

acuosa: E-406


- Variable manipulada: caudal de entrada vapor de agua



La función de este equipo es evaporar la mezcla líquida de entrada para producir vapor,

y así poder separar los distintos componentes de la mezcla mediante un proceso de

rectificación.

Es necesario disponer de un control de temperatura en este intercambiador para poder


(vapor de agua) a la corriente de proceso. Esto se consigue instalando un sensor de

temperatura en la corriente de salida del intercambiador que enviará una señal al

controlador de temperatura para que una válvula de control de caudal actúe sobre el

caudal de calefacción, aumentando o disminuyendo así la cantidad de calor que se




















Modelo:241





Nombre: Control de nivel en el reboiler de la columna de rectificación de la fase

acuosa: E-406

- Variable controlada: nivel de líquido en el recipiente






rectificación.

En este equipo se ha decidido instalar un sistema de control de nivel para evitar posibles

problemas operacionales en caso de acumulación excesiva de líquido en su interior. Este

control de nivel se realizará mediante una válvula de control de caudal que manipulará

la corriente de salida del recipiente. Además, se ha instalado una alarma de nivel alto y

otra de nivel bajo como medidas de seguridad en caso de fallida del controlador.



Sensor / Transmisor de nivel LT-E4062 Campo Eléctrica








DATOS GENERALES Denominación: LCV-E4062 Tubería: 2”-T-S1-AZ-411 Señal de entrada procedente del Controlador: LC-E4062













Nombre: Control de temperatura en el condensador de la columna de rectificación de la

fase acuosa: E-408





La función de este equipo es condensar la mezcla gaseosa que tenemos en la parte

superior de la columna hacia el tanque de condensados de la columna C-401.


modificar la cantidad de calor que se debe transmitir de la corriente de refrigeración

(agua de refrigeración) a la corriente de proceso. Esto se consigue instalando un sensor

de temperatura en la corriente de salida del intercambiador que enviará una señal al

















CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de: nitrobenceno, anilina y agua Estado: gas Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 2775.44 Caudal volumétrico (m3/h) 2.915 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 98 Densidad (Kg/ m3) 952











DATOS GENERALES Denominación: TCV-E4081 Tubería: Señal de entrada procedente del Controlador: TC-E4081













Nombre: Control de nivel en el tanque de condensados de la columna de rectificación

de la fase acuosa: T-406





La función de este tanque es recoger los condensados del intercambiador E-408 de la

columna de rectificación de la fase acuosa (C-401).















DATOS GENERALES Denominación: LCV-T4061 Tubería: 1” de diámetro Señal de entrada procedente del Controlador: LC-T4061













Nombre: Control de nivel en el tanque de agua de la columna de rectificación de la fase

acuosa: T-402


- Variable manipulada: caudal de salida de agua



La función de este tanque es recoger el caudal de residuo (agua) de la columna de

rectificación de la fase acuosa (C-401).

En este equipo se ha decidido instalar un sistema de control de nivel para evitar


interior. Este control de nivel se realizará mediante una válvula de control de caudal que

manipulará la corriente de salida del recipiente. Además, se ha instalado una alarma de


controlador.












CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Agua Estado: líquido Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 662.235 Caudal volumétrico (m3/h) 0.698 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 100 Densidad (Kg/ m3) 948.7 Viscosidad (cP) 0.012











DATOS GENERALES Denominación: LCV-T4021 Tubería: 1”-T-S1-AP-413 Señal de entrada procedente del Controlador: LC-T4021

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Agua Líquido: X Gas:












Nombre: Control de temperatura en la columna de rectificación de la fase orgánica:

C-402





En primer lugar cal comentar que esta columna (C-402), es la columna de rectificación

de la fase orgánica que proviene de los decantadores (S-401, S-402 y S-403); y que

contiene principalmente anilina y un poco de agua y nitrobenceno.

Entonces, con esta columna de rectificación obtenemos un residuo que contiene

principalmente anilina y un poco de nitrobenceno; y un destilado que es recirculado al

tanque T-404 (tanque mezcla azeótropos) que contiene mayoritariamente agua y un

poco de anilina.










Ítem nº: C-402 APROVADO: Sensor-transmisor de temperatura en















Nombre: Control de nivel en la columna de rectificación de la fase orgánica: C-402





















DATOS GENERALES Denominación: LCV-C4022 Tubería: 2”-T-S1-NB+AN-418 Señal de entrada procedente del Controlador: LC-C4022













Nombre: Control de temperatura en el reboiler de la columna de rectificación de la fase

acuosa: E-407


- Variable manipulada: caudal de entrada vapor de agua





rectificación.



























