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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA. UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA. FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA.

OS H C E R DE

DO A V R E RES

S

EVALUACIÓN DEL CONSUMO DE LOS SERVICIOS DE AIRE DE PROCESO E INSTRUMENTOS, NITROGENO Y VAPOR DE LA PLANTA DE CLORO SODA DEL COMPLEJO ANA MARIA CAMPOS.

Trabajo Especial de Grado para Optar al Título de Ingeniero Químico

Trabajo de Grado presentado por BR. MATA AVILA, SILVANO. C.I. 18.517.591

TUTOR ACADEMICO ING. HUMBERTO MARTINEZ.

Maracaibo, Septiembre 2008

EVALUACIÓN DEL CONSUMO DE LOS SERVICIOS DE AIRE DE PROCESO E INSTRUMENNTOS, NITROGENO Y VAPOR DE LA PLANTA DE CLORO SODA DEL COMPLEJO ANA MARIA CAMPOS.

OS H C E R DE

DO A V R E RES

BR. MATA AVILA, SILVANO. C.I. 18.517.591 AV. 21 CONJUNTO RESIDENCIAL VISOCA TORRE ANTONIETA APTO. 6-F TELF: 0416-0637027 [email protected]

_______________________________ Tutor Académico Ing. Oscar Urdaneta

ii

S

OS H C E R DE

DO A V R E RES

iii

S

ÍNDICE GENERAL

Portada ...............................................................................................

i

Índice general.......................................................................................

iii

Índice de Figuras..................................................................................

vi

Índice de tablas ....................................................................................

vii

Índice de Graficas ................................................................................

ix

Resumen..............................................................................................

x

OS D A V R E S E Abstract ................................................................................................ R S HO C E R Introducción ......................................................................................... E D

xi 1

Capitulo I. El Problema. 1.1.- Planteamiento del Problema. .......................................................

4

1.2.- Formulación Del Problema...........................................................

5

1.3.- Objetivos de la Investigación .......................................................

6

1.3.1.- Objetivo General. .............................................................

6

1.3.2- Objetivos Específicos.......................................................

6

1.4.- Justificación e Importancia de la Investigación. ..........................

7

1.5.- Delimitación. ...............................................................................

8

Capitulo II. Marco Teórico. 2.1.- Descripción de la empresa...........................................................

11

2.2.- Descripción general del proceso de la planta Cloro Soda............

21

2.3.- Antecedentes. ..............................................................................

28

2.4.- Bases teóricas. ............................................................................

36

2.4.1.- Sistema de Vapor y Condensado de la Planta Cloro Soda del Complejo Ana María Campos. ..................................................

36

Vapor. Conceptos básicos. ..........................................................

38

Efecto del aire en la temperatura del vapor..................................

42

iv

Formación de condensado en las líneas de vapor.......................

42

Problemas causados por la presencia de condensado en las líneas de distribución de vapor. ..................................................

44

2.4.2.- Aislantes térmicos. ..................................................................

46

Calor transferido a través de una tubería aislada........................

48

Convección interna (fluido – pared interna)..................................

48

Conducción térmica (capa de aislante térmico). ..........................

49

Convección externa (pared externa – medio ambiente)...............

49

2.4.3.- Intercambiador de calor. .........................................................

50

OS D A V R ECloro Soda. ............ S E 2.4.4.- Sistema de aire comprimido de la planta R S HO C E R Compresores............................................................................... E D

52

Válvulas.......................................................................................

57

Válvula de control........................................................................

58

Partes de la válvula de control. ..................................................

58

Categorías de válvulas...............................................................

60

2.4.5.- Sistema de nitrógeno de la planta Cloro Soda.......................

60

El Nitrógeno ..............................................................................

62

2.5.- Operacionalización de la variable. .................................................

65

2.6.- Conceptos Básicos. ..................................................................

66

2.6.1.- Vapor Flash (Secundario). ............................................

66

2.6.2.- Trampas de vapor. ........................................................

67

53

Capitulo III. Marco Metodológico. 3.1.- Tipo de Investigación. ..................................................................

84

3.2.- Diseño de la Investigación. ..........................................................

85

3.3.- Técnicas de Recolección de Información.....................................

85

3.4.- Fases de la Investigación.............................................................

86

3.5.- Instrumentos de Medición. ...........................................................

89

3.6.- Instrumentos de Análisis de Datos...............................................

90

v

Capitulo IV. Análisis de los resultados. 4.1.- Definir las alícuotas de diseño de consumo de los servicios de aire de Proceso e Instrumentos, Nitrógeno y Vapor....................................

95

4.2.- Definir las alícuotas de reales de consumo de los servicios de aire de Proceso e Instrumentos, Nitrógeno y Vapor....................................

96

4.3.- Determinar las causas de consumo excesivo de los servicios de aire de Proceso e Instrumentos, Nitrógeno y Vapor....................................

98

4.3.1.- Consumo de Vapor. .........................................................

99

OS D A V R E S E 4.3.2.- Consumo de Nitrógeno. ................................................... R S O H C E R 4.3.3.Consumo de Aire de Instrumentos................................... E D 4.3.4.- Consumo de Aire de Procesos.........................................

100 101 102

4.3.5.- Análisis Causa-Efecto para la desviación del consumo de los servicios de Aire de Proceso e Instrumento, Nitrógeno y Vapor en la Planta de Cloro Soda. ...........................................................................

103

4.4.- Plantear diferentes alternativas de mejoras para disminuir el consumo de los servicios de aire de Proceso e Instrumentos, Nitrógeno y Vapor en la planta. ..........................................................................

118

4.5.- Actualización de los planos de líneas de distribución de los servicios de Aire de Proceso e Instrumentos, Nitrógeno y Vapor de la Planta……………… 122

Conclusiones........................................................................................

123

Recomendaciones ...............................................................................

125

Bibliografía ...........................................................................................

127

Apéndice ..............................................................................................

128

Anexos .................................................................................................

136

vi

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura # 1: Planimetría del Complejo Ana María Campos ..................

15

Figura # 2: Organización de la Empresa. ............................................

20

Figura # 3. Esquema general de generación y distribución de vapor.

39

Figura # 4. Problemas generados por la presencia de condensado. ..

40

OS D A V R E de calor............... S E Figura # 5. Posibles reductores de laR transferencia S O Figura # 6:D Intercambiador ERECHde calor. ..................................................

41

Figura # 7: Actuador de una válvula de control. ..................................

59

Figura # 8: Funcionamiento de la trampa BI........................................

72

Figura #9: Funcionamiento de la Trampa F&T. ...................................

73

Figura # 10. Funcionamiento de la Trampa de Disco..........................

73

Figura # 11: Detalle interior de la trampa Flotador Libre. ....................

74

Figura # 12: Formato Diagrama causa-efecto.....................................

91

50

Figura # 13: Diagrama causa-efecto para la desviación del consumo de Vapor...............................................................................

105

Figura # 14: Diagrama causa-efecto para la desviación del consumo de Nitrógeno....................................................................

106

Figura # 15: Diagrama causa-efecto para la desviación del consumo de Aire de Instrumentos ..................................................

vii

107

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla # 1: Propiedades químicas de Nitrógeno...................................

63

Tabla # 2: Alícuotas de consumo de los servicios establecidos por diseño de la planta..........................................................................

96

Tabla # 3: Alícuotas de consumo real de los servicios de la planta.....

98

OS D A V R E S E Materiales. ......................................................................... R S O CH ERdeElas Tabla # 5:D Análisis causas del consumo excesivo de vapor. Tabla # 4: Análisis de las causas del consumo excesivo de vapor.

Maquinaria. ........................................................................

108

109

Tabla # 6: Análisis de las causas del consumo excesivo de vapor. Método. ..............................................................................

110

Tabla #7: Análisis de las causas del consumo excesivo de vapor. Medio Ambiente. ................................................................

111

Tabla # 8: Análisis de las causas del consumo excesivo de Nitrógeno. Materiales. .........................................................................

112

Tabla # 9: Análisis de las causas del consumo excesivo de Nitrógeno. Maquinaria. ........................................................................

113

Tabla # 10: Análisis de las causas del consumo excesivo de Nitrógeno. Metodología.......................................................................

114

Tabla # 11: Análisis de las causas del consumo excesivo de Nitrógeno. Medio Ambiente. ...............................................................

114

Tabla # 12: Análisis de las causas del consumo excesivo de Aire de Instrumentos. Materiales......................................

115

Tabla # 13: Análisis de las causas del consumo excesivo de Aire de Instrumentos. Maquinaria. ...........................................

116

Tabla # 14: Análisis de las causas del consumo excesivo de Aire de Instrumentos. Metodología. ............................

viii

116

Tabla # 15: Análisis de las causas del consumo excesivo de Aire de Instrumentos. Mano de obra. .........................

117

Tabla #16: Consumo de los servicio, mes de Enero 2008. .................

137

Tabla #17: Consumo de los servicio, mes de Febrero 2008. ..............

140

Tabla #18: Consumo de los servicio, mes de Marzo 2008. .................

143

Tabla #19: Consumo de los servicio, mes de Abril 2008. ....................

146

Tabla #20: Consumo de los servicio, mes de Mayo 2008. ..................

149

OS 152 D A V R E S E Tabla #22: Producción de Cloro.S Planta Cloro Soda Año 2008. .......... 141 R O H C Tabla #23:D Trampas EREde vapor instaladas en el área de envasado………. 155 Tabla #21: Consumo de los servicio, mes de Junio 2008. ..................

Tabla #24: Trampas de vapor instaladas en el área de tanques de soda....156 Tabla #25: Trampas de vapor instaladas en el área de paquete cáustico…157 Tabla #26: Trampas de vapor instaladas en el área de Intercambiadores Cáusticos………………………………………………………………………….157 Tabla #27: Trampas de vapor instaladas en el área de salmuera…………158 Tabla #28: Trampas de vapor instaladas en el área de vaporización de Cloro………………………………………………………………………………158 Tabla #29: Trampas de vapor instaladas en el área de hidrógeno……...…159 Tabla #30: Trampas de vapor instaladas en el área de ácido sulfúrico…...159 Tabla #31: Trampas de vapor instaladas en el área de servicio…………...160 Tabla #32: Observaciones realizadas a trampas instaladas en planta…....161 Tabla #33: Trampas a cambiar dentro de la planta………………………….164 Tabla #34: Trampas por colocar dentro de la planta……..…………………165 Tabla #35: Trampas con fugas asociadas a ellas……………………………165

ix

ÍNDICE DE GRAFICAS

Gráfica # 1: Alícuotas de consumo de Vapor. .....................................

99

Gráfica # 2: Alícuotas de consumo de Nitrógeno. ...............................

100

Gráfica # 3: Alícuotas de consumo de Aire de Instrumentos. .............

102

Grafica # 4: Alícuotas de consumo de Aire de Procesos. ...................

102

Grafica #5: Consumo diario de vapor. Enero de 2008. .......................

138

Grafica #6: Consumo diario de Nitrógeno. Enero de 2008..................

138

Grafica #7: Consumo diario de Aire de Procesos. Enero de 2008. .....

139

OS D A V R E Enero de 2008. S E Grafica #8: Consumo diario de Aire de Instrumentos. R S HdeOvapor. Febrero de 2008. .................... C E R Grafica #9: Consumo diario E D

139

Grafica #10: Consumo diario de Nitrógeno. Febrero de 2008.............

141

Grafica #11: Consumo diario de Aire de Procesos. Febrero de 2008.

142

141

Grafica #12: Consumo diario de Aire de Instrumentos. Febrero de 2008. 142 Grafica #13: Consumo diario de vapor. Marzo de 2008......................

144

Grafica #14: Consumo diario de Nitrógeno. Marzo de 2008. ..............

144

Grafica #15: Consumo diario de Aire de Procesos. Marzo de 2008....

145

Grafica #16: Consumo diario de Aire de Instrumentos. Marzo de 2008.

145

Grafica #17: Consumo diario de vapor. Abril de 2008.........................

147

Grafica #18: Consumo diario de Nitrógeno. Abril de 2008. ................

147

Grafica #19: Consumo diario de Aire de Procesos. Abril de 2008. .....

148

Grafica #20: Consumo diario de Aire de Instrumentos. Abril de 2008.

148

Grafica #21: Consumo diario de vapor. Mayo de 2008. ......................

150

Grafica #22: Consumo diario de Nitrógeno. Mayo de 2008. ...............

150

Grafica #23: Consumo diario de Aire de Procesos. Mayo de 2008.....

151

Grafica #24: Consumo diario de Aire de Instrumentos. Mayo de 2008.

151

Grafica #25: Consumo diario de vapor. Junio de 2008. ......................

153

Grafica #26: Consumo diario de Nitrógeno. Junio de 2008.................

153

Grafica #27: Consumo diario de Aire de Procesos. Junio de 2008. ....

154

Grafica #28: Consumo diario de Aire de Instrumentos. Junio de 2008.

154

x

MATA AVILA, Silvano. “EVALUACION DEL CONSUMO DE LOS SERVICIOS DE AIRE DE PROCESOS E INSTRUMENTOS, NITROGENO Y VAPOR DE LA PLANTA DE CLORO SODA DEL COMPLEJO ANA MARIA CAMPOS”. Trabajo Especial de Grado para Optar al Titulo de Ingeniero Químico. Universidad Rafael Urdaneta. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Química. Maracaibo, Venezuela. Septiembre de 2008. 141p.

