Proyecto final de carrera Ingeniería Química – Enero 2007 Neus Berney Verónica Fortes Sílvia Garcia Laura García Aroa Malaver Laura Pérez Ana Sancer Ana Viñas Tutor del proyecto: Francisco Valero “ Paciència, mare de la ciencia” “ En mar calmat tots som capitans” “ Ajuda als teus semblants, alça la seua càrrega, però no et consideres obligada a portar-los-la” “ No n’hi ha prou de saber, cal també aplicar-ho; no n’hi ha prou de voler, cal també fer-ho” “ Aquells que mai es retracten de les seues opinions s’amen a ells mateixos més que a la veritat” “ És millor consultar les coses amb el coixí a temps, que perdre el son per la seva causa després” “ Després que el vaixell s’ha enfonsat, tot el món diu que sabia com s’haguera pogut salvar” “ Definitivament, caldrà rendir-se a l’evidència que aquest món està boig” Neus Berney, Sílvia Garcia, Verónica Fortes i Laura Pérez VOLUMEN I 1.- ESPECIFICACIONES DEL PROYECTO 1.1.- DEFINICIÓN DEL PROYECTO 1.1.1.- BASES DEL PROYECTO 1.1.2.- ALCANCE DEL PROYECTO 1.1.3.- LOCALIZACIÓN DE LA PLANTA 1.1.4.- ABREVIATURAS 1.2.- DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FABRICACIÓN 1.3.- CONSTITUCIÓN DE LA PLANTA 1.4.- ESPECIFICACIONES Y NECESIDADES DE SERVICIOS A LÍMITE DE PLANTA 2.- EQUIPOS 2.1.- DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS 2.2.- LISTADO DE EQUIPOS 2.3.- HOJAS DE ESPECIFICACIONES 3.- CONTROL E INSTRUMENTACIÓN 3.1.- INTRODUCCIÓN 3.2.- INSTRUMENTACIÓN EN LOS LAZOS DE CONTROL 3.3.- NOMENCLATURA DE LOS LAZOS DE CONTROL 3.4.- LISTADOS DE INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL 3.5.- DIAGRAMAS DESCRIPTIVOS DE LOS LAZOS DE CONTROL VOLUMEN II 4.- TUBERÍAS, VÁLVULAS Y ACCESORIOS 4.1.- DESIGNACIÓN DE TUBERÍAS, VÁLVULAS Y ACCESORIOS 4.2.- LISTADO DE TUBERÍAS, VÁLVULAS Y ACCESORIOS 4.3.- HOJAS DE ESPECIFICACIONES 5.- SEGURIDAD E HIGIENE 5.1.- INTRODUCCIÓN 5.2.- SEGURIDAD EN LA UTILIZACIÓN DE PRODUCTOS QUÍMICOS EN EL TRABAJO 5.3.- PRINCIPALES RIESGOS DE LA INDUSTRIA 5.4.- MEDIDAS DE SEGURIDAD ASOCIADAS A LA PLANTA QUÍMICA 5.5.- PLAN DE EMERGENCIA INTERIOR (P.E.I) 5.6.- PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS 5.7.- ALMACENAMIENTO DE PRODUCTOS QUÍMICOS 5.8.- SEGURIDAD ELÉCTRICA 5.9.- INSTALACIONES DE SEGURIDAD GENERALES 5.10.- EQUIPOS DE PROTECCIÓN INDIVIDUAL (EPI) 6.- MEDIO AMBIENTE 6.1.- INTRODUCCIÓN 6.2.- SISTEMA DE GESTIÓN AMBIENTAL 6.3.- RESIDUOS INDUSTRIALES 6.4.- RECOGIDA Y TRANSPORTE 6.5.- CONTAMINACIÓN MEDIOAMBIENTAL Y NORMATIVA 6.6.- ANÁLISIS MEDIOAMBIENTAL DE LOS RESIDUOS QUE SE GENERAN EN LA PLANTA 6.7.- AGUAS RESIDUALES DEL PROCESO 6.8.- TRATAMIENTO DE GASES DE LA PLANTA 7.- EVALUACIÓN ECONÓMICA 7.1.- INVERSIÓN INICIAL 7.2.- GASTOS DE FABRICACIÓN Y GERENCIA 7.3.- DINERO POR VENTAS 7.4.- CÁLCULO DE LA RENTABILIDAD DE LA PLANTA 7.5.- ESTUDIO DE VIABILIDAD ECONÓMICA DE LA RECIRCULACIÓN DEL ÁCIDO SULFÚRICO 7.6.- CONCLUSIONES 8.- PUESTA EN MARCHA Y OPERACIÓN DE LA PLANTA 8.1.- PUESTA EN MARCHA 8.2.- OPERACIÓN DE LA PLANTA 9.