Modelo:241





Nombre: Control de nivel en el reboiler de la columna de rectificación de la fase

orgánica: E-407







rectificación.








Controlador de nivel LC-E4072 Panel Eléctrica

Alarma de nivel alto LAH-E4072 Panel Eléctrica

Alarma de nivel bajo LAL-E4072 Panel Eléctrica








DATOS GENERALES Denominación: LCV-E4071 Tubería: Señal de entrada procedente del Controlador: LC-E4071













Nombre: Control de temperatura en el condensador de la columna de rectificación de la

fase orgánica: E-409


- Variable manipulada: caudal de entrada agua de refrigeración

























CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de: nitrobenceno, anilina y agua Estado: gas Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 9804.87 Caudal volumétrico (m3/h) 10.195 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 98 Densidad (Kg/ m3) 961.7










Nombre: Control de nivel en el tanque de condensados de rectificación de la fase

orgánica: T-407






columna de rectificación de la fase orgánica (C-402).

















CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de: nitrobenceno, agua y anilina Estado: líquido Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 766.81 Caudal volumétrico (m3/h) 0.81 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 98.96 Densidad (Kg/ m3) 950.8 Viscosidad (cP) 0.3626










DATOS GENERALES Denominación: LCV-T4071 Tubería: Señal de entrada procedente del Controlador: LC-T4071













Nombre: Control de nivel en el tanque de anilina y nitrobenceno de la columna de

rectificación de la fase orgánica: T-403





La función de este tanque es recoger el caudal de residuo (mezcla de anilina y

nitrobenceno) de la columna de rectificación de la fase orgánica (C-402).

En este equipo se ha decidido instalar un sistema de control de nivel para evitar





controlador.












CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de: nitrobenceno y anilina Estado: líquido Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 9041.5 Caudal volumétrico (m3/h) 10.23 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 183.6 Densidad (Kg/ m3) 883.6 Viscosidad (cP) 0.3285











DATOS GENERALES Denominación: LCV-T4031 Tubería: 2”-T-S1-NB+AN-501 Señal de entrada procedente del Controlador: LC-T4031

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de: nitrobenceno y anilina Líquido: X Gas:












Nombre: Control de nivel en el tanque mezcla de los azeótropos: T-404





La función de este tanque es recoger las corrientes azeotrópicas, es decir, los caudales

de destilado de las columnas de rectificación de la fase acuosa y de la fase orgánica. A

continuación, la corriente de proceso es recirculada al tanque previo a los decantadores

(T-405).

En este equipo (T-404) se ha decidido instalar un sistema de control de nivel para evitar





controlador.












CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de: nitrobenceno, agua y anilina Estado: líquido Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 2789.94 Caudal volumétrico (m3/h) 2.93 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 99.17 Densidad (Kg/ m3) 951.3 Viscosidad (cP) 0.3054











DATOS GENERALES Denominación: LCV-T4041 Tubería: Señal de entrada procedente del Controlador: LC-T4041













Nombre: Control de temperatura en el intercambiador de calor de recirculación de los

azeótropos: E-405





La función de este equipo es enfriar la mezcla de proceso antes de entrar en el tanque de

condensados del intercambiador de calor vertical de condensación E-401.
















Ítem nº: E-405 APROVADO: Sensor-transmisor

de temperatura en líquidos/gases Proyecto nº: 1 Área: 400












3.3.5. Área 500: Purificación



Nombre: Control de temperatura en la columna de rectificación al vacío: C-501





En primer lugar cal comentar que esta columna de rectificación (C-501) trabaja

prácticamente al vacío (0.26 atm).

La función de esta columna es purificar (destilar) la corriente de entrada para obtener un

destilado rico en anilina y un residuo rico en nitrobenceno, que es recirculado al tanque

de nitrobenceno recirculado T-201.











Ítem nº: C-501 APROVADO: Sensor-transmisor

de temperatura en líquidos/gases Proyecto nº: 1 Área: 500




CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de: nitrobenceno y anilina Estado: líquido Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 9041.48 Caudal volumétrico (m3/h) 12452.11 Presión (atm) 0.26 Temperatura (ºC) 140 Densidad (Kg/ m3) 0.7261










Nombre: Control de nivel en la columna de rectificación al vacío: C-501






















CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de anilina y nitrobenceno Estado: líquido Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 9041.48 Caudal volumétrico (m3/h) 12452.11 Presión (atm) 0.26 Temperatura (ºC) 140 Densidad (Kg/ m3) 0.7261 Viscosidad (cP) 0.0079











DATOS GENERALES Denominación: LCV-C5012 Tubería: 1”-T-S1-NB-504 Señal de entrada procedente del Controlador: LC-C5012












Identificación: P-C5013

Nombre: Control de presión en la columna de rectificación al vacío: C-501

- Variable controlada: presión de cabezas

- Variable manipulada: caudal de by pass del anillo líquido



La columna C-501 trabaja prácticamente al vacío (0.26 atm), y por este motivo es

importante controlar la presión en columna.