RESUMEN

DO A V R E RES

S

El presente trabajo contempla la Evaluación del Consumo de los Servicios de Aire de Proceso e Instrumentos, Nitrógeno y Vapor de la Planta de Cloro Soda del complejo Ana María Campos. En dicha planta existen desviaciones apreciables en el consumo de estos servicios lo cual refleja posibles situaciones anormales durante la operación de la planta. Debido a estas circunstancias se hizo necesaria una evaluación que permitió conocer las posibles causas que están haciendo que el consumo de estos servicios en la planta de Cloro Soda esté por encima de lo establecido por el diseño. El presente trabajo de investigación tiene como objetivo general realizar la evaluación del consumo de los servicios de aire de proceso e instrumentos, nitrógeno y vapor de dicha planta. Para esta evaluación se aplicó un análisis causa-efecto para cada uno de los servicios, donde se destacaron cada una de las posibles causas que estén haciendo que su consumo sea excesivo. Posteriormente se procedió a la generación de propuestas para la mejora de las causas que ocasionaron la desviación en el consumo. Para determinar la desviación en el consumo de estos servicios se realizaron graficas relacionando las alícuotas de consumo real de cada uno de los servicios con las alícuotas de consumo establecidas por el diseño de la planta, obteniéndose que la mayor parte de los puntos estudiados se ubicaron por encima de los valores establecidos por el diseño.

OS H C E R DE

Palabras claves: Consumo, Servicios, Análisis Causa-Efecto, desviaciones, Consumo Real, Consumo por Diseño.

xi

MATA AVILA, Silvano. “EVALUACION DEL CONSUMO DE LOS SERVICIOS DE AIRE DE PROCESOS E INSTRUMENTOS, NITROGENO Y VAPOR DE LA PLANTA DE CLORO SODA DEL COMPLEJO ANA MARIA CAMPOS”. Trabajo Especial de Grado para Optar al Titulo de Ingeniero Químico. Universidad Rafael Urdaneta. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Química. Maracaibo, Venezuela. Septiembre de 2008. 141p.

ABSTRACT

DO A V R E RES

OS H C E R workD includes E the assessment

S

This of Consumer Services Air Processing & Instruments, nitrogen and the Steam Plant Chlorine Soda complex Ana Maria Campos. That plant exist significant deviations in the consumption of these services which reflects possible abnormal situations during the plant's operation. Due to these circumstances it became necessary that an assessment to learn the possible causes they are doing that consumption of these services in the plant Chlorine Soda is above what is established by design. This research work aims to make a general assessment of consuming the process of air services and tools, nitrogen and steam the plant. This assessment apply a cause-effect analysis for each service, which highlighted each of the possible causes that are causing its consumption is excessive. Then proceeded to the generation of proposals for improving the causes that led to the diversion in consumption. To determine the deviation in the consumption of these services were performed related graphics aliquots of the actual consumption of each service with the established consumption rates for the design of the plant, which obtained most of the points studied were located by Above the line established by design.

Keywords: Consumer Services, Analysis Consumption, Consumption by Design

xii

Cause-Effect,

diversions,

Real

OS H C E R DE

DO A V R E RES

S

Capítulo I El Problema

CAPITULO I

EL PROBLEMA

1.1- Planteamiento del Problema

En los últimos años el ahorro de energía en los procesos de producción se ha

DO A V R E RES

S

convertido en uno de los grandes retos de todas las industrias que logran tener éxito.

S O H C E R Mientras DEmayor es el ahorro energético logrado por la industria, mayor es su rendimiento, el cual se ve reflejado en sus niveles de producción, satisfacción del cliente y en el equilibrio entre la institución y el medio ambiente.

Para la planta de Cloro Soda del complejo petroquímico Ana María Campos, el aspecto antes mencionado es considerado de gran importancia ya que los sistemas de distribución de aire de proceso e instrumentos, nitrógeno y vapor de la planta presentan problemáticas que traen como consecuencia consumo excesivo de estos servicios, disminución de su eficiencia y a la vez la eficiencia de la planta en general, pudiendo provocar paradas no planificadas debido al bajo rendimiento en equipos.

Actualmente en la planta de Cloro Soda se están presentando numerosas pérdidas de nitrógeno, aire y vapor (fugas abiertas), liberando al ambiente vapor vivo (sobrecalentado) que contiene gran cantidad de energía, nitrógeno y aire

4

provocando que el suministro de estos servicios aumente y a su vez aumenten los costos de operación.

Por otra parte, el funcionamiento poco eficiente de algunas trampas de vapor aumenta la presencia de condensado dentro de las líneas de distribución de vapor. Esta baja eficiencia puede ser provocada por fugas abiertas en las líneas,

OS D A V R E De igual forma la distribución de S impiden la salida del condensado deR laE trampa. S HO C E R E D puede verse afectada de la misma manera. aire y nitrógeno mala selección de trampas o quizás por fallas comunes, tales como bloqueos que

Por lo anteriormente expresado es necesario mejorar los sistemas de distribución de vapor, aire y nitrógeno, con el objetivo de disminuir los costos de producción haciendo más rentable el proceso, disminuir las paradas no planificadas, aumentar la eficiencia global del proceso así como también disminuir el consumo de los servicios reduciendo de esta forma los gastos generados por estos. Por estas razones la empresa PEQUIVEN S.A., ha solicitado la evaluación del consumo de los servicios de aire, nitrógeno y vapor de la planta de Cloro soda.

1.2- Formulación del Problema

La planta de Cloro Soda actualmente presenta problemas que hacen que el consumo de los servicios de aire, nitrógeno y vapor se encuentre por encima del consumo establecido por el diseño de la misma, lo cual hace necesaria la evaluación del consumo de estos servicios. Para dicha evaluación se hizo

necesario definir las alícuotas de diseño de consumo de los servicios antes mencionados, definir las alícuotas reales de consumo de servicios, determinar las causas de consumo excesivo de los servicios, plantear diferentes alternativas de mejoras para disminuir el consumo de estos servicios y así cumplir con el objetivo principal de esta investigación. Finalmente se actualizaron los planos de las líneas de distribución de los servicios como objetivo adicional para la resolución de ésta trabajo.

OS H C E R DEde la Investigación 1.3- Objetivos

DO A V R E RES

S

1.3.1- Objetivo General

Evaluar el consumo de los servicios de aire de proceso e instrumentos, nitrógeno y vapor en la planta de Cloro Soda del complejo Ana María Campos.

1.3.2.- Objetivos Específicos

1.- Definir las alícuotas de consumo de los servicios de aire de proceso e instrumentos, nitrógeno y vapor según diseño.

2.- Definir las alícuotas reales de consumo de los servicios de aire de proceso e instrumentos, nitrógeno y vapor.

3.- Determinar las causas de consumo excesivo de los servicios de aire de proceso e instrumentos, nitrógeno y vapor.

4.- Plantear propuestas de mejoras para disminuir el consumo de los servicios (N2, Aire y Vapor) en la planta.

5.- Actualizar los planos de líneas de distribución de los servicios.

1.4- Justificación e Importancia de la Investigación.

DO A V R E RES

S

La utilización del vapor como fuente de energía calórica, del nitrógeno y del

OS H C E R DE

aire constituye alguno de los insumos más costosos de la industria Petroquímica.

Debido al incremento de los costos actuales, tanto la producción como el consumo de estos servicios se han limitado a tal punto que se ha hecho imprescindible minimizar sus perdidas.

La realización del estudio de la evaluación del consumo de servicios de aire de procesos e instrumentos, nitrógeno y vapor en la planta de Cloro Soda permitió determinar, ubicar y cuantificar las perdidas existentes de estos servicios a través de fugas presentes en las líneas o en los diferentes equipos, o a través del consumo excesivo de estos servicios en equipos por baja eficiencia.

Adicionalmente la determinación de los rangos de consumo de la planta, permite establecer si se encuentra dentro de los parámetros establecidos.

Desde el punto de vista teórico, permitirá conocer aspectos teóricos importantes relacionados con el consumo de los servicios de N2, Aire y Vapor,

los

cuales

pueden

ser

de

gran

utilidad

para

estudios

posteriores

relacionados con el tema. Así mismo metodológicamente con la realización de esta investigación se crearán procedimientos para mejorar el consumo de estos diferentes servicios, los cuales pueden servir de guía para estudios futuros.

OS D A V R E su consumo actual, además S E conocer los servicios (aire, N y vapor), permitiendo R S HO C E R E D diferentes alternativas que permitan reducir el consumo de estos de establecer

Finalmente la principal justificación del proyecto radica en la evaluación de 2

servicios lo que se traducirá en ahorro para la empresa y así mismo hacer más eficiente los procesos de producción dentro de la planta.

1.5.- Delimitación de la Investigación

1.5.1- Delimitación Espacial

El presente trabajo de desarrolló en la Planta de Cloro Soda del Complejo Petroquímico Ana María Campos, ubicado en los puertos de Altagracia Estado Zulia.

1.5.2.- Delimitación Temporal.

El presente trabajo tuvo una duración de 6 meses contados desde el mes de Abril de 2008 hasta el mes de Septiembre del mismo año.

OS H C E R DE

DO A V R E RES

S

OS H C E R DE

DO A V R E RES

S

Capítulo II Marco Teórico

CAPITULO II

MARCO TEÓRICO

2.1.- Descripción de la empresa

Petroquímica de VENEZUELA S.A., (PEQUIVEN S.A.), es la empresa del

DO A V R E RES

S

estado que se encarga de producir y comercializar productos químicos y

OS H C E R DE

petroquímicos para los mercados nacionales e internacionales, y propicia a su vez la creación de empresas mixtas para el desarrollo de las cadenas de productos petroquímicos aguas abajo.

PEQUIVEN, desde que fue creada en 1977, asumió las fundaciones y operaciones de lo que fuera el Instituto Venezolano de Petroquímica (IVP), inaugurado en el año 1955. Desde marzo de 1978, cuando se constituyó como filial de PDVSA, PEQUIVEN ha vivido sucesivas etapas de reestructuración hasta llegar a convertirse en una Corporación Petroquímica Estratégica Nacional donde:

La Misión es manufacturar y comercializar productos químicos y petroquímicos de alta calidad, en el mercado nacional e internacional, maximizando el valor del gas y de las corrientes de refinación, a fin de impulsar el desarrollo industrial y agrícola de nuestro país. 11

La Visión es ser líder en motorizar el desarrollo agrícola e industrial de nuestro país, ser reconocida en los mercados nacionales e internacionales por la manufactura de productos químicos y petroquímicos de alta calidad y a costos competitivos.

En 30 años de experiencia, y cerca de medio siglo de desarrollo del negocio

OS D A V R E S E prácticas operacionales y empresariales, con un elevado sentido de protección al R S O H C DERE

en el país, se reconoce el valioso capital humano que da cuenta de las mejores

ambiente que rodea nuestras áreas operacionales, así como para contribuir con el desarrollo social y endógeno del país.

2.1.1.- Actividad Económica

PEQUIVEN está integrada por tres Complejos Petroquímicos: Ana María Campos en el estado Zulia, Morón en el estado Carabobo y Jose en el estado Anzoátegui. Se encuentra organizada en unidades de negocio que atienden el desarrollo de tres líneas de productos petroquímicos: Olefinas y sus derivados, Fertilizantes y Productos Industriales, además participa directamente en 16 Empresas Mixtas compuestas por socios locales e internacionales.

PEQUIVEN ofrece más de 40 productos petroquímicos en los mercados nacional e internacional. Su visión interna del negocio y la vinculación con importantes socios en la conformación de las empresas mixtas en las que participa, le ha permitido tener presencia en el mercado nacional y mundial.

Su oferta al mercado venezolano responde a las estrategias de estimular el crecimiento de un sector industrial competitivo, con capacidad para atender las necesidades locales y proyectarse hacia la exportación, así como apoyar el desarrollo agrícola nacional dispuesto por el gobierno, a través del Plan Nacional de Siembra. PEQUIVEN tiene una estructura empresarial bastante compleja compuesta por dos empresas filiales, tres empresas relacionadas y 16 empresas

DO A V R E RES

S

mixtas, cada una de las cuales está orientada a desarrollar actividades

OS H C E R DE

operacionales, comerciales y / o financieras.

PEQUIVEN cuenta con una serie de ventajas comparativas que ofrece Venezuela en el área petroquímica:

• País petrolero con abundantes reservas de gas natural.

• Posición geográfica favorable para acceder a mercados regionales y globales en crecimiento.

• Disponibilidad de una importante infraestructura industrial en áreas claves para la expansión.

En el complejo Ana María Campos, a partir del gas natural y sal común, se desarrollan tres líneas de productos de naturaleza eminentemente estratégicas para el país, cuyos usos y aplicaciones están asociados con la vida diaria de toda la población. Estas líneas son: Cloro – Soda utilizados como insumo para

purificación del agua y para múltiples usos industriales; Fertilizantes los cuales apoyan el desarrollo agrícola y a las políticas del desarrollo alimentario; Plásticos (etileno y propileno, PVC) los cuales tiene una gran aplicación en la elaboración de plásticos un sus más variadas formas.