- PARADA DE LA PLANTA VOLUMEN III 10.- DIAGRAMAS Y PLANOS 10.1.- DIAGRAMA DE PROCESO 10.2.- DIAGRAMAS DE INGENIERÍA (P&I) 10.3.- PLANO DE IMPLANTACIÓN VOLUMEN IV 11.- MANUAL DE CÁLCULO 12.- BIBLIOGRAFÍA VOLUMEN I 1.- ESPECIFICACIONES DEL PROYECTO 1.1.- DEFINICIÓN DEL PROYECTO 1.1.1.- BASES DEL PROYECTO 1.1.2.- ALCANCE DEL PROYECTO 1.1.3.- LOCALIZACIÓN DE LA PLANTA 1.1.3.1.- Características del polígono industrial “Gasos Nobles” 1.1.3.1.1.- Parámetros edificación del polígono industrial “Gasos Nobles” 1.1.3.2.- Red de comunicaciones de la zona 1.1.3.3.- Climatología de Vila-Seca 1.1.3.4.- Geología de la zona 1.1.3.5.- Tipo de industria existente 1.1.4.- ABREVIATURAS 1.2.- DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FABRICACIÓN 1.2.1.- PROPIEDADES DE REACTIVOS Y PRODUCTOS 1.2.1.1.- Benceno 1.2.1.1.1.- Aplicaciones del benceno 1.2.1.1.2.- Toxicidad del benceno 1.2.1.2.- Ácido nítrico 1.2.1.2.1.- Propiedades físicas del ácido nítrico 1.2.1.3.- Ácido sulfúrico 1.2.1.3.1.- Propiedades físicas del ácido sulfúrico 1.2.1.3.2.- Aplicaciones del ácido sulfúrico 1.2.1.4.- Nitrobenceno 1.2.1.4.1.- Propiedades físico-químicas del nitrobenceno 1.2.1.4.2.- Aplicaciones del nitrobenceno 1.2.1.4.3.- Toxicidad del nitrobenceno 1.2.2.- SELECCIÓN DEL PROCESO 1.2.3.- DIAGRAMA DE BLOQUES 1.2.4.- DESCRIPCIÓN DEL PROCESO 1.3.- CONSTITUCIÓN DE LA PLANTA 1.3.1.- CLASIFICACIÓN DE ZONAS 1.3.2.- PLANTILLA DE TRABAJADORES 1.4.- ESPECIFICACIONES Y NECESIDADES DE SERVICIOS A LÍMITE DE PLANTA 1.4.1.- AGUA 1.4.1.1.- Introducción 1.4.1.2.- Agua potable para uso del personal 1.4.1.3.- Agua para la lucha contra incendios 1.4.1.4.- Agua residual de la lucha contra incendios y agua pluvial 1.4.1.4.1.- Introducción 1.4.1.4.2.- Características de la red 1.4.1.4.3.- Características del tanque de recogida TI-601 1.4.1.5.- Agua descalcificada 1.4.1.5.1.- Red de agua descalcificada 1.4.1.5.2.- Detalles del descalcificador 1.4.1.6.- Agua de refrigeración 1.4.1.6.1.- Principios de funcionamiento 1.4.1.6.2.- Diseño de la torre de refrigeración 1.4.1.6.3.- Diseño de las torres de refrigeración 1.4.1.6.4.- Cálculo de las dimensiones de la torre y elección de un modelo 1.4.1.6.5.- Tanques pulmón del circuito de refrigeración 1.4.1.6.6.- Enfriadoras de proceso 1.4.2.- RED DE NITRÓGENO 1.4.2.1.- Introducción 1.4.2.2.- Distribución del nitrógeno 1.4.2.3.- Necesidades de nitrógeno 1.4.3.- AIRE COMPRIMIDO 1.4.3.1.- Funcionamiento de un compresor de tornillo 1.4.4.- VAPOR DE AGUA 1.4.5.- GAS NATURAL 1.4.5.1.- Consumo de gas natural en la caldera de vapor 1.4.6.- ENERGÍA ELÉCTRICA 1.4.6.1.- Introducción 1.4.6.2.- Instalación eléctrica 1.4.6.3.- Características de las líneas 1.4.6.4.- Dimensionado de las líneas eléctricas 1.4.6.5.- Requerimientos de las líneas por zonas 2.- EQUIPOS 2.1.- DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS 2.1.1.- TANQUES DE ALMACENAMIENTO 2.1.1.1.- Características de los productos 2.1.1.1.1.- Ácido nítrico 2.1.1.1.2.