El lace de control consistirá en mesurar la presión en la parte superior de la columna

(cabezas). Entonces, la válvula de control actuará sobre la corriente de by-pass que está

sobre la bomba de vacío, y que forma parte del anillo líquido; de esta manera se podrá

regular la presión en la columna.

En el caso que se quiera aumentar la presión, la válvula de control se abrirá para dejar

pasar más líquido por el by-pass, y así la bomba no aspirará tanto. En caso contrario, si

se quiere disminuir la presión, la válvula se cerrará, el caudal de by-pass disminuirá y la

bomba hará más vacío.


Denominación Identificación Situación Actuación Sensor / Transmisor de presión PT-C5013 Campo Eléctrica

Controlador de presión PC-C5013 Panel Eléctrica Transductor intensidad / presión I/P-C5013 Panel Neumática

Válvula de control de presión PCV-C5013 Campo Neumática



Ítem nº: C-501 APROVADO: Sensor-transmisor

de presión Proyecto nº: 1 Área: 500 Planta: Producción Anilina Diseño: ANITRON Fecha: 17/01/07


Denominación: PT-C5013 Transmite señal a: PC-C5013

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de: nitrobenceno y anilina Estado: gas Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 9041.48 Caudal volumétrico (m3/h) 12452.11 Presión (atm) 0.26 Temperatura (ºC) 140 Densidad (Kg/ m3) 0.7261











DATOS GENERALES Denominación: TCV-C5013 Tubería: 3”-T-S1-AN-514 Señal de entrada procedente del Controlador: TC-C5013

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Anilina Líquido: Gas: X







Modelo:241





Nombre: Control de temperatura en el reboiler de la columna de rectificación al vacío:

E-502


- Variable manipulada: caudal entrada de vapor de agua





rectificación.





















CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de: nitrobenceno y anilina Estado: gas Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 259.68 Caudal volumétrico (m3/h) 0.25 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 151.4 Densidad (Kg/ m3) 1054



















Modelo:241





Nombre: Control de nivel en el reboiler de la columna de rectificación al vacío: E-502







rectificación.

















CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de anilina y nitrobenceno Estado: líquido Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 9041.48 Caudal volumétrico (m3/h) 12452.11 Presión (atm) 0.26 Temperatura (ºC) 140 Densidad (Kg/ m3) 0.7261 Viscosidad (cP) 0.0079











DATOS GENERALES Denominación: LCV-E5022 Tubería: 1”-T-S1-NB-504 Señal de entrada procedente del Controlador: LC-E5022













Nombre: Control de temperatura en el condensador de la columna de rectificación al

vacío: E-503



























CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de: nitrobenceno y anilina Estado: gas Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 8781.8 Caudal volumétrico (m3/h) 9.52 Presión (atm) 0.26 Temperatura (ºC) 140 Densidad (Kg/ m3) 922










Nombre: Control de nivel en el tanque de condensados de la columna de rectificación

al vacío: T-501






columna de rectificación al vacío (C-501).








Controlador de nivel LC-T5011 Panel Eléctrica

Alarma de nivel alto LAH-T5011 Panel Eléctrica

Alarma de nivel bajo LAL-T5011 Panel Eléctrica









CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de: nitrobenceno y anilina Estado: líquido Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 8781.8 Caudal volumétrico (m3/h) 9.52 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 140 Densidad (Kg/ m3) 922 Viscosidad (cP) 0.26











DATOS GENERALES Denominación: LCV-T5011 Tubería: 2”-T-S1-AN-506 Señal de entrada procedente del Controlador: LC-T5011














la columna de rectificación al vacío, C-501)





La función de este intercambiador (E-501) es enfriar la mezcla líquida de entrada antes

de la columna de rectificación al vacío, C-501.





















CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Mezcla de: nitrobenceno y anilina Estado: líquido Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 9041.48 Caudal volumétrico (m3/h) 12452.11 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 140 Densidad (Kg/ m3) 0.7261








3.3.6. Área 600: Servicios


Identificación: L-TR6011 a L-TR6041

Nombre: Control de nivel en las torres de refrigeración: TR-601 hasta TR-604

- Variable controlada: nivel de líquido en la torre

- Variable manipulada: caudal de entrada de agua



La función de las torres de refrigeración es enfriar el agua obtenida durante el proceso

para reutilizarla para enfriar equipos de proceso como por ejemplo, los intercambiadores

de calor.