2.1.2.- Proceso productivo

OS D A V R El Complejo Petroquímico Ana María Campos está ubicado en la Costa E S E R S HO estado Zulia, en orillas de la bahía “El Tablazo” a C E R Oriental del Lago de Maracaibo E D pocos kilómetros al norte del municipio Los Puertos de Altagracia. Este complejo se extiende sobre un área industrial de 858 hectáreas, siendo uno de los parques industriales más grandes de Venezuela.

Su construcción se inicia en 1968, concluyéndose la mayor parte de su infraestructura en 1973. En 1976 aumentó significativamente la expansión de las actividades petroquímicas venezolanas, e impulsó el aprovechamiento del gas natural como fuente básica de insumos para estas operaciones. Entre 1987 y 1992 crece considerablemente debido a la expansión realizada para incrementar la disponibilidad de resinas plásticas en el país.

Sus instalaciones

se distribuyen en dos fajas de terreno claramente

delimitadas como se aprecia en la Figura # 1. En una faja central están ubicadas las plantas básicas del Complejo: Gas licuado, Olefinas y Cloro-Soda, que sirven para surtir materia prima a las demás plantas existentes en el Complejo.

UBICACIÓN DE LAS PLANTAS DENTRO DEL COMPLEJO POLIET. DE BAJA DENSIDAD

LÁTEX

ÁREA NORTE HIDROLAGO

PRAXAIR INDESCA

POLIPROPILENO

PLANTA PLANTA ELÉCTRICA ELECTRI

ALMACÉN DE MATERIAL

AMONÍA CO

PVC II

MUELLE SÓLIDOS

MUELLE LÍQUIDOS

MUELLE SAL MUELLE LANCHAS

LAGO DE MARACAIB

CT A

URE A

CLOR O SODA

MVC II

PPE

OLEF II

OS H C E R DE PENÍNSULA ANA MARÍA CAMPOS

EFLUENT ES

LAGUNAS EVAPORACION

OLE F I

MVC I

POLIETILENO BAJA DENSIDAD

POLIETILENO ALTA DENSIDAD

POLIESTIRENO

EDIFICIO ADMINIST.

QUÍMICA VENOCO

PVC

DO A V R E RES OLEFINS ALM.

LGN II

LGN I

INT. PROT.

S

OLEFINS ALM.

MECHUR R

R.A.S.

PEQUIV EN EMPRESAS MIXTAS EMPRESAS PRIVADAS

Figura # 1: Planimetría del Complejo Ana María Campos. (Inducción complejo El Tablazo 1999). En el norte de la faja central se encuentran instalaciones las demás plantas pertenecientes a los procesos intermedios y finales de producción. En unas de ellas, que ocupa la mayor superficie, se produce Urea/Amoniaco; otras son las plantas de Vinilos, mientras las demás instalaciones existentes pertenecen a Empresa Mixtas (Polinter, Indesca, Química Venoco, Propilven, Cloro Vinilos del Zulia, Olefinas del Zulia) y Empresas Privadas ( Estizulia, Praxiar

y Dow

Chemical).

En el Complejo Petroquímico Ana María Campos operan las siguientes instalaciones propias de PEQUIVEN de varias empresas mixtas, las cuales son:

• Planta de Gas Natural Licuado I y II (LGN I y II): Estas plantas procesan el Gas Natural proveniente del Lago de Maracaibo para producir: metano, el cual se usa como materia prima para la producción de amoniaco y como combustible en el Complejo; etano y propano, que sirven de materia prima a las plantas de Olefinas; butano y gasolina natural, los cuales son enviados a las refinerías de Bajo Grande o son enviados como productos de exportación.

OS D A V R Eexisten dos plantas gemelas, A y B S E • Planta de Amoníaco: En el R complejo S HO C E R E D para la producción de Amoniaco con una pureza de 99.5%. El Amoniaco es insumo fundamental para la producción de Urea, y se obtiene de la reacción del hidrógeno, generado a partir de la deformación del gas natural, con el nitrógeno que libera por combustión de aire, adicionalmente se utiliza vapor de agua como materia prima. Actualmente solo en funcionamiento la planta A.

• Planta de Urea: Las plantas de Urea están ubicadas en el sector NorOeste del Complejo, al sur de la plata de amoniaco y al norte del área de almacenamiento de amoníaco. Estas plantas están diseñadas para producir 1200 TDM de Urea cada una. La Urea, un sólido cristalino, es el resultado de la reacción química entre el Amoníaco líquido y el Dióxido de Carbono gaseoso, ambos suministrados por las plantas de Amoníaco.

• Planta de Cloro Soda: Esta planta utiliza como materia prima la Sal común y Agua desmineralizada, de los cuales mediante un proceso de

descomposición electrolítica se obtienen Cloro y la Soda Cáustica. La planta de Cloro Soda esta diseñada para producir 388.8 TDM de Cloro y 436 TMA de Soda cáustica, y como subproducto se obtiene adicionalmente Hidrógeno, Hipoclorito de Sodio y ácido clorhídrico.

• Planta Purificadora de Etano (PPE). Esta planta se construyo con el

DO A V R E RES

S

objetivo de proveer el etano que sirve de materia prima para la producción de

OS H C E R DE

Etileno en las plantas de Olefinas y minimizar así el consumo propano, con la posibilidad de liberarlo para exportación por parte PDVSA. La Planta Purificadora de Etano tiene una capacidad de diseño de 270 MTMA de Etano.

• Planta de Olefinas I y II: Las plantas de Olefinas están incluidas en el grupo de las llamadas plantas básicas y están situadas en el área central del Complejo. Estas plantas producen etileno y propano a parte corrientes de alimentación de etano y propano provenientes de las plantas LGN y PPE. Las plantas tienen flexibilidad para consumir etano y propano como materia prima, pudiendo operar con esquemas desde un 100% de etano hasta un 100% de propano, pasando por cualquier caso de mezcla en el caso de Olefinas II. Por su parte Olefinas I solo puede procesar hasta un 755 de etano.

• Planta de Vinilos: La planta de Vinilos esta constituida por tres plantas de producción, siendo estas: MVC II; PVC I y PVC II, aunque actualmente solo están en operación MVC II y PVCII. La planta MVC, dedicada a la producción de

Monocloruro de Vinilo (MVC). El MVC se obtiene a partir del etileno y cloro provenientes de las plantas de Olefinas y Cloro Soda respectivamente, la planta tiene una capacidad de diseño de 130 MTMA de MVC. La planta de PVC tiene como finalidad satisfacer la demanda local de PVC, atender las necesidades del mercado andino y aumentar la competitividad de la empresa con la comercialización de este producto.

OS H C E R E

• Planta de Efluentes: La

D

OS D A V R planta RESdeEtratamiento de efluentes

esta en

capacidad de procesar los desechos líquidos provenientes de las plantas que conforman el Complejo acondicionándolas a los niveles de calidad permisibles para ser descargados al Lago de Maracaibo. El proceso utilizado es el tratamiento secundario por “lodos activados de alta concentración microbiana”, que permite transformar los desechos en materia estable mediante complejas reacciones bioquímicas.

Planta de Servicios Industriales: El área de Servicios Industriales es la encargada se suministrar el vapor, agua y energía a cada una de la plantas. Esta área esta constituida actualmente por 17 calderas para la generación de vapor, 5 generadores de electricidad, una productora de agua desmineralizada (Planta CTA), una estación centralizada de aire comprimido y un sistema de bombeo y distribución de agua contra incendio.

• Empresas Mixtas: (Polinter, Indesca, Química Venoso, Propilven, Cloro Vinilos del Zulia, Olefinas del Zulia) y empresas privadas como Estizulia, la cual

produce Polietileno; Praxiar que esta destinada ala producción de Anhídrido Carbónico y Dow Chemical la cual esta dedicada a la elaboración de Látex.

2.1.3.- Materia Prima Utilizada

En el complejo Petroquímico Ana María Campos la materia prima fundamental la constituye el Gas Natural, el cual se procesa en las plantas de LGN

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I y II para producir metano (materia prima en la producción de Amoniaco y

OS H C E R DE

combustible para la generación eléctrica y de vapor), etano y propano (materia prima en las plantas de Olefinas I y II), butano y gasolina natural. También se utiliza Sal común como prima en la Planta de Cloro Soda.

2.1.4.- Productos Generados.

PEQUIVEN

y sus empresas mixtas operacionales elaboran más de 40

productos, los cuales han sido organizados en las siguientes líneas:

• Olefinas y Plásticos: Los productos incluidos en este renglón corresponden básicamente a materias primas fundamentales para la industria transformadora del plástico, entre las cuales cabe mencionar:

o Etileno y Propileno. (Empresa mixta Olefinas del Zulia)

o Polietileno (PEAD, PEDB, PELDB y PELAD)

o Polipropileno. (Empresa mixta Propilven)

o Oxido de etileno, Etilenglicol y MVC. (Empresa mixta Cloro Vinilos del Zulia)

• Fertilizantes: En esta línea se producen Amoníaco y Urea.

• Cloro Soda: se obtiene como productos Cloro, Soda Cáustica, Acido Clorhídrico, Hidrogeno e Hipoclorito de Sodio.

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• LGN I y II: En estas se producen Metano, Etano, Propano Butano y

OS H C E R DE

gasolina Natural.

• Vinilos: Se encuentran dos unidades de producción, de las cuales se obtiene el Monocloruro de Vinilo (MVC) y Policloruro de Vinilo (PVC).

2.1.5.- Organización de la Empresa

El Complejo Petroquímico El Tablazo esta compuesto de la siguiente manera:

Figura 2: Organización de la Empresa. (Inducción complejo Ana Maria Campos 1999).

Es relevante saber que Venezuela posee ventajas importantes para riguroso desarrollo petroquímico, por lo que se busca ser una organización de referencia para la creación de vapor y la calidad de sus procesos, productos y servicios reconocida por liderazgo en el desarrollo sustentable del sector químico y petroquímico nacional.

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PEQUIVEN S.A., tiene como norte manufacturar productos químicos de calidad y costo competitivo, en las cantidades que permita la capacidad de diseño de las plantas y/o los lineamientos estratégicos corporativos, cumpliendo los principios y normas de seguridad, higiene y ambiente, para abastecer las necesidades de insumos de la transformación aguas abajo, y con el compromiso de contribuir al impulso del desarrollo industrial, agrícola, social y endógeno del país.

2.2.- Descripción general del proceso de la planta Cloro Soda

La planta de Cloro Soda utiliza como materia prima la sal común la cual mezclada con agua y mediante un proceso de descomposición electrolítica, se obtiene cloro (Cl2), soda cáustica (NaOH), ácido Clorhídrico (HCl) e Hipoclorito de Sodio (Na2ClO3) e hidrógeno (H2).

Esta sal es provista por la salina de los Olivitos a unos 30 Km. de la planta vía terrestre hasta el patio de sal, luego mediante una correa transportadora, se

envía hasta un patio de almacenamiento el cual esta diseñado para contener 17,000 m3 (19,500 TM aprox.) de sal, lo cual equivale a un inventario para treinta días de operación de la planta a máxima capacidad.

Una vez en el patio, la sal se lleva por medio de un cargador frontal o “shovels” hasta una tolva vibradora que la dosifica en una cinta transportadora,

ADO suple a cuatro saturadores verticales. ESERV R S O H C DERE

S

esta la transfieren a un elevador de baldes para descargarla en un silo el cual

El proceso se inicia con la preparación de una salmuera (agua con sal) a una

concentración aproximada de 300g/lt, para lo cual se combina salmuera diluida (con poca sal) que retoma desde la sala de electrolizadores, con la cantidad necesaria de agua desmineralizada para disolver la sal y mantener los volúmenes de los tanques.

Del área de saturación, la salmuera se transfiere a un tratamiento primario, donde se trata químicamente con carbonato de sodio (Na2CO3) y soda cáustica (NaOH) para disminuir los niveles de calcio y magnesio respectivamente. En caso de ser necesario, se añade cloruro de calcio (CaCl2) para mantener la relación en la salmuera tratada entre el calcio y magnesio mayor de 2 a 1 respectivamente.

La salmuera se transfiere a un clarificador para precipitar los sólidos de las impurezas de la sal y los que se originan de la reacción, luego se circula por un

sistema de filtración el cual comprende un filtrado primario con carbón activado y otro secundario o de pulido a base de celulosa vegetal; a objeto de eliminar todos los sólidos en suspensión. Culminando el filtrado la salmuera al pasar a través de sistema de intercambio iónico, en el cual se remueve dureza (iones, calcio y magnesio) a niveles extremadamente bajos (< 25 ppb aprox.), obteniéndose una salmuera ultra pura.

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La salmuera ultra pura se envía a la sala de celdas, la cual tiene dos trenes de 36 electrolizadores.

La planta recibe energía eléctrica trifásica de 34,5 Kv en corriente alterna, la cual se transforma en 110 voltios y se rectifica para entregar 180.000 amperios de corriente continua a cada electrolizador.

Los electrolizadores son estructuras compuestas por 30 celdas, estas a su vez contienen un lado anódico y un lado catódico, separadas por una membrana especial para separar la molécula de Cloruro de Sodio (NaCl).

