Representaciones de los Procesos Taller de Proyectos Ingeniería Civil en Biotecnología DIQ-FCFM Uchile Ricardo Badilla Ohlbaum Semestre Otoño 2009 Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009

Existen normas para la presentación de los procesos Los proyectos son multidisciplinarios y muchas veces participan profesionales de distintas nacionalidades. Los procesos son complejos, y muchas veces contienen muchos riesgos para la salud y el medio ambiente. Los compuestos químicos son muchas veces corrosivos, explosivos. Es esencial evitar los riesgos por fallas en la comunicación entre las personas que diseñan, construyen o operan los complejos procesos químicos o bioquímicos. Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009

Tipos de representaciones Diagramas de bloques (BFD) Diagramas de Flujos (FD) Diagramas de cañerías e instrumentacion (P&ID) Diagramas isométricos (cañerías y equipos) Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009

Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009 Diagramas de Bloques Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009

Convenciones para los Diagramas de Bloques Cada operación se representa por un bloque Las corrientes de flujo principal se representan por líneas flechadas en la dirección del flujo. Los flujos van desde la izquierda a la derecha del diagrama. Las corrientes gaseosas se incluyen en la parte superior del diagrama, y los líquidos o sólidos hacia la parte inferior, separados por densidad. Se incluye la información crítica para entender el proceso. Si las líneas se cruzan, las horizontales se mantienen y las verticales se cortan. Se incluyen un balance de masas y energía simplificado en forma de una Tabla. Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009

Diagramas de flujos (PFD) Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009

Convenciones para los diagramas de flujos de procesos Se representan TODOS los equipos de proceso junto son su descripción. Cada equipo tiene un número y un nombre. Todas las corrientes de proceso tienen un número. Se debe incluir una descripción de las condiciones (temperatura, presión), flujos y composición química, ya sea en el diagrama o una TABLA adjunta. Se deben representar TODAS las corrientes de servicios (vapor, aire, calefacción, etc.) que se alimentan a cada equipo de proceso. Se deden representar los loops de control básicos que aseguran la estabilidad de las condiciones del proceso durante la operación normal. Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009

Convenciones para la identificación de equipos C : compresores E : intercambiadores de calor H : calentadores a llama P : bombas R : reactores T : columnas TK: estanques de almacenamiento V : estanque de proceso Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009

Numeración de los equipos P-101 A/B identifica un bomba P-101 A/B identifica que la bomba esta ubicada en el área Nº 1 de la planta P-101 A/B identifica que la bomba es la número 01 de las n existentes en la planta P-101 A/B identifica que hay dos bombas identicas, una de respaldo (backup). Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009

Identificación de las Corrientes de Flujo Número de la corriente Temperatura (ºC) Presión (bar) Fracción de vapor Flujo total másico (kg(h) Flujo molar total (kmol/h) Flujo molar para cada componente (kmol/h) Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009

Información para las corrientes de flujo Como mínimo Muchas veces, además... Número de la corriente Temperatura (ºC) Presión (bar) Fracción de vapor Flujo total másico (kg(h) Flujo molar total (kmol/h) Flujo molar para cada componente (kmol/h) Fracciones molares de los componentes Fracciones másicas de los componentes Flujo volumétrico Propiedades físicas (densidad, viscosidad...) Datos termodinámicos (calor específico, entalpía...) Nombre de la corriente Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009

Convenciones para la descripción de equipos Torres Tamaño (altura, diámetro), presión, temperatura, numero y tipo de platos, altura y tipo de relleno, material de construcción. Intercambiador de calor Tipo (gas-gas, gas-líquido, condensador, vaporizador), función, área. Temperatura y presión de las corrientes, Nº de carcazas y pasos de tubos, material de construcción de los tubos y de la carcaza. Estanques Altura, diámetro, orientación, presión, temperatura, materiales de construcción. Recipientes Id. estanques Bombas Flujo, presión descarga, temperatura, diferencia presión, tipo de impulsores, potencia en el eje, material de construcción. Compresores Flujo a la entrada, temperatura, presión, tipo, potencia en el eje, material de construcción. Calderas Tipo, presión en los tubos, función, combustible, material de construcción, potencia nominal. Otros Entragar la información crítica. Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009

Convenciones para la identificación de las corrientes en los diagramas Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009

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Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009 Diagramas P&ID Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009

Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009 Un intercambiador Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009

Convenciones en los Diagramas P&ID Equipos de proceso Mostrar equipos de respaldo, unidades paralelas, detalles principales para cada una Cañerías Tamaño (usar estándares), espesor de pared (schedule), material de construcción, aislación (tipo y espesor) Instrumentos Indicadores, registradores, controladores y tipo, cañerías o alambres de los instrumentos Servicios Entradas y salidas de las corrientes (aire, vapor, etc.), salidas de las corrientes a las plantas de tratamiento de efluentes. Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009

Convenciones para los Instrumentos en los P&ID Instrumento en la planta XYY Instrumento en el panel de control Instrumento en la cara posterior del panel de control PRIMERA LETRA (X) SEGUNDA LETRA (Y) A análisis B quemador C conductividad E voltaje F flujo I corriente J potencia P presión o vacío T temperatura W peso K tiempo o programa .................... A alarma C control E elemento H maximo I indicador K estación de control O orificio S switch Y relay Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009

Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009 RESUMEN Hay tres tipos de diagramas (bloques, flujo y cañerías e instrumentación) para describir completamente y en forma acabada un proceso. Cada diagrama cumple un objetivo: conceptualizar el proceso (bloques), entregar toda la información sobre los balances de masa y energía, tamaño de los equipos y los flujos de control principales (flujos), y toda la información necesaria para la construcción de la planta, incluyendo las especificaciones de las cañerías, instrumentos y servicios. Los diagramas isométricos de cañerías y la planta, permiten dimensionar las estructuras y los largos de las cañerías. Derechos Reservados © Ricardo Badilla 2009