En las torres de refrigeración también es importante instalar un sistema de control de

nivel para evitar posibles problemas operacionales en caso de acumulación excesiva de

líquido en su interior. Este control de nivel se realizará mediante una válvula de control

de caudal que manipulará la corriente de entrada de agua a refrigerar en la torre.

Además, se ha instalado una alarma de nivel alto y otra de nivel bajo como medidas de

seguridad en caso de fallida del controlador.




Denominación Identificación Situación Actuación Sensor / Transmisor de nivel LT-TR6011 a LT-TR6041 Campo Eléctrica

Controlador de nivel LC-TR6011 a LC-TR6041 Panel Eléctrica Alarma de nivel alto LAH-TR6011 a LAH-TR6041 Panel Eléctrica Alarma de nivel bajo LAL-TR6011 a LAL-TR6041 Panel Eléctrica

Transductor intensidad / presión I/P-TR6011 a I/P-TR6041 Panel Neumática

Válvula de control de nivel LCV-TR6011 a LCV-TR6014 Campo Neumática



Ítem nº: TR-601 a TR-604 APROVADO: Sensor-transmisor de nivel Proyecto nº: 1 Área: 600



Denominación: LT-TR6011 a LT-TR6041 Transmite señal a: LC-TR6011 hasta LC-TR-6041

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Agua de refrigeración Estado: líquido Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 150000 Caudal volumétrico (m3/h) 150 Presión (atm) 1 Temperatura (ºC) 25 Densidad (Kg/ m3) 1000 Viscosidad (cP) 0.8904








Ítem nº: TR-601 a TR-604 APROVADO: Válvula de control Proyecto nº: 1 Àrea: 600



DATOS GENERALES Denominación: LCV-TR6011 a LCV-TR6041 Tubería: 6”-F-S1-AD-613 Señal de entrada procedente del Controlador: LC-TR6011 hasta LC-TR6041

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Agua de refrigeracón Líquido: X Gas:












Nombre: Control de nivel en los tanques de agua fría: T-601 hasta T-603

- Variable controlada: nivel en los tanques




En estos equipos se ha decidido instalar un sistema de control de nivel para evitar



manipulará la corriente de salida de los tanques. Además, se ha instalado una alarma de


controlador.











Denominación: LT-T6011 a LT-T6031 Transmite señal a: LC-T6011 hasta LC-T6031

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Agua fría Estado: líquido Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 150000 Caudal volumétrico (m3/h) 150 Presión (atm) 1.01 Temperatura (ºC) 25 Densidad (Kg/ m3) 1000 Viscosidad (cP) 0.8904











DATOS GENERALES Denominación: LCV-T6011 a LCV-T6031 Tubería: 6”-F-S1-AD-602 Señal de entrada procedente del Controlador: LC-T6011 hasta LC-6031

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Agua fría Líquido: X Gas:












Nombre: Control de nivel en los tanques de agua caliente: T-604 hasta T-606

- Variable controlada: nivel en los tanques




En estos equipos se ha decidido instalar un sistema de control de nivel para evitar



manipulará la corriente de salida de los tanques. Además, se ha instalado una alarma de


controlador.











Denominación: LT-T6041 a LT-T6061 Transmite señal a: LC-T6041 hasta LC-T6061

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Agua caliente Estado: líquido Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 147000 Caudal volumétrico (m3/h) 150 Presión (atm) 1.01 Temperatura (ºC) 65 Densidad (Kg/ m3) 980 Viscosidad (cP) 0.4298











DATOS GENERALES Denominación: LCV-T6041 a LCV-T6061 Tubería: 6”-F-S1-AD-611 Señal de entrada procedente del Controlador: LC-T6041 hasta LC-6061

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Agua caliente Líquido: X Gas:











Identificación: F-TB6011

Nombre: Control de caudal en la tubería: TB- 601 (6”-F-S1-AR-601)

- Variable controlada: caudal de agua de red recirculada

- Variable manipulada: caudal de agua de red de alimentación



La función de este lazo de control es compensar las pérdidas de agua que puedan haber

durante el proceso de operación.

En este caso el caudal controlado será el caudal de agua de red recirculada y el caudal

manipulado será el caudal de agua de red de alimentación, que se regulará mediante una

válvula de control de caudal situada en la tubería TB-601 (6”-F-S1-AR-601). Se ha

decidido manipular el caudal de agua de red de alimentación porque una vez establecido

el estado estacionario el caudal de recirculado será constante.