Estos electrolizadores se alimentan por el fondo, con salmuera en el lado anódico y con soda cáustica al 31% en el lado catódico y por el efecto de la intensidad de corriente de aproximadamente 180.000 amperios por cada electrolizador, ocurren principalmente las siguientes reacciones electrolíticas:

2 Cl-

Cl2 (g) + 2e-

2 H2O + 2eNa+ + OH

H2 (g) + 2OHNaOH

Por el lado del ánodo se genera cloro gas mezclado con salmuera agotada y en el lado cátodo se produce soda cáustica al 32% unida al hidrogeno. La salmuera agotada y el cloro fluyen dentro de una “T” de separación que esta fuera de cada electrolizador.

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OS H C E R DE El cloro se succiona por unos compresores hacia el área de procesamiento,

circulando por un sistema donde se somete a enfriamiento, filtrado y secado a objeto de eliminar la niebla salina y reducir al máximo el contenido de agua (menos de 10 ppm). Cada tren (dos) posee su propio sistema de secado y compresión independiente. Luego ambos flujos de cloro se unen en la descarga pasando a los sistemas de compresión, licuación y almacenaje de cloro liquido, desde donde se distribuye a sus diferentes sitios de consumo.

Ya separado parte del cloro la salmuera diluida fluye por gravedad a un tanque receptor, donde se le agrega ácido clorhídrico con el objeto de continuar separando el cloro que circula con la salmuera diluida. Luego, se envía a una torre de declorinación en donde el proceso de despojamiento al vacío remueve aun más cloro. Por último, se le añade sulfito de sodio (NaSO3) para no permitir ninguna traza de cloro libre que ocasionaría daños en el proceso de salmuera saturada.

La salmuera ya declorinada (sin cloro) es nuevamente enviada a saturación para reiniciar su proceso de concentración y tratamiento de calidad.

Producto de la descomposición electrolítica y la atracción del ánodo, el sodio migra a través de la membrana hacia el lado del catolito, por donde circula un flujo de soda a una concentración de 31% de soda y 69%, el sodio (Na+) que pasa a

OS D A V R Eaumenta su concentración en 1% y S desprende, en esta reacción la sodaR cáustica E S HO C E R E D con el hidrogeno gaseoso fluyen por otra “T” de separación conjuntamente través de la membrana reacciona con el agua produciendo NaOH e H2 que se

igualmente fuera de cada electrolizador.

Él hidrógeno separado de la soda cáustica, pasa por un sistema de enfriamiento lavado y compresión, en donde se distribuye una parte hacia la unidad de síntesis de ácido clorhídrico y el resto es venteado a la atmósfera.

La soda fluye por gravedad desde los electrolizadores al tanque de circulación, una parte se diluye y recircula a los electrolizadores nuevamente para que sirva de vehículo de la nueva reacción, otra parte es enviada a una unidad de concentración; para llevarla de 32% a un 50% y luego a los tanques de despacho a cisternas y buques, el resto se envía a los tanques de soda al 32% desde donde se almacena para otros usos.

La planta posee varios procesos asociados a la línea principal de producción, entre ellos los servicios auxiliares de electricidad, vapor, agua contra incendios, nitrógeno y demás sistemas propios de las plantas petroquímicas.

La planta cuenta con su propio sistema de mantenimiento y un equipo especializado de mantenimiento de electrolizadores, así como también una planta

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de mantenimiento y envasado de cilindros con cloro líquido.

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Los efluentes generados en la planta Cloro Soda, principalmente inorgánicos, están constituidos por corrientes ácidas y corrientes alcalinas; los cuales son enviados a la fosa de homogeneización, luego una vez ajustado el pH, son enviados a la Planta Central de Efluentes del Complejo Ana Maria Campos para su disposición final.

La planta Cloro Soda cuenta con un sistema de avanzado de control del proceso a través de un sistema de control distribuido TDC-3000 y un equipo de operadores, mecánicos e ingenieros en las diferentes áreas. Posee también varios sistemas de protección automática que reducen al máximo los riesgos de daños al personal o al ambiente. (Inducción a la planta de Cloro Soda, 2000).

Capacidad de la Planta

Producción 386 TMD de Cloro Gaseoso 180 TMD de Cloro Licuado 100 TMD de Acido Clorhídrico (32%)

DO A V R E 11,6 TMD de Hidrogeno GaseosoRES OS H C E R DE 436 TMD de Soda Cáustica (100%)

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2.3.- Antecedentes 1.- Ramírez, Josver (2001), desarrolló el trabajo de investigación de pregrado titulado, “Mejoras del sistema de distribución de vapor de las plantas de urea A y B”. El objetivo general de la investigación fue: Mejorar el sistema de distribución

OS D A V R E Los objetivos específicos fueron: de Urea, optimizando las estacionesR deE drenaje. S S HO EREdeCdistribución evaluar elD sistema de vapor de las plantas Urea e Hidrólisis, de vapor (alta, media y baja presión) y recuperación de condensado de las plantas

evaluar el sistema de trampeo de vapor de las líneas de distribución, realizar una base de datos de todas las trampas de vapor ubicadas en la planta de Urea, establecer el dispositivo de evaluación térmica de las trampas como estrategia de mantenimiento preventivo de las trampas de vapor, evaluar el estado funcional de las trampas de vapor, especificar las trampas de vapor, cuantificar las perdidas de vapor y cuantificar la cantidad de condensado no drenado y sus consecuencias al sistema de distribución.

Como autores de marco teórico utilizó a Rondón, Miguel (1998) para la evaluación del sistema de distribución de vapor y condensado, además de la “guía para la conservación de vapor en el drenado de condensados”, Armstrong International, manual N-101S (2000) para hablar de los métodos de instalación de trampas, recolección de condensado y sobre las perdidas de vapor a través de un orificio.

Para el desarrollo de este trabajo de grado primero se realizó el levantamiento del sistema de distribución de vapor, a través de la información documental y de la infamación tomada directamente de la planta. También se realizó una inspección visual para conocer el estado físico actual de los equipos, para finalmente realizar la evaluación correspondiente a las trampas de vapor presentes en la planta así como a las líneas de distribución en general.

OS D A V R E que el 86% de las trampas se S En los resultados obtenidos seR pudo saber E S HO C E R E Den operación, y que además el sistema de distribución de vapor en encontraban general se encuentra en estado crítico por lo cual se recomendó reemplazar las trampas en mal estado y reparar las fallas a lo largo de las líneas de distribución.

Se concluyó que el sistema de líneas de distribución y suministro de vapor a los equipos presentaban una alarmante deficiencia lo cual se traduce en grandes perdidas económicas.

La información que nos aporta este trabajo, se basa en el diseño de la investigación utilizado, siendo ambos de tipo experimental de campo, ya que ambas investigaciones consistieron en la recolección de datos directamente de los sujetos investigados sin la manipulación de variable alguna.

2.- Calderón, Ailyn y González, Michele (2000), desarrollaron el trabajo de investigación de pregrado titulado, “Evaluación y Optimización del sistema de vapor de las plantas de fertilizantes del complejo petroquímico Ana María Campos.

El objetivo general de la investigación fue: “Evaluar y Optimizar el sistema de vapor de las plantas de fertilizantes del complejo petroquímico Ana María Campos. Los objetivos específicos fueron: evaluar el sistema de eyección de los turbocompresores C-1, C-2, C-3 de la planta de Amoniaco y compresores Booster C-202 A/B/C, diseñar los sistemas de eyección de los turbocompresores, determinar incentivos económicos de un nuevo sistema de eyección para disminuir

OS D A V R S compresores C-1, C-2 y C-3 de las plantas deE Amoniaco. E R S O H DEREC

los costos operacionales, y actualizar los diagramas de tuberías de proceso de los

Como autores de marco teórico utilizó a Donald, Charles (1976), para hablar acerca de los diferentes compresores, eyectores y condensadores y sobre su consumo de vapor.

Como muestra de la población se extraen el sistema de eyección de los compresores C-1, C-2 y C-3 de las plantas de Amoniaco y compresores Booster del área 90.

El presente trabajo resulto ser de tipo descriptivo-explicativo, ya que evaluó un problema planteado representado por el sistema de vapor, y se trato de darle un explicaron y posible solución. Para lograr los objetivos planteados se obtuvo información de los manuales de operación de la planta, las hojas de especificación de los equipos y de los diagramas de flujo del área de estudio, para la posterior simulación con datos de diseño y datos reales y actuales.

Los resultados obtenidos en cada uno de los equipos tanto por diseño como por funcionamiento actual, comprobaron que existen ciertas variaciones de las diferentes variables que pudieran afectar el proceso además del consumo de vapor por equipo.

Se concluyó que como se estaba operando con los eyectores de arranque

S O D A V R y por lo tanto se esta perdiendo tanto el vapor E de motriz como el vapor que no S E R S RECHO condensó D en el de superficie. Econdensador existe doble perdida de vapor ya que estos eyectores descargaban a la atmósfera

La contribución del proyecto descrito a la presente investigación, se basa en el aporte de información referente a las posibles causas que estén afectando la distribución de vapor a la planta, que a la vez afecta directamente su consumo.

3.- Flores, Ingrid y Toledo, Roselyne (2002), desarrollaron el trabajo de investigación de pregrado titulado, “Optimización del sistema de distribución de vapor y recolección de condensado de una planta de Olefinas”.

El objetivo general de la investigación fue: “Optimizar el sistema de distribución de vapor y recolección de condensado de la planta de olefinas II”. Los objetivos específicos fuero: levantamiento en planta del sistema de distribución de vapor, estudiar la eficiencia del sistema de distribución de vapor, cuantificar las perdidas de vapor por fallas en los sistemas de recolección de condensado, estudiar el rendimiento del sistema de aislamiento térmico, crear una base de

datos de las trampas de vapor instaladas en planta y seleccionar las trampas de vapor a instalar.

Como autores de marco teórico de sustento, utilizó a J. P. Holman (1996) para hablar sobre la transferencia de calor a través de aislantes térmicos, y el manual Armstrong (2000) para hablar sobre el funcionamiento de las diferentes trampas de vapor.

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Para la realización de los adjetivos se realizó un levantamiento de todo el sistema de distribución de la planta con ayuda de los diferentes P&ID, luego las trampas de vapor fueron evaluadas por medio del método de prueba acústica a través del instrumento de medición ULTRASONIC AUDIO-VISUAL CHECKER UC.1 de la marca TLV. Finalmente se cuantificaron las fugas de vapor por medio de la ecuación de Naiper y se realizaron los planos de distribución de vapor por medio del software AUTOCAD 2002.

Los resultados obtenidos por medio del balance de vapor en tiempo real demostraron la existencia de fugas de vapor en el sistema de distribución. También se pudo conocer el mal estado de los aislantes térmicos y de la gran cantidad de energía liberada por dichas fugas.

Por último se pudo concluir que muchas de las trampas instalas se encuentra sobre dimensionadas, lo cual no permite desalojar de forma correcta el condensado almacenado dentro de las líneas de distribución de vapor, además la

cantidad de vapor importado desde la faja central ha aumentado, debido a la disminución de la eficiencia de los equipos que consumen vapor.

El proyecto descrito contribuye a la presente investigación con la información general referente al levantamiento de todo el sistema de distribución de los servicios de la planta, así como también de la verificación de los P&ID (Diagrama

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de Tuberías e Instrumentación) con las líneas de distribución.

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4.- Piletti, Gianfranco y Montiel, Mariana (2007), desarrollaron el trabajo de investigación de pregrado titulado “Evaluación del sistema de medición de flujo de materias primas y suministros industriales de la planta de polietileno de alta densidad de Poliolefinas Internacionales, C.A. Polinter”.

El objetivo general de la investigación fue: “Evaluar el sistema de medición de flujo de materias primas y suministros industriales de la planta de polietileno de alta densidad de Poliolefinas Internacionales, C.A. POLINTER”. Los objetivos específicos fueron: comparar la data obtenida de los instrumentos de medición de la planta de PEAD con la correspondiente a los medidores de Pequiven para obtener la desviación existente entre ellos, verificar el estado actual de los instrumentos de medición de la planta de PEAD que presentan una desviación no permisible, realizar el análisis causa-efecto para los instrumentos de medición de la planta de PEAD que presentan una desviación no permisible, elaborar

propuestas y recomendaciones para la mejora de los instrumentos de medición de la planta de PEAD que presentan una desviación no permisible.

Como autores de marco teórico utilizó a Suárez, Georgina (1995) y Antonio Creus (1989), para hablar sobre los gastos de insumos en la planta de Polinter y sobre los diferentes medidores de flujo respectivamente.

OS D A V R E ser de tipo descriptivo, ya que se El presente trabajo de investigación resultó S E R S HO C E R E enfocó enDla evaluación del Sistema de Medición de Materias Primas y Suministros Industriales de la planta de Polietileno de Alta Densidad de Poliolefinas Internacionales C.A. Polinter, y se trato de darle una explicación y posible solución.