- Ácido sulfúrico 2.1.1.1.3.- Benceno 2.1.1.1.4.- Nitrobenceno 2.1.1.1.5.- Carbonato sódico 2.1.1.2.- Clasificación de los productos 2.1.1.2.1.- Ácido nítrico y ácido sulfúrico 2.1.1.2.2.- Benceno 2.1.1.2.3.- Nitrobenceno 2.1.1.3.- Capacidad y dimensiones de los recipientes 2.1.1.3.1.- Tanques de ácido nítrico 2.1.1.3.2.- Tanques de ácido sulfúrico 2.1.1.3.3.- Tanques de benceno 2.1.1.3.4.- Tanques de nitrobenceno 2.1.1.3.5.- Silo de carbonato sódico 2.1.2.- MEZCLADORES 2.1.2.1.- Características del proceso 2.1.2.2.- Cálculo de las dimensiones del mezclador 2.1.2.2.1.- Cálculo del volumen 2.1.2.2.2.- Cálculo del diámetro 2.1.2.2.3.- Cálculo de la altura 2.1.2.2.4.- Otros cálculos 2.1.2.3.- Cálculo del agitador 2.1.2.4.- Cálculo de las pantallas deflectoras 2.1.2.5.- Cálculo del aislamiento de los mezcladores 2.1.2.6.- Cálculo de los pesos 2.1.2.6.1.- Peso del mezclador vacío 2.1.2.6.2.- Peso del mezclador lleno de agua 2.1.2.6.3.- Peso del mezclador en operación 2.1.3.- REACTORES 2.1.4.- SEPARADORES 2.1.5.- EVAPORADOR 2.1.6.- DOSIFICADOR DE CARBONATO SÓDICO 2.1.7.- EXTRACTOR 2.1.8.- STRIPPING 2.1.8.1.- INTRODUCCIÓN 2.1.8.2.- INTERNALS DE LA COLUMNA DE STRIPPING 2.1.8.2.1.- Descripción de los internals de la columna 2.1.8.2.2.- Selección de los internals de la columna de relleno 2.1.8.2.3.- Tipo de relleno 2.1.8.2.4.- Distribuidor de líquido 2.1.8.2.5.- Limitador de lecho 2.1.8.2.6.- Plato de soporte 2.1.8.2.7.- Diseño funcional stripping ST-501 2.1.8.3.- Diseño mecánico stripping ST-501 2.1.8.4.- Diseño mecánico stripping ST-501 2.1.8.4.1.- Determinación de las dimensiones de la columna 2.1.8.4.1.1.- Diámetro de la columna 2.1.8.4.1.2.- Altura de la columna 2.1.8.4.1.3.- Material de construcción 2.1.8.4.1.4.- Instalación de la columna 2.1.9.- INTERCAMBIADORES DE CALOR 2.1.10.- AEROREFRIGERANTES 2.1.11.- BOMBAS 2.2.- LISTADO DE EQUIPOS 2.3.- HOJAS DE ESPECIFICACIONES 3.- CONTROL E INSTRUMENTACIÓN 3.1.- INTRODUCCIÓN 3.1.1.- TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL 3.1.2.- TIPOS DE LAZOS DE CONTROL 3.1.3.- NATURALEZA DE LA SEÑAL 3.1.4.- ELEMENTOS DEL SISTEMA DE CONTROL 3.2.- INSTRUMENTACIÓN EN LOS LAZOS DE CONTROL 3.2.1.- MEDIDA DE LA TEMPERATURA 3.2.2.- MEDIDA DEL NIVEL 3.2.3.- MEDIDA DE LA PRESIÓN 3.2.4- MEDIDA DEL CAUDAL 3.2.5- ACTUADOR 3.2.6- ELEMENTO FINAL DE CONTROL 3.2.6.1- Válvulas de control 3.2.6.2- Variador de frecuencia 3.2.7.- REGISTRADOR 3.2.8.- ALARMA 3.2.9.- OTROS ELEMENTOS DE MEDIDA 3.2.9.1.- Indicadores en campo 3.2.9.2.- Indicadores en la sala de control 3.3.- NOMENCLATURA DE LOS LAZOS DE CONTROL 3.4.- LISTADOS DE INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL 3.5.- DIAGRAMAS DESCRIPTIVOS DE LOS LAZOS DE CONTROL 3.5.1.- LAZOS DE CONTROL EN LAS CORRIENTES DE RECIRCULACIÓN 3.5.1.1.- Lazo de control de caudal de entrada de benceno al reactor R-202 3.5.1.2.- Lazo de control de caudal de entrada de ácido sulfúrico al mezclador M-201
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