Denominación Identificación Situación Actuación Sensor / Transmisor de caudal FT-TB6011 Campo Eléctrica

Controlador de caudal FC-TB6011 Panel Eléctrica Transductor intensidad / presión I/P-TB6011 Panel Neumática

Válvula de control de caudal FCV-TB6011 Campo Neumática



Ítem nº: TB-601 APROVADO: Sensor-transmisor de caudal de líquido Proyecto nº: 1 Área: 600



Denominación: FT-TB6011 Transmite señal a: FC-TB6011

CONDICIONES DE SERVICIO Fluido: Agua de refrigeración Estado: líquido Máximo Normal Mínimo Caudal másico (Kg/h) 150000 Caudal volumétrico (m3/h) 150 Presión (atm) 1.01 Temperatura (ºC) 25 Densidad (Kg/ m3) 1000

DATOS DE OPERACIÓN Actuación: Neumática: Eléctrica: X Alimentación: 24 V Boca nº: Señal de salida: 4-20 mA analógica Boca nº:

Directa X Acción: Inversa Campo de medida (SPAIN): 4-600 mbar y 85000-130000 kg/h Sensibilidad: ±1% Calibrado: sí Indicador en campo (si/no): sí Método de medida: presión diferencial (plato de orificio) Volumen máximo:

DATOS TÉCNICOS Cuerpo de la unidad sensible: orificio+extensión de tubería Material cuerpo: Acero inoxidable Diámetro de conexión (mm): diámetro tubería Tipo y norma: DIN 1952 Material juntas: Acero inoxidable Material cabezal: acero inoxidable Condiciones de operación: hasta 100ºC / hasta 160 bar Medida de la caja transmisora i/o indicadora: Medida de las conexiones: Alimentación: Boca nº: Señal de salida: Boca nº: Peso total (kg.):

DATOS DE LA INSTALACIÓN Temperatura ambiente(ºC): 25ºC Mínima: 15ºC Máxima: 30ºC Protección caja de transmisión: 0.5 m. máximo Distancia unidad sensible-caja transmisión: 60 m. máximo Posición: Vertical: Horizontal: X FOTOGRAFIA Soporte: no Distancia al controlador: Filtro reductor: no Manómetro: sí Presión de origen: no

MODELO Subministrador: Endress+Hausser (E+H) Modelo: DPO 15E Serie: Deltatop



Ítem nº: TB-601 APROVADO: Válvula de control Proyecto nº: 1 Àrea: 600



DATOS GENERALES Denominación: LCV-TB6011 Tubería: Señal de entrada procedente del Controlador: LC-TB6011


Unidades Máximo Normal Mínimo Caudal másico Kg/h 150000 Presión de entrada Bar 1.01 Presión de salida Bar 1.01 Pérdida de carga Bar 1.189 Temperatura ºC 0.179 Densidad Kg/m3 1000 Cv (unidades americanas) Cv calculado: Cv de la válvula: Kv (unidades métricas) Kv calculado(m3/h): 354.7 Kv de la válvula: Cf usadas para los cálculos :









3.4. VÁLVULAS DE CONTROL 3.4.1. Dimensionamiento de válvulas de control

Las válvulas son los elementos finales más utilizados, y por ello les dedicaremos una

atención especial en cuanto al diseño.

Hay de numerosos tipos, según el tamaño y las características de la regulación que

llevan a cabo. En nuestra planta se han utilizado válvulas de control automáticas de

acción neumática.

El diseño de las válvulas consiste principalmente en la elección de los coeficientes de

caudal Kvs y Cv, y el tamaño de la válvula (diámetro nominal). Estos son los

parámetros que presentan los fabricantes para la elección de las válvulas.

Definición de los parámetros característicos de una válvula de control

- El Kv es el caudal de agua en m3/h a una temperatura entre 5 y 30ºC que con una

pérdida de presión de 1 bar fluye a través de una válvula con cualquier obertura.

- El Kvs es el valor que representa el Kv previsto para una obertura teórica de la

válvula del 100%.

- El Cv, se define como el caudal de agua en galones USA por minuto que con

una pérdida de presión de 1 psi fluye a través de la válvula totalmente abierta.