Como resultados y conclusiones se obtuvo que el sistema de medición de flujo de materia primas y suministros industriales de Polinter cumple con los requerimientos de instalación propuestos en los manuales de instalación correspondientes a cada uno de los instrumentos de medición que conforman este sistema, las desviaciones observadas en el sistema de cuantificación de insumos tienen su origen en varios parámetros que pueden ser clasificados en las áreas de metodología, maquinaria, mano de obra y materiales. Para algunos casos se considera el medio ambiente y además que la frecuencia del mantenimiento preventivo que se le realiza a los instrumentos de medición de la planta, en

especial a los medidores de placa orificio, no es la más adecuada para garantizar el óptimo funcionamiento de los mismos.

El proyecto descrito contribuye a la presente investigación con lo relacionado a al instrumento de medición, y a los instrumentos de análisis de datos, además de las técnicas de recolección de datos e información y el diseño y tipo de investigación.

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2.4.- Bases teóricas

2.4.1.- Sistema de Vapor y Condensado de la Planta

Cloro Soda del

Complejo Ana María Campos.

La planta de Coro Soda emplea vapor sobrecalentado del área de servicios del complejo. Esta fuente de vapor le permite a la planta obtener los 3 diferentes

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niveles de vapor necesarios para su operación.

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El vapor es necesario para concentrar el NaOH (hidróxido de sodio), calentando la salmuera ultra pura y la soda cáustica, precalentando el alimentador del reactor de cloratos, vaporizando el cloro antes de ser llevado a la estación de filtrado, sobrecalentando el cloro cuando los compresores de cloro están bajos de carga, limpiando el área de la célula de regeneración y habilitando la utilidad de las estaciones.

- Descripción del proceso.

Los tres diferentes niveles de presión de vapor son obtenidos y empleados del vapor sobrecalentado de 46.7 Kg/cm² y 399°C, el cual ingresa desde afuera de la planta.

El vapor sobrecalentado se pasa a través del regulador de presión (PV-9040) y este lo reduce a 11.5 Kg/cm² y 194°C, considerado vapor de media presión. El

principal uso del mismo es en el 1er efecto de la unidad de concentración cáustica, mejor conocida como “Paquete Cáustico”.

La parte remanente del vapor llega menos calentado a 5,2 Kg/cm²a y 159°C como vapor de baja presión en la estación U2 – DH202. También es usada agua ultra pura para provocar una caída de la energía del vapor.

OS D A V R Durante el arranque de la planta, la estación E U2-DH203 es usada para S E R S HO C E R E enfriar y producir D vapor de baja presión. En este caso, arranque u operación normal, el vapor llega a varias áreas de planta como calentador y para otras funciones. Un vapor de muy baja presión de 2.8Kg/cm² a y 152 °C se usa en el área de renovación de celdas y es producido por una caída de presión al pasar a través del regulador de presión PCV-9002. El condensado recuperado de todas las unidades que usaron vapor de baja y muy baja presión se recolecta y chequea afuera por un analizador de conductividad térmica (AE-9071).

El vapor en el rango de especificación se enfría en el intercambiador de calor U2-E202 y junto con el condensado secundario del 3er efecto de la unidad de concentración cáustica que esta en especificación (analizado por AE-9077), son almacenados como agua de alta pureza en el tanque U3-TK303. Cuando una o ambas corrientes están fuera de los límites de especificación, se llevan al tanque de condensado fuera de especificación U2-TK201.

El condensado fuera de especificación esta disponible en el área de evaporadores cáusticos para propósitos de lavado o a los saturadores de salmuera como agua de preparación a través de la bomba U2-P201, cuando sea requerido. (Servicios Auxiliares, Adiestramiento Cloro Soda, Julio 1999)

Vapor. Conceptos básicos.

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El vapor es el medio ideal para transportar una gran cantidad de energía a

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un punto de operación donde será utilizado, ya sea para un proceso productivo o para cualquier otro tipo de servicio.

La historia del uso eficiente del vapor comienza en la caldera y no termina hasta que el condensado caliente retorna a la misma. El control de vapor a través de todo el sistema es necesario para alcanzar y mantener su programado rendimiento.

El condensado es un producto secundario de la transferencia de calor en un sistema de vapor. Se forma en el sistema de distribución debido a la inevitable existencia de convección con el aire exterior principalmente, aunque también está presente el calor por radiación pero en menor medida. También se forma en equipos de calentamiento y de proceso debido a la transferencia de calor del vapor a la sustancia que se desea calentar. Una vez que el vapor se condensa ha cedido todo su calor latente, el condensado caliente se debe remover inmediatamente. El condensado todavía es agua caliente con valor energético y se

debe regresar a la caldera, aun cuando el calor disponible en un kilogramo de condensado es relativamente poco comparado al de un kilogramo de vapor.

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Figura # 3. Esquema general de generación y distribución de vapor. (Manual Armstrong 1999).

El condensado que se acumula en las líneas de vapor puede causar el fenómeno conocido como golpe de ariete. Cuando el vapor viaja a velocidades de hasta 160 Km/hr tiende a producir “olas” al pasar sobre el condensado. Si se ha acumulado demasiado condensado entonces el vapor a alta velocidad lo estará empujando, lo cual produce un tapón de agua que crece al empujar el líquido delante de él. Cualquier componente que trate de cambiar la dirección del flujo como: conexiones, válvulas reguladoras, codos, bridas ciegas, podría ser destruido. Así mismo, a parte del daño producido por este “golpeteo hidráulico”, el agua a alta velocidad puede causar erosión significante en las conexiones y tuberías con superficies metálicas.

Figura # 4. Problemas generados por la presencia de condensado. (Manual Armstrong 1999).

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OS H C E R DE que se ha dejado acumular en las tuberías va a formar olas al El condensado pasarle vapor por encima de él, hasta que eventualmente puede bloquear el flujo (punto A). El condensado en le área B produce una diferencia de presión que permite a la presión de vapor empujar el tapón de condensado a lo largo del tubo como un cilindro golpeador.

Cuando el vapor se encuentra con condensado, que ha sido enfriado a una temperatura menor que la del vapor, se puede producir un choque térmico. El vapor ocupa un volumen mucho mayor que el condensado, así que cuando el vapor se condensa de forma repentina se generan ondas de choque que viajan por todo el sistema. Esta forma de golpe de ariete puede dañar el equipo, básicamente indica que el condensado no esta siendo drenado correctamente del sistema. Al mismo tiempo, el condensado ocupa un cierto volumen dentro de la unidad de transferencia de calor, lo cual reduce el tamaño físico y la capacidad de la unidad. Si el condensado se remueve rápidamente entonces la unidad esta

llena de vapor, pero al condensarse el vapor nuevamente se forma una capa de agua dentro de las superficies de las tuberías y de los intercambiadores. Además los gases no - condensables no se convierten en líquidos y no fluyen hacia fuera por gravedad, sino que se acumulan dentro de la unidad y también forman una capa delgada en las superficies junto con la suciedad y el sarro. Todos estos elementos son impedimentos para una transferencia de calor adecuada.

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Figura # 5. Posibles reductores de la transferencia de calor. (Manual Armstrong 1999).

En cierta forma la presencia de estos gases dificulta la transferencia de calor del vapor hacia el exterior, situación que seria favorable por disminuir la transferencia pero trae consigo muchas más implicaciones desfavorables por lo que es necesario su eliminación o procurar al máximo su disminución.

El aire siempre está presente durante el arranque del equipo y en el agua de alimentación a la caldera. Además, el agua de alimentación puede tener disueltos ciertos carbonatos que liberan dióxido de carbono. La velocidad a la que fluye el vapor empuja estos gases hacia las paredes de las tuberías e intercambiadores, lo

que puede resultar en el bloqueo del calor transferido. Esto empeora el problema de drenaje de condensado dado que dichos gases deben ser removidos del sistema junto con el condensado. (Manual Armstrong 1999).

Efecto del aire en la temperatura del vapor.

Cuando el aire y otros gases entran al sistema de vapor estarán ocupando

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parte del espacio que debería estar ocupado únicamente por el vapor. Y la

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temperatura de la mezcla aire/vapor va a ser menor que se sería para vapor puro.

Formación de condensado en las líneas de vapor.

Las líneas de distribución de vapor de la planta deberían manejar vapor sobrecalentado en cada uno de sus cabezales lo cual no ocurre realmente. La formación de condensado bajo estas condiciones es imposible, ya que este fenómeno ocurre solo en condiciones de equilibrio, condiciones de presión y temperatura en equilibrio; es decir; en la línea de mezcla, a una presión determinada y su temperatura de saturación correspondiente. En estas condiciones la presencia de líquido y vapor es de existencia estable, y la separación de ambas fases puede realizarse de manera sencilla, siempre y cuando se cuente con un dispositivo adecuado para llevar a cabo esta función.

Bajo condiciones de trabajo estable este fenómeno no debería ocurrir, pero en el caso de la Planta de Cloro Soda el vapor de media y baja presión la

temperatura esta un poco por encima de la de saturación para la presión de trabajo correspondiente y posteriormente es agregada agua pulverizada hasta llevar al punto de saturación el vapor, lo que genera constantemente la presencia de condensado, pudiendo producirse principalmente por: una pequeña caída de presión, que puede ser debida a la fricción generada por las tuberías, ha fugas de vapor vivo en algunos puntos de la red, fallas en el material aislante, etc.

OS D A V R Epulverizada al vapor es mejorar la S El objetivo fundamental de agregar agua E R S HO C E R E capacidad D de transferencia de calor a través de los distintos intercambiadores y calentadores presentes en la planta en todas sus áreas.

Adicionalmente el condensado es producido también por la transferencia de calor entre el vapor y el medio ambiente que rodea dicha línea, debido principalmente la pérdida de dicho calor al material aislante de las tuberías que van perdiendo sus propiedades a través del tiempo. Por otra parte en casos de que la planta trabaje a baja carga, se disminuye el flujo de vapor a través de la red por lo que genera una caída de presión y a su vez la consecuente formación de condensado al pasar el vapor a la zona de saturación (liquido + vapor).

Por último, en caso de alguna parada de planta en donde no se desaloje adecuadamente el vapor de las líneas de distribución se generará condensado por la transferencia de calor hacia el medio ambiente al alcanzar el equilibrio termodinámico el vapor contenido en dichas tuberías.

En condiciones ideales el condensado no debería estar presente dentro de las tuberías de distribución de vapor, pero debido a todas las situaciones antes mencionadas siempre se genera dicho condensado, por lo que se debe extraer de las líneas a través de dispositivos especiales para tal función como son las llamadas “trampas de vapor”.

DO A V R E RES

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Problemas causados por la presencia de condensado en las líneas de

OS H C E R DE

distribución de vapor

Principalmente se genera un problema que causa el deterioro de las piezas, dispositivos y accesorios de las tuberías de distribución de vapor y es el conocido “Golpe de Ariete”.

En donde el agua al moverse desarrolla energía, a causa de su peso y velocidad. Si interrumpimos bruscamente su movimiento, la energía del agua se hará sentir de una u otra manera, ya que la misma no desaparece sin provocar algún efecto.

Cuando el agua en movimiento es detenida bruscamente por un obstáculo en su camino, parte de su energía será transmitida a ese obstáculo y el resto hará que el agua se proyecte bruscamente en todas direcciones. Si el agua esta dentro de una tubería, su energía será transmitida al obstáculo y a las paredes de la tubería.

Imaginemos ahora una masa de agua en movimiento, dentro de una tubería y ganando cada vez mayor impulso. El agua encuentra un obstáculo y, porque se halla en un espacio confinado, entrega su energía (o gran parte de ella) al obstáculo y a las paredes de la tubería. Este fenómeno produce dos efectos (a) Ocasiona tensión y vibraciones en la tubería y conexiones y (b) produce ruido. A menudo el ruido es muy fuerte, como si la tubería se le hubiera golpeado con un martillo.

DO A V R E RES

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OS H C E R E del agua es elevada y su peso considerable, la cantidad de Si la D velocidad

energía desprendida puede ser suficiente para romper la tubería y los accesorios.

Siendo reducidos la velocidad y el peso del agua (y por ende poca la energía) el ruido puede ser transmitido a lo largo de toda la instalación de tuberías. Y si el martilleo ocurre con frecuencia puede llegar a ser insoportable y aun en tales condiciones, llegar a dañar la instalación.

Si el golpe de ariete lo sufre una trampa, podrá perjudicar sus piezas móviles, y si los golpes son fuertes y el tipo de trampa instalado no es apropiado, quedará fuera de servicio en muy poco tiempo.

Otra causa de golpes de ariete se da al final de una tubería de vapor en que se ha conectado concéntricamente una tubería de menor diámetro que conduce el condensado hacia la trampa. Es evidente que la parte inferior de la tubería

principal estará siempre inundada. El sistema correcto es una reducción excéntrica, que asegura el perfecto drenado de la tubería principal y se reduce la posibilidad de golpes de ariete en este punto. (Guía de Conservación de Vapor en el Drenado de Condensados. Manual Armstrong 1998)

2.4.2.- Aislantes térmicos

OS D A V R E S E En muchos casos de transmisión de calor; por ejemplo: calderas, R S O H EC DER condensadores, líneas de vapor, etc, el calor se transmite de un fluido a otro a través de una pared que los separa. Esta transferencia de calor entre ambos medios es debido a la diferencia de temperatura que existe entre ellos. En presencia de esta diferencia la transferencia es inevitable.