La única diferencia entre el Kvs y el Cv son únicamente las unidades. Por tanto, se

pueden relacionar de la siguiente manera:

Kvs = 0.86 * Cv



Elección de una válvula de control

Antes de elegir los parámetros de la válvula es necesario hacer un cálculo previo a partir

de los valores de:

- caudal

- caída de presión en la válvula

- propiedades del fluido

Este cálculo se lleva a cabo utilizando el caudal de operación, sin embargo los

coeficientes que aparecen en los catálogos corresponden al caudal máximo que puede

pasar. Esta diferencia entre el caudal para realizar los cálculos y el caudal de la

especificación de la válvula, se soluciona seleccionando el tamaño de válvula que

presenta el coeficiente de caudal más próximo por exceso, de los que aparecen en el

catálogo.

Ecuaciones

El cálculo de Kv se hará utilizando las propiedades del fluido y el diámetro de la

conducción donde se situará la válvula de control.

Primero de todo se ha de especificar la pérdida de carga que habrá en la válvula:

gvkev *2

* 2

=

Donde,

v : velocidad del fluido (m/s)

g : la aceleración de la gravedad = 9.8 m/s2

k : constante de la válvula, relacionada con el factor de expansión de la válvula. En

nuestro caso k toma valores entre 6.5 y 7.2, y nosotros escogimos el valor de k = 6.8.

ev : pérdida de carga (m)



A partir del caudal másico, la densidad y el diámetro de la conducción se puede calcular

la velocidad del fluido a través de la válvula

2*4

D

Wvπ

ρ=

Donde,

v : velocidad del fluido (m/s)

W : caudal másico (kg/h)

ρ : densidad del fluido (kg/m3)

D : diámetro de la conducción (m)

Con estas ecuaciones se transforma la ecuación de la pérdida de carga:

2

2

*2

*4

*

g

D

Wk

ev

⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

=

πρ

Dado que se trabaja con bar o con atm conviene transformar las unidades de la ecuación

de la pérdida de presión; obteniendo la siguiente ecuación:

410*013.1*ρve

P =Δ

Donde,

ΔP : pérdida de presión (bar)

ev : pérdida de carga (m)


1.013*104 kg/m2 = 1 bar



Una vez se ha calculado la pérdida de carga en la válvula se podrá calcular el valor de

Kv teniendo en cuenta si se trabaja con líquidos o con gases.

- Para líquidos (L):

ρP

QKvΔ

=*1000

Donde,

Kv (m3/h)

Q : caudal volumétrico (m3/h)

ΔP : pérdida de carga en la válvula (bar)


- Para gases (G):

ρ***42.1 1PmWKv =

Donde,

Kv (m3/h)

W : caudal másico (Kg/h)

P1 : presión en la entrada de la válvula (bar)

ρ : densidad del fluido en la entrada de la válvula (Kg/m3)

m : factor que es función de P1/P2. Se utiliza m = 0.2, aproximando en todas las válvulas

P1/P2 ≈ 1.



- Para vapor de agua (V):

ZmWKv*

=

Donde,

Kv (m3/h)

W : caudal másico (Kg/h)

m : factor que es función de P1/P2. Se utiliza m = 0.2, aproximando en todas las válvulas

P1/P2 ≈ 1.

Z: factor que es función de P1 y de la temperatura del vapor de agua. Se determina a

partir de la siguiente tabla de valores:



3.4.2. Tablas de válvulas de control

Área 100:

Válvula D (pulgadas) D (m) G/L/V Densidad (Kg/m3) Q (m3/h) v (m/h) v (m/s) ev (m) Δp (bar) Kv ( m3/h) W (Kg/h) LCV-T1011 1,5 0,0381 L 1110 10,54 9249,558485 2,569321801 2,29028667 0,250959349 22,1666677 11699,4 LCV-T1021 1,5 0,0381 L 1110 10,54 9249,558485 2,569321801 2,29028667 0,250959349 22,1666677 11699,4 LCV-T1031 1,5 0,0381 L 1110 10,54 9249,558485 2,569321801 2,29028667 0,250959349 22,1666677 11699,4 LCV-T1041 1,5 0,0381 L 1110 10,54 9249,558485 2,569321801 2,29028667 0,250959349 22,1666677 11699,4 LCV-T1051 1,5 0,0381 L 1110 10,54 9249,558485 2,569321801 2,29028667 0,250959349 22,1666677 11699,4 LCV-T1061 2 0,0508 L 992 9,52 4699,372456 1,305381238 0,591190673 0,057893499 39,40740925 9443,84 LCV-T1071 2 0,0508 L 992 9,52 4699,372456 1,305381238 0,591190673 0,057893499 39,40740925 9443,84 LCV-T1081 2 0,0508 L 992 9,52 4699,372456 1,305381238 0,591190673 0,057893499 39,40740925 9443,84 LCV-T1091 2 0,0508 L 992 9,52 4699,372456 1,305381238 0,591190673 0,057893499 39,40740925 9443,84 LCV-T1101 2 0,0508 L 992 9,52 4699,372456 1,305381238 0,591190673 0,057893499 39,40740925 9443,84



Área 200:

Válvula D (pulgadas) D(m) G/L/V Densidad (Kg/m3) Q (m3/h) v (m/h) v (m/s) ev (m) Δp (bar) Kv ( m3/h) W(Kg/h) LCV-TR6011 6 0,1524 L 1000 150 8227,197 2,2853 1,81197 0,178872 354,67 150000 LCV-TR6012 6 0,1524 L 1000 150 8227,197 2,2853 1,81197 0,178872 354,67 150000 LCV-TR6013 6 0,1524 L 1000 150 8227,197 2,2853 1,81197 0,178872 354,67 150000 LCV-TR6014 6 0,1524 L 1000 150 8227,197 2,2853 1,81197 0,178872 354,67 150000 LCV-T6011 6 0,1524 L 1000 150 8227,127 2,2853 1,81197 0,178872 354,67 150000 LCV-T6021 6 0,1524 L 1000 150 8227,127 2,2853 1,81197 0,178872 354,67 150000 LCV-T6031 6 0,1524 L 1000 150 8227,197 2,2853 1,81197 0,178872 354,67 150000 LCV-T6041 6 0,1524 L 980 150 8227,197 2,2833 1,81197 0,175294 354,67 147000 LCV-T6051 6 0,1524 L 980 150 8227,197 2,2833 1,81197 0,175294 354,67 147000 LCV-T6061 6 0,1524 L 980 150 8227,197 2,2833 1,81197 0,175294 354,67 147000

Área 300:

Válvula D (pulgadas) D(m) G/L/V Densidad(Kg/m3) Q (m3/h) v (m/h) v (m/s) ev (m) Δp (bar) Kv ( m3/h) W(Kg/h) P1 (entrada)

TCV-R3011 6 0,152 L 1000 128 7020,54 1,95014937 1,3194368 0,13025043 354,6667 128000 - PCV-R3012 3 0,076 G 16,4 401 87976,1 24,4378094 207,1941 0,33482403 568,4466 6564,4 1,01 TCV-R3021 6 0,152 L 1000 128 7020,54 1,95014937 1,3194368 0,13025043 354,6667 128000 - PCV-R3022 3 0,076 G 16,4 401 87976,1 24,4378094 207,1941 0,33482403 568,4466 6564,4 1,01



Área 400:

Válvula D (pulgadas) D(m) G/L/V Densidad(Kg/m3) Q (m3/h) v (m/h) v (m/s) ev (m) Δp (bar) Kv ( m3/h) W(Kg/h) Z

TCV-E4011 3 0,0762 L 1011 1,38 302,76069 0,0841 0,00245 0,000245 88,667 1395,3 - LCV-E4012 2 0,0508 L 969,3 10,12 4995,5514 1,38765 0,66806 0,063924 39,407 9809,3 - LCV-T4011 2 0,0508 L 969,3 10,12 4995,5514 1,38765 0,66806 0,063924 39,407 9809,3 - LCV-T4051 2,5 0,0635 L 1011 12,44 3930,097 1,09169 0,41348 0,041266 61,574 12577 - LCV-S4011 1 0,0254 L 1014 3,22 6357,9745 1,7661 1,08214 0,108321 9,8519 3265,1 - LCV-S4021 1 0,0254 L 1014 3,22 6357,9745 1,7661 1,08214 0,108321 9,8519 3265,1 - LCV-S4031 1 0,0254 L 1014 3,22 6357,9745 1,7661 1,08214 0,108321 9,8519 3265,1 - TCV-E4031 8 0,2032 V 20,34 2750 84842,924 23,5675 192,699 0,386919 27968 55935 10 TCV-E4041 8 0,2032 V 20,34 2750 84842,924 23,5675 192,699 0,386919 27968 55935 10 TCV-C4011 1 0,0254 L 950,8 4,23 8352,246 2,32007 1,86747 0,175281 9,8519 4021,9 - LCV-C4012 0,5 0,0127 L 948,7 0,698 5512,8773 1,53135 0,81359 0,076195 2,463 662,19 - LCV-E4062 2 0,0508 L 952 2,915 1438,936 0,3997 0,05543 0,005209 39,407 2775,1 - TCV-E4061 8 0,2032 V 20,34 2750 84842,924 23,5675 192,699 0,386919 27968 55935 10 TCV-E4081 3 0,0762 L 1000 20 4387,8361 1,21884 0,51541 0,050879 88,667 20000 - LCV-T4061 1 0,0254 L 950,9 2,13 4205,7409 1,16826 0,47351 0,044449 9,8519 2025,4 - LCV-T4021 1 0,0254 L 948,7 0,698 1378,2193 0,38284 0,05085 0,004762 9,8519 662,19 - TCV-C4021 1 0,0254 L 950,8 0,148 291,24262 0,0809 0,00227 0,000213 9,8519 140,24 - LCV-C4022 2 0,0508 L 883,6 10,23 5049,8509 1,40274 0,68266 0,059546 39,407 9039,2 - LCV-E4072 2 0,0508 L 883,6 10,23 5049,8509 1,40274 0,68266 0,059546 39,407 9039,2 - TCV-E4071 8 0,2032 V 20,34 2750 84842,924 23,5675 192,699 0,386919 27968 55935 10 TCV-E4091 3 0,0762 L 1000 20 4387,8361 1,21884 0,51541 0,050879 88,667 20000 - LCV-T4071 1 0,0254 L 950,8 0,81 1599,3663 0,44427 0,06848 0,006427 9,8519 770,15 - LCV-T4031 2 0,0508 L 883,6 10,23 5049,8509 1,40274 0,68266 0,059546 39,407 9039,2 - LCV-T4041 1 0,0254 L 951,3 2,93 5785,3619 1,60704 0,896 0,084143 9,8519 2787,3 - TCV-E4051 3 0,0762 L 1000 20 4387,8361 1,21884 0,51541 0,050879 88,667 20000 -