En un sistema de líneas de vapor, la transferencia de calor tiene lugar entre el vapor y el medio ambiente que lo rodea, el cual se encuentra a una temperatura menor, a la temperatura del vapor de proceso. Bajo estas condiciones; proceso continuo de transferencia de calor vapor – ambiente, el vapor reduce su temperatura. Esta disminución en la temperatura del vapor de proceso se refleja en gastos económicos para la empresa, debido a la pérdida de energía que se está escapando del vapor. Para lograr reducir la transferencia de calor entre ambos medios se procedió a la colocación de aislantes térmicos alrededor de las tuberías que transportan vapor, así como en otros equipos donde la preservación de la energía calorífica del vapor también es importante.

Los aislantes térmicos consisten en un solo material, una mezcla de materiales o una estructura compuesta, se seleccionan para reducir la cantidad de calor transferido hacia el medio que lo rodea. La eficiencia del aislante se juzga sobre la base de la conductividad térmica y depende de la estructura física y química del material. El calor transferido a través de un aislante ocurre por conducción en sólidos, convección en gases y por radiación. La conducción en

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sólidos se reduce mediante partículas o fibras de tamaño pequeño en paredes de

OS H C E R DE

aislamiento de relleno suelto y mediante paredes de celdas delgadas en espuma. La convección en gases se reduce al proveer numerosos poros pequeños (interconectados entre sí) del orden de los caminos libres medios de las moléculas del gas, con el empleo de gases sustitutos de baja conductividad o con la evacuación de los poros hasta lograr una baja presión. La radiación se reduce al agregar materiales que absorban, reflejen o dispersen la energía radiante.

El rendimiento de los aislantes depende de la temperatura de las superficies que los limita, la densidad de aislamiento, el tipo de presión de gas dentro de los poros, el contenido de humedad, la resistencia a los choques térmicos y a la acción de las cargas y vibraciones mecánicas. En aplicaciones transitorias hay que considerar la capacidad calorífica del aislamiento.

La selección de los aislamientos la dicta los limites (rango) de las temperaturas de servicio, así como los criterios de diseño y las consideraciones económicas.

Existen cinco rangos de temperaturas a considerar. La selección del aislante térmico se ajusta de acuerdo a los cinco rangos existentes; es decir; los requerimientos de selección aislante se aplican según el rango de temperatura al cual pertenece la línea.

Calor transferido a través de una tubería aislada.

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Como se menciono anteriormente la transferencia de calor desde una

OS H C E R DE

tubería aislada hasta el medio que los rodea (medio ambiente) se realiza desde su interior hasta el exterior, utilizando como medios la convección interna (fluido – pared interna), conducción (capa aislante), convección externa (pared externa medio ambiente), cada uno de estos medios de transporte de calor combinados, permiten llevar a cabo la transferencia de calor a través de la tubería aislada, generando el indeseable condensado lo cual representa perdidas económicas para la empresa.

Convección interna (fluido – pared interna).

En este caso la transferencia de calor en el interior de la tubería es debido a la diferencia de temperatura entre el flujo de vapor y la temperatura de la tubería. Este tipo de transferencia de calor por convección es forzada debido a la presencia de velocidades altas en el vapor, donde el movimiento constante de las capas limite, que es requerido para llevar a cabo el proceso, no es producto de un cambio en la densidad del fluido.

Conducción térmica (capa de aislante térmico).

Otro mecanismo presente en el proceso de transferencias de calor entre el fluido interno en las líneas y el medio ambiente es la transferencia de calor por conducción. En este caso la resistencia que ofrece el material de las tuberías de las líneas y las chaquetas externas es despreciable. Es por ello que para los

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cálculos de las resistencias térmicas por conducción solo se considera el efecto

OS H C E R DE

del aislante térmico.

La determinación del coeficiente de conductividad térmica del material aislante en una línea esta en función de la temperatura promedio de trabajo y la temperatura en la pared exterior en la línea. El material aislante empleado en todas las líneas del sistema de distribución es Lana Mineral, y sus especificaciones están regidas por la ASTM C 612.

Convección externa (pared externa – medio ambiente).

Debido a la diferencia de temperatura existente entre el medio ambiente pared externa de la línea se presenta la transferencia de calor entre ambos medios. Este fenómeno obedece a una transferencia de calor por convección, esto es debido a la velocidad del viento circundante a la línea.

2.4.3.- Intercambiador de calor.

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Figura # 6: Sección de un intercambiador de calor tipo U. (Wikipedia, 2008)

Un intercambiador de calor es un dispositivo diseñado para transferir calor de un fluido a otro, sea que estos estén separados por una barrera sólida o que se encuentren en contacto. Son parte esencial de los dispositivos de refrigeración, acondicionamiento de aire, producción de energía y procesamiento químico.

- Tipos de intercambiadores de calor.

Dada la multitud de aplicaciones de estos dispositivos, se puede realizar una clasificación dependiendo de su construcción. Para la elección del mismo se consideran aspectos como tipo de fluido, densidad, viscosidad, contenido en sólidos, límite de temperaturas, conductividad térmica, etc.

• De placas: formados por un conjunto de placas de metal corrugadas (acero

inoxidable, titanio, etc.) contenidas en un bastidor. El sellado de las placas se realiza mediante juntas o bien pueden estar soldadas.

• Tubulares (Carcaza y tubos): formados por un haz de tubos corrugados o

no, realizado en diversos materiales. El haz de tubos se ubica dentro de una

DO A V R E RES

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carcasa para permitir el intercambio con el fluido a calentar o enfriar.

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• Tubo aleteado: se compone de un tubo o haz de tubos a los que se

sueldan aletas de diferentes tamaños y grosores para permitir el intercambio entre fluidos y gases. Por. Ejemplo: el radiador de un vehículo. (Flujo de Fluidos, Intercambio de Calor, Octave Levenspiel, 1998)

2.4.4.- Sistema de aire comprimido de la planta Cloro Soda.

Función

PEQUIVEN suministra, a la Planta Cloro-Soda, 2 tipos de aire comprimido de diferente calidad. Aire seco (-40ºC punto de condensación) se usa para todo el servicio de aire para los instrumentos. El aire (proceso) de la planta, con un punto de condenación de 10 0C, se usa en donde se no necesite aire seco. Sus principales funciones son:

1. Para el desplazamiento del líquido que queda dentro de las columnas de intercambio iónico, durante los ciclos de regeneración.

2. Para la limpieza, por contra flujo, de ambos sistemas de filtrado. 3. Como un agente de mezclado para la preparación de la solución de NaOH al 18%. 4. Como un arrancador para la llama del hornote HCI. 5. Para el secado, en el equipo y herramientas neumáticas.

DO A V R E RES

6. Como agente de limpieza en las estaciones de servicio.

OS H C E R DelEsecado de los cilindros de cloro. 7. Para

S

8. Como un nivelador de presión, en los tanques con presión cercana a la atmósfera, para prevenir el vacío. Tanto el aire para instrumentos como el de planta deberían ser suministrados libres de aceites.

Estos dos tipos de aire son suministrados por sus propias tuberías, a través de la planta.

-Descripción del proceso.

Pequiven proporciona aire para instrumentos a una presión de 8 kg/cm2 y a través de una línea de 4” y, el aire de Planta a 13 kg/cm2 y a través de una línea de 6”.

El aire para instrumentos es distribuido hacia todas las áreas, a la misma presión que se recibe. La presión del aire de planta se baja, por medio de la válvula PCV-9603 a 9 kg/cm2a, antes que se lleve a cualquier área dentro de la Planta. Algunos usuarios necesitan aire de 9 kg/cm2a, pero otros hacen caer la presión aun más, por medio de reguladores de presión, hasta niveles tan bajos como 1 kg/cm2. (Servicios Auxiliares, Adiestramiento Cloro Soda 1999)

OS H C E R DE

-Compresores

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Los compresores se utilizan para manejar volúmenes grandes de gas con aumentos de presión desde 10.32 Kpa y hasta varios cientos de Kpa. Estas unidades se pueden clasificar en dos grandes categorías:

1.- Compresores de flujo continuo.

a.- Compresores centrífugos.

b.- Compresores de flujo axial.

2.- Compresores de desplazamiento positivo.

a.- Compresores rotatorios.

b.- Compresores alternativos.

- Compresores de flujo continuo.

Los compresores continuos son equipos que producen un flujo continuo, al contrario de los de desplazamiento positivo, que producen un flujo fluctuante.

Los compresores de flujo continuo también se consideran dentro de la

OS D A V R diversos servicios. Las unidades E de flujo continuo S E R S RECHO

categoría de turbo máquinas, y son muy utilizados dentro de la industria química y petrolera para

son más

DE

pequeñas y producen muchas menos vibraciones que sus unidades competidoras como los equipos de desplazamiento positivo.

- Compresores centrífugos.

En un compresor centrífugo, el flujo entra al impulsor en dirección axial y sale del mismo en dirección radial, dentro del cual, se fuerza al fluido a pasar a través de un impulsor de paletas que giran a alta velocidad. La velocidad comunicada al fluido se convierte en energía de presión, parcialmente en el propio impulsor y parcialmente en difusores estacionarios, en los que la mayor parte de la energía de velocidad que proviene del impulsor se convierte en energía de presión. Habitualmente, el diseño del compresor se lleva a cabo de manera que la mitad de la transformación tenga lugar en el impulsor y la otra mitad tenga lugar en el difusor. Un difusor consiste en una cámara vacía, sin paletas. O en una cámara con una paleta tangencial al impulsor, o una combinación de ambas. En los casos

en los que se emplean cámaras con paletas, el rendimiento de conversión de velocidad en energía de presión es menor.

En general, los compresores centrífugos se emplean para conseguir relaciones de compresión más elevadas y caudales más bajos, en comparación con los compresores axiales, que producen relaciones de compresión más

DO A V R E RES

pequeñas y mayores caudales de descargas.

OS H C E R DE de flujo axial. - Compresores

S

Los componentes de flujo de axial, principalmente, se emplean como compresores para turbinas de gas, aunque también se usan en la industria del acero como soplantes para el horno de explosión y en la industria química para plantas grandes de obtención de acido nítrico. En general su uso principal viene dado por aplicaciones donde la carga requerida es pequeña y el flujo grande.

- Componentes de desplazamiento positivo.

Los compresores de desplazamiento positivo son equipos, esencialmente, de volumen constante con presiones de descargas variables, y pueden ser de dos tipos:

1. Compresores rotarios.

2. Compresores alternativos.

Muchos consideran a los compresores rotarios como el de tipo soplante, como turbo máquinas por su compartimiento en términos de la dinámica del rotor, que es muy parecida al centrifugo y al de flujo axial. A contrario de las máquinas alternativas, los equipos rotarios no presentan problemas de vibración, pero al igual que las maquinas alternativas, son equipos de desplazamiento positivo.

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- Compresores rotarios

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Los compresores rotarios son máquinas de tipo de desplazamiento positivo. Dichas unidades son, esencialmente, máquinas de volumen constante con presión de descarga variable. El volumen no puede variarse cambiando la velocidad de giro o mediante recirculación o purga de parte del caudal de máquina.

-Compresores alternativos

Los compresores alternativos se emplean principalmente, cuando es necesaria una carga de presión elevada con bajo flujo de operación, y pueden ser de un solo efectos o de múltiples efectos. El numero de efectos se determina atendiendo a las necesidades de la relación p2/p1 del compresor. La relación de compresión por etapa, generalmente, limita a 4, aunque existen unidades de baja capacidad con relaciones de compresión de 8 y más elevadas. Generalmente, la máxima relación de compresión permisible viene determinada por el valor máximo aceptable de temperatura de descarga del gas.

Válvulas

Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos.

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Las válvulas son unos de los instrumentos de control más esenciales en la

OS H C E R DE

industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos. Sus tamaños van desde una fracción de pulgada hasta 30 ft (9 m) o más de diámetro. Pueden trabajar con presiones que van desde el vació hasta mas de 20000 lb/in² (140 Mpa) y temperaturas desde las criogénicas hasta 1500 °F (815 °C). En algunas instalaciones se requiere un sellado absoluto; en otras, las fugas o escurrimientos no tienen importancia.

La palabra flujo expresa el movimiento de un fluido, pero también significa para nosotros la cantidad total de fluido que ha pasado por una sección de terminada de un conducto. Caudal es el flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de fluido que circula por una sección determinada del conducto en la unidad de tiempo.

Válvula de control

La válvula automática de control generalmente constituye el último elemento en un lazo de control instalado en la línea de proceso y se comporta como un orificio cuya sección de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada.

Partes de la válvula de control

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OS H C E R DE de control constan básicamente de dos partes que son: la parte Las válvulas

motriz o actuador y el cuerpo.

• Actuador: el actuador también llamado accionador o motor, puede ser

neumático, eléctrico o hidráulico, pero los más utilizados son los dos primeros, por ser las más sencillas y de rápida actuaciones. Aproximadamente el 90% de las válvulas utilizadas en la industria son accionadas neumáticamente. Los actuadores neumáticos constan básicamente de un diafragma, un vástago y un resorte tal como se muestra en la figura (1-a.). Lo que se busca en un actuador de tipo neumático es que cada valor de la presión recibida por la válvula corresponda una posición determinada del vástago. Teniendo en cuenta que la gama usual de presión es de 3 a 15 lbs/pulg² en la mayoría de los actuadores se selecciona el área del diafragma y la constante del resorte de tal manera que un cambio de

presión de 12 lbs/pulg², produzca un desplazamiento del vástago igual al 100% del total de la carrera.

OS H C E R DE

DO A V R E RES

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Figura # 7: Actuador de una válvula de control. (Manual ROTORK, 2006)

• Cuerpo de la válvula: este esta provisto de un obturador o tapón, los

asientos del mismo y una serie de accesorios. La unión entre la válvula y la tubería puede hacerse por medio de bridas soldadas o roscadas directamente a la misma. El tapón es el encargado de controlar la cantidad de fluido que pasa a través de la válvula y puede accionar en la dirección de su propio eje mediante un movimiento angular. Esta unido por medio de un vástago al actuador.

Categorías de válvulas

Debido a las diferentes variables, no puede haber una válvula universal; por tanto, para satisfacer los cambiantes requisitos de la industria se han creado innumerables diseños y variantes con el paso de los años, conforme se han desarrollado nuevos materiales. Todos los tipos de válvulas recaen en nueve

OS D A V R E válvulas de macho, válvulas S mariposa, válvulas de apriete, válvulas de diafragma, E R S HO C E R E Dy válvulas de desahogo (alivio). de retención

categorías: válvulas de compuerta, válvulas de globo, válvulas de bola, válvulas de

2.4.5.- Sistema de nitrógeno de la planta Cloro Soda

Función

Existen dos formas de suplir nitrógeno a la planta:

1. Por recipientes criogénicos rentados.

2. Directamente de un suplidor.

El nitrógeno, una vez dentro de los límites de la batería de la Planta, se ramifica hacia el área de producción de cloro y, hacia el área de producción de hidrógeno.

En el área de producción de cloro, el nitrógeno se usa para desplazar el cloro, después de pararse la Planta, desde los compresores de cloro, llenado y

producto de vaporizador desde cloro o, para evacuar el cloro y otro contenido desde los recipientes, por asuntos de mantenimiento como en los tanques de almacenamiento de cloro, el tanque de alimentación de vaporizador y, los tambores del fondo del enfriador de succión.

El nitrógeno es suplido hacia el área de producción y manejo, para ser

S

utilizado como un medio de purga y así prevenir cualquier formación de mezclas

DO A V R E RES

explosivas de hidrógeno-oxigeno. De ahí, el nitrógeno es alimentado durante la

OS H C E R DE

parada de la operación o, durante una emergencia, hacia dentro de los cabezales de hidrogeno de la Cámara de Células, el tanque de circulación de cáustica, el quemador de HCI, el depurador de hidrogeno, los compresores de hidrogeno, para evacuar el hidrógeno. El nitrógeno también previene que le sulfito de sodio se oxide a sulfato de sodio, purgando el oxigeno hacia fuera del tanque de alimentación de Na2SO3. El nitrógeno se suministra se suministra para una función mas: formar una presión minima diferencial a través de los cabezales de hidrogeno de la Cámara de Células, para una operación segura durante e arranque de la Planta.

Descripción de proceso

El nitrógeno es almacenado en un equipo criogénico rentado, ubicado dentro de la Planta. El nitrógeno líquido, proveniente de unos cilindros con una capacidad total de 6000 galones, alimenta un tanque criogénico, cada nueve (9) días, el líquido proveniente del tanque se lleva a un vaporizador y luego, se distribuye el gas en la Planta.

Una fuente alterna de nitrógeno puede ser el suministro directo. Un suplidor cercano lleva nitrógeno hacia dos envases, cada uno de los cuales los lleva hacia las áreas de hidrogeno y cloro, respectivamente. El nitrógeno apoya las obras, en el caso que le ocurra una emergencia al suplidor.

El gas nitrógeno se suministra a 13 kg/cm2 (a) y a temperatura ambiente

S O D A V R a 10 kg/cm2 (a), por medio del regulador S de E presión, PV-9246, para la parte del E R S O de producción de cloro y, a 2,0 kg/cm2 (a), por Hárea C E R nitrógeno que va hacia el E D (34ºc) a la Planta. Posteriormente, se deja caer la presión a dos niveles diferentes:

medio del regulador PV-9242, para la parte que va hacia el área de manejo de hidrogeno. (Servicios Auxiliares, Adiestramiento Cloro Soda 1999).

El Nitrógeno

Elemento químico, símbolo N, número atómico 7, peso atómico 14.0067; es un gas en condiciones normales. El nitrógeno molecular es el principal constituyente de la atmósfera (78% por volumen de aire seco). Esta concentración es resultado del balance entre la fijación del nitrógeno atmosférico por acción bacteriana, eléctrica (relámpagos) y química (industrial) y su liberación a través de la descomposición de materias orgánicas por bacterias o por combustión. En estado combinado, el nitrógeno se presenta en diversas formas. Es constituyente de todas las proteínas (vegetales y animales), así como también de muchos materiales orgánicos. Su principal fuente mineral es el nitrato de sodio.

Gran parte del interés industrial en el nitrógeno se debe a la importancia de los compuestos nitrogenados en la agricultura y en la industria química; de ahí la importancia de los procesos para convertirlo en otros compuestos. El nitrógeno también se usa para llenar los bulbos de las lámparas incandescentes y cuando se requiere una atmósfera relativamente inerte.

OS D A V R E A altas temperaturas, reacciona S sustancias comunes, a temperaturasR ordinarias. E S HO C E R E con cromo,D silicio, titanio, aluminio, boro, berilio, magnesio, bario, estroncio, calcio El nitrógeno elemental tiene una reactividad baja hacia la mayor parte de las

y litio para formar nitruros; con O2, para formar NO, y en presencia de un catalizador, con hidrógeno a temperaturas y presión bastante altas, para formar amoniaco. El nitrógeno, carbono e hidrógeno se combinan arriba de los 1800ºC (3270ºF) para formar cianuro de hidrógeno.

Cuando el nitrógeno molecular se somete a la acción de un electrodo de descarga condensada o a una descarga de alta frecuencia se activa en forma parcial a un intermediario inestable y regresa al estado basal con emisión de un resplandor amarillo oro.

Tabla # 1: Propiedades químicas de Nitrógeno. (Richard E. Dickerson, Principios de Química, 1992) Nitrógeno Nombre 7 Número atómico 1,2,+3,-3,4,5 Valencia -3 Estado de oxidación 3,0 Electronegatividad

0,75 1,71 0,92 2 1s 2s22p3 14,66 14,0067 0,81 -195,79 ºC

Radio covalente (Å) Radio iónico (Å) Radio atómico (Å) Configuración electrónica Primer potencial de ionización (eV) Masa atómica (g/mol) Densidad (g/ml) Punto de ebullición (ºC)

-218,8

Punto de fusión (ºC) Descubridor

Rutherford en 1772 S O RVAD

E S E R S O ERECH

D

Características Principales

Tiene una elevada electronegatividad (3 en la escala de Pauling) y 5 electrones en el nivel más externo comportándose como trivalente en la mayoría de los compuestos que forma.

Aplicaciones

La más importante aplicación comercial del nitrógeno diatómico es la obtención de amoníaco por el proceso de Haber. El amoniaco se emplea con posterioridad en la fabricación de fertilizantes y ácido nítrico.

Las sales del ácido nítrico incluyen importantes compuestos como el nitrato de potasio (nitro o salitre empleado en la fabricación de pólvora) y el nitrato de amonio fertilizante.

Los compuestos orgánicos de nitrógeno como la nitroglicerina y el trinitrotolueno son a menudo explosivos. La hidracina y sus derivados se usan como combustible en cohetes.

2.5.- Operacionalización de la variable

Objetivos.

Variable.

Sub-variable o dimensión. Alícuotas de diseño de consumo de los servicios de aire de proceso e instrumentos, nitrógeno y vapor.

E S E R S O ERECH

Indicador. S O RVAD Consumo de

1 .

Definir las alícuotas diseño de consumo los servicios de aire proceso instrumentos, nitrógeno y vapor.

2 .

Definir las alícuotas Alícuotas reales de reales de consumo de consumo de los los servicios de aire de servicios de aire de proceso e Consumo proceso e instrumentos, instrumentos, de nitrógeno y vapor. servicios nitrógeno y vapor. de aire Determinar las causas Causas de de de consumo excesivo consumo excesivo de los servicios de aire proceso e de los servicios de de proceso e instrumen aire de proceso e tos, instrumentos, instrumentos, nitrógeno nitrógeno y vapor. nitrógeno y vapor. Plantear diferentes y vapor. Diferentes Análisis de alternativas de alternativas de gráficas de los mejoras para disminuir mejoras. resultados el consumo de los obtenidos. servicios (N2, Aire y Vapor) en la planta. Actualizar los planos Planos de líneas Realización de de líneas de de distribución de nuevos planos. distribución de los los servicios. servicios. Fuente: Mata Ávila 2008.

3 .

4 .

5 .

D

de de de e

cada servicio entre la producción de cloro por diseño de la planta. (TMservicio/TMCl2). TMCl2= 388.8 Consumo de cada servicio entre la producción diaria de cloro en la planta. Diagrama Causa-Efecto

Objetivo General: Evaluar el consumo de servicios de aire de proceso e instrumentos, nitrógeno y vapor en la planta de Cloro Soda del complejo Ana María Campos.

Variable: Consumo de servicios de aire de proceso e instrumentos, nitrógeno y vapor.

DO A V R E RES

S

Definición Conceptual: El consumo de servicios se puede definir como la

OS H C E R DE

cantidad de insumos incorporados a los procesos de producción necesarios para que los procesos se lleven a cabo de una forma óptima y segura. (Gestión de Precios, Rosario García Cruz 2004).

Definición Operacional: La definición operacional podría ser descrita como la cantidad de vapor, nitrógeno y aire que se necesitan para hacer más eficientes y seguros los procesos de producción, cumpliendo cada uno su función, es decir, nitrógeno para hacer barrido en equipos, aire para el funcionamiento de válvulas y el vapor para la producción de energía (calor) necesaria para el calentamiento de productos como el cloro y para la concentración de NaOH (Soda Cáustica).

2.6.- Conceptos Básicos 2.6.1.- Vapor Flash (Secundario) ¿Qué es el vapor Flash? Cuando se tiene condensado caliente o agua hirviendo, presurizados, y se libera a una presión más baja, parte de esos líquidos se vuelven a evaporar, y a esto es a lo que se llama vapor flash o secundario.

OS D A V R E operación más económica de la S E R energía que pueden ser aprovechadas para una S HO C E R E D

¿Por qué es importante? Es importante porque guarda unidades de calor o

planta. De lo contrario esta energía se desperdicia.

¿Cómo se forma? Cuando el agua se calienta a la presión atmosférica, su temperatura se eleva hasta llegar a 100 °C, la temperatura más alta a la que el agua puede existir a esta presión. Cualquier calor adicional no eleva la temperatura, sino que transforma el agua en vapor.

Sin embargo si el agua se calienta a presión, su punto de ebullición es mas alto que 100 °C y consecuentemente el calor sensible requerido es mayor. Mientras más alta sea la presión, más alto será el punto de ebullición y mayor el calor requerido. Cuando la presión se reduce, una cierta cantidad de Calor Sensible es liberado. Este calor es entonces absorbido en la forma de Calor Latente, lo cual causa que una cantidad del agua se convierta en Vapor Flash.

2.6.2.- Trampas de vapor

Para resolver los problemas indeseables de formación de condensado en líneas de distribución de vapor se hace necesario la colocación en el sistema de distribución de vapor las llamadas trampas de vapor, las cuales consisten básicamente en una válvula automática que se abre al condensado, aire y CO2 y se cierra al vapor. Por razones de economía, las trampas de vapor deben hacer su trabajo por largos periodos de operación y con un mínimo mantenimiento.

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S

La función de una trampa de vapor es el extraer condensado, aire y CO2 del sistema tan rápido como se empiezan a acumular. Así mismo, para una mayor eficiencia y economía, una trampa debe también ofrecer:

Perdida mínima de vapor.

¾ Larga vida y servicio seguro:

El desgaste rápido de sus partes resulta en una trampa que no ofrece servicio seguro. Una trampa eficiente ofrece ahorro de dinero al minimizar la necesidad de pruebas, reparaciones, limpieza, interrupción de servicio o cualquier otro requerimiento.

¾ Resistencia a la corrosión:

Las partes importantes de una trampa deben ser resistentes a la corrosión para que no sufran los efectos dañinos de los condensados cargados con ácidos o con oxígeno.

¾ Venteo del aire:

OS D A V R E para tener una transferencia de arranque del equipo. El aire debe ser venteado S E R S HO C E R E calor eficiente D y para prevenir bloqueos del sistema. El aire puede mezclarse con el vapor en cualquier momento, y en especial al

¾ Venteo del Dióxido de Carbono(CO2):

Mediante el venteo del CO2 a la temperatura del vapor se evita la formación de ácido carbónico. Por lo tanto la trampa de vapor debe de operar a una temperatura igual, o bastante cerca, a la temperatura del vapor, ya que el CO2 se disuelve en condensado que se ha enfriado a una temperatura menor que la del vapor.

¾ Funcionamiento con contrapresión:

La presurización de las líneas de retorno puede ocurrir por diseño o por mal funcionamiento. Una trampa de vapor debe ser capaz de funcionar aún cuando exista contrapresión en su tubería de retorno al sistema.

¾ Libre de problemas por suciedad:

Suciedad y basura siempre serán algo que se encuentra en las trampas debido a que se instalan en los niveles bajos del sistema de vapor. El condensado recoge suciedad y el sarro en las tuberías, y también partículas sólidas pueden ser arrastradas desde la caldera. Aún las partículas que se cuelan por los filtros son erosivas y por lo tanto la trampa de vapor debe ser capaz de funcionar adecuadamente ante la presencia de suciedad.

OS H C E R DE

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La amplia variedad de trampas de vapor que existen en el mercado se clasifican de acuerdo a ciertos criterios funcionales y de diseños que determinan la aplicabilidad y efectividad de su uso en los sistemas de vapor. Según el principio de operación las trampas de vapor pueden clasificase en: Mecánicas, termostáticas y termodinámicas.

9 Trampas Termostáticas.

Estas trampas están disponibles con fuelle de presión balanceada o con elementos tipo disco y están hechas de una gran variedad de materiales, tales como acero inoxidable, acero al carbono y bronce, se utiliza para aplicaciones donde se tienen cargas de condensado bastante ligeras. Su funcionamiento se basa en la diferencia entre la temperatura del vapor y la del condensado frío y el aire. El vapor incrementa la presión dentro del elemento termostático, cerrando la trampa. Cuando el condensado y los gases no – condensables se acumulan en el segmento de enfriamiento, la temperatura empieza a disminuir y el elemento se

contrae, abriendo la válvula. La cantidad de condensado acumulado a la salida de la trampa depende de las condiciones de operación, la presión del vapor, y el tamaño de la tubería.

9 Trampas Mecánica.

Las trampas de este tipo operan mecánicamente por la diferencia de

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densidad entre el vapor y el condensado. El movimiento de un flotador o de un

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balde actúa sobre la válvula de salida por diferencia de densidades. Las trampas más comunes de este tipo son las de Balde invertido y la de Flotador Libre, ambas pueden incluir de forma opcional un elemento termostático.

- El Balde Invertido es el principio más sencillo para remover condensado, fue inventado por Armstrong en 1991(Ver figura 8). El vapor que entra al balde invertido y sumergido causa que éste flote y que cierre la válvula de descarga. El condensado que entra a la trampa hace al balde más pesado, por lo que se hunde y así se abre la válvula de descarga para dejar salir al condensado.

El corazón de la trampa de balde invertido es un mecanismo único de palanca que multiplica la fuerza ejercida por el balde para abrir la válvula en contra de la presión existente. No hay pivotes fijos que puedan desgastarse o crear fricción el mecanismo esta diseñado para abrir el orificio de descarga a su máxima capacidad. Así mismo, el balde es resistente al golpe de ariete debido a que está abierto en su parte inferior.

- Las de Flotador es una trampa que opera en base a los conceptos de densidad y temperatura (Ver figura 9). La válvula de flotador opera basada en el concepto de densidad: una palanca conecta la bola del flotador a la válvula y su asiento. El flotador se eleva una vez que el condensado llega hasta cierto nivel en la trampa, abriendo el orificio de la válvula y drenando el condensado. El sello de agua formado por el propio condensado evita la pérdida de vapor vivo, como se muestra en la figura 9.

OS H C E R DE Termodinámica. 9 Trampas

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Este grupo trabaja por la diferencia de velocidad entre el vapor y el condensado. Dentro de este tipo se encuentra la de Disco Controlado (Ver figura 10), la cual es un sistema que opera con un retraso en el tiempo, y que opera en base al concepto de velocidad. Esta trampa tiene solo una parte móvil: el disco. El funcionamiento de las trampas de disco controlado está basado en el cambio de presiones en la cámara donde se encuentran el disco. La trampa se mantendrá abierta mientras se tenga condensado frío fluyendo. Cuando el vapor Flash llega al orificio de entrada, la velocidad del flujo se incrementa y el disco es halado hacia su asiento. El disco cierra al incrementarse la presión en la cámara de control.

- Funcionamiento de las principales trampas de vapor. ¾ TRAMPA DE BALDE INVERTIDO (BI).

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Figura # 8: Funcionamiento de la trampa BI. (Manual Armstrong 1999). ¾ TRAMPA DE FLOTADOR LIBRE (F&T)

Figura #9: Funcionamiento de la Trampa F&T. (Manual Armstrong 1999).

¾ TRAMPA DE DISCO Y TERMODINÁMICA.

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Figura # 10. Funcionamiento de la Trampa de Disco. (Manual Armstrong 1999).

Figura # 11: Detalle interior de la trampa. Flotador Libre. (Manual Armstrong 1999).

- Criterios de instalación de las trampas de vapor. 9 Válvulas de paso.

Se instalan en la entrada y la salida de la trampa principalmente para aislarla de las líneas de vapor y de condensado durante labores de montaje y desmontaje de la misma. En la descarga, la válvula de paso también sirve para evitar el contra

DO A V R E RES

flujo de condensado durante el chequeo visual de la trampa.

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OS H C E R DE de tres vías, se recomienda ampliamente en las instalaciones de La válvula

trampeo debido a que mejoran la eficiencia de la instalación al disminuir el número de elementos necesarios y mejorar la operatividad del sistema. Al ser colocada a la entrada de la trampa, la válvula de tres vías funciona como un by- pass a la atmósfera (recomendado por encima del by-pass a la línea de retorno). Además de cumplir con las funciones de drenado o purga de la línea y de aislamiento de la trampa para labores de recambio. Instalada en la descarga de la trampa, la válvula de tres vías funciona como válvula de chequeo visual, además de servir de válvula de prueba de la presión de la línea de retorno y de aislador de la línea de condensado.

9 Desvío (By- pass).

El objetivo del by-pass es permitir el paso de vapor durante las labores de mantenimiento (reparación o sustitución de la trampa) sin provocar la interrupción

del proceso afectado por la trampa. Este tipo de instalación presenta ciertos inconvenientes en los casos en que se produce falla de la trampa por obstrucción. El By-pass ofrece una solución rápida al problema de la interrupción del suministro de vapor al proceso; sin embargo; a pesar de que esta debe considerarse como una solución de tipo temporal, la experiencia en campo indica que las acciones de mantenimiento de la trampa no se llevan a cabo sino mucho tiempo después de la

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avería de la misma, lo que convierte al by-pass en una solución permanente. La

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operación permanente del sistema de by-pass ocasiona una serie de problemas entre los cuales se encuentran:

Sobre-presurización de la línea de retorno. Esto ocasiona el mal funcionamiento del resto de las trampas que, aunque no se encuentren dañadas, se ven afectadas por la disminución del diferencial de presión (entre su entrada y salida), disminuyendo su capacidad para retirar el condensado.

Pérdida de gran cantidad de vapor vivo. Esta pérdida es mucho mayor que la producida por la falla de la trampa abierta, debido a que el área de flujo de vapor es mucho mayor si este escapa a través de la válvula de by-pass en vez de escarpar a través del orificio de descarga de la trampa.

Pérdida de presión en la línea de vapor, lo que ocasiona una disminución de la temperatura de condensación del vapor, provocando una falla en el proceso involucrado, cuya gravedad depende de la tolerancia del mismo a las variaciones

de temperatura y presión. Esta pérdida de presión ocasiona adicionalmente un aumento de la demanda de flujo de vapor para lograr el mismo efecto de calentamiento.

9 Instalación de chequeo visual.

Es la mejor manera de chequear el funcionamiento de la trampa. Durante el

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chequeo se debe aislar la trampa de la línea de condensado cerrando la válvula

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de salida. La línea de chequeo puede partir desde el orificio de prueba de la trampa (sí esta lo posee); o a partir de cualquier punto después de la descarga pero antes de la válvula de salida, en el caso de utilizarse una válvula de prueba y válvula de paso.

Métodos de evaluación de las trampas de vapor.

- Método de inspección visual: es uno de los mejores métodos. Esta evaluación se realiza a través de la apertura de la válvula de prueba que debe poseer toda trampa de vapor, y el aislamiento de la trampa de vapor hacia el cabezal de retorno de condensado, esto es a través de la válvula de cierre. Los siguientes factores deben de observarse cuidadosamente cuando la válvula de prueba se abre:

- Descarga de condensado: las trampas de balde invertido (IB) y las de disco (termodinámicas) deben de tener una descarga de condensado intermitente. Las trampas del tipo flotador y termostáticas (F&T) deben tener una descarga

continua mientras que las termostáticas pueden operar intermitentes o continuas, dependiendo de la carga de condensado. Cuando una trampa IB tiene una carga de condensado extremadamente baja se tendrá una descarga continua de condensado en forma de goteo, esta forma de operar es normal bajo estas condiciones.

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- Vapor Flash: se debe tener cuidado de confundir el vapor flash con una

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fuga de vapor a través de la trampa. El condensado a presión contiene más

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unidades de calor (Kj) por kilogramo que el condensado a presión atmosférica. Cuando se descarga ese condensado, las unidades adicionales de calor

re-

evaporan cierta cantidad del condensado.

- Como reconocer vapor flash: es muy común confundir el vapor flash y una fuga de vapor vivo. Si el vapor sale, en forma intermitente (cada vez que la trampa descarga) y “flota” en una nube blanca con escasa presión, se tiene vapor Flash.

- Escape continuo de vapor: si al abrir la válvula de prueba se observa un chorro continuo de vapor, la trampa esta dejando escapar vapor vivo, lo que indica que la trampa presenta problemas y se debe chequear y/o reemplazar.

- No hay flujo: si la trampa no descarga ningún tipo de flujo (condensado o vapor) la trampa presenta una falla cerrada, lo que le impide desalojar el condensado, pudiéndose deber a problemas con la trampa o con la línea a la que esta asociada.

2.6.3.- Golpes de Ariete: se define como el golpeteo provocado por el condensado formado dentro de las líneas de distribución de vapor, capaz de provocar daños en ella y además provocar fallas en trampas de vapor.

2.6.4.- Elemento químico: El término elemento químico hace referencia a una clase de átomos, todos ellos con el mismo número de protones en su núcleo.

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Aunque, por tradición, se puede definir elemento químico como aquella sustancia

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que no puede ser descompuesta, mediante una reacción química, en otras más simples.

2.6.5.- Electronegatividad: es una medida de fuerza de atracción que ejerce un átomo sobre los electrones de otro, en un enlace covalente.

2.6.6.- Enlaces covalentes: En química, las reacciones entre dos átomos no metales producen enlaces covalentes. Este tipo de enlace se produce cuando existe una electronegatividad polar, se forma cuando la diferencia de electronegatividad no es suficientemente grande como para que se efectúe transferencia de electrones, entonces los átomos comparten uno o más pares electrónicos en un nuevo tipo de orbital denominado orbital molecular.

2.6.7.- Amoníaco: es un compuesto químico cuya molécula consiste en un átomo de nitrógeno (N) y tres átomos de hidrógeno (H) de acuerdo a la fórmula NH3.

2.6.8.- Proceso de Haber – Bosch: En química, el proceso de Haber Bosch es la reacción de nitrógeno e hidrógeno gaseosos para producir amoníaco.

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La importancia de la reacción radica en la dificultad de producir amoníaco a un

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nivel industrial. Aunque alrededor del 78.1% del aire que nos rodea es nitrógeno, es relativamente inerte por los resistentes enlaces triples que mantienen las moléculas unidas. No fue sino hasta los primeros años del siglo XX cuando este proceso fue desarrollado para obtener nitrógeno del aire y producir amoníaco, que al oxidarse forma nitritos y nitratos. Éstos son esenciales en los fertilizantes.

2.6.9.- Fertilizante: es una sustancia o mezcla química natural o sintética utilizada para enriquecer el suelo y favorecer el crecimiento vegetal.

2.6.10.- Ácido nítrico: El compuesto químico ácido nítrico (HNO3) es un líquido corrosivo, tóxico, que puede ocasionar severas quemaduras. Es utilizado comúnmente como un reactivo de laboratorio, se utiliza para fabricar explosivos como la nitroglicerina y trinitrotolueno (TNT), así como fertilizantes como el nitrato de amonio. Tiene usos adicionales en metalurgia y en refinado, ya que reacciona con la mayoría de los metales

2.6.11.- Hidracina: es un compuesto químico cuya fórmula química es N2H4 usado como combustible para misiles, cohetes espaciales y satélites. También se conoce como hidracinas a los compuestos derivados de éste.

2.6.12.- Presión de Vapor: Cuando se coloca una pequeña cantidad de líquido en un recipiente cerrado, una cierta fracción de él se evapora. La

OS D A V R gaseoso de la sustancia contenida en el recipiente; E en otras palabras, cuando el S E R S O CH número deD moléculas escapan a la superficie del líquido es igual al número de EREque

vaporización termina cuando se alcanza el equilibrio entre los estados líquido y

moléculas que entran. La presión producida por las moléculas en estado gaseoso es la presión de vapor.

También se puede definir como la presión originada por las moléculas en estado gaseoso. (