Área 500:

Válvula D (pulgadas) D(m) G/L/V Densidad(Kg/m3) Q (m3/h) v (m/h) v (m/s) ev (m) Δp (bar) Kv ( m3/h) W(Kg/h) P1 (entrada) Z TCV-C5011 1 0,0254 L 922 19 37519,948 10,4222 37,6853 3,429997 9,8519 17520 - - LCV-C5012 92 2,3368 L 1054 0,25 0,0583213 1,6E-05 9,1E-11 9,47E-12 83386 263,5 - - PCV-C5013 3 0,0762 G 922 10 2193,918 0,60942 0,12885 0,011728 106,39 9220 1,01 - TCV-E5021 8 0,2032 V 20,34 2750 84842,924 23,5675 192,699 0,386919 27968 55935 - 10 LCV-E5022 1 0,0254 L 1054 0,25 493,63156 0,13712 0,00652 0,000679 9,8519 263,5 - - TCV-E5031 3 0,0762 L 1000 20 4387,8361 1,21884 0,51541 0,050879 88,667 20000 - - TCV-E5011 3 0,0762 L 1000 20 4387,8361 1,21884 0,51541 0,050879 88,667 20000 - - LCV-T5011 2 0,0508 L 922 9,52 4699,3725 1,30538 0,59119 0,053808 39,407 8777,4 - -

Área 600:

Válvula D (pulgadas) D(m) G/L/V Densidad(Kg/m3) Q (m3/h) v (m/h) v (m/s) ev (m) Δp (bar) Kv ( m3/h) W(Kg/h)

LCV-TR6011 6 0,1524 L 1000 150 8227,192675 2,285331299 1,8119707 0,17887174 354,6667 150000 LCV-TR6012 6 0,1524 L 1000 150 8227,192675 2,285331299 1,8119707 0,17887174 354,6667 150000 LCV-TR6013 6 0,1524 L 1000 150 8227,192675 2,285331299 1,8119707 0,17887174 354,6667 150000 LCV-TR6014 6 0,1524 L 1000 150 8227,192675 2,285331299 1,8119707 0,17887174 354,6667 150000 LCV-T6011 6 0,1524 L 1000 150 8227,192675 2,285331299 1,8119707 0,17887174 354,6667 150000 LCV-T6021 6 0,1524 L 1000 150 8227,192675 2,285331299 1,8119707 0,17887174 354,6667 150000 LCV-T6031 6 0,1524 L 1000 150 8227,192675 2,285331299 1,8119707 0,17887174 354,6667 150000 LCV-T6041 6 0,1524 L 980 150 8227,192675 2,285331299 1,8119707 0,1752943 354,6667 147000 LCV-T6051 6 0,1524 L 980 150 8227,192675 2,285331299 1,8119707 0,1752943 354,6667 147000 LCV-T6061 6 0,1524 L 980 150 8227,192675 2,285331299 1,8119707 0,1752943 354,6667 147000

FCV-TB6011 6 0,1524 L 1000 150 8227,192675 2,285331299 1,8119707 0,17887174 354,6667 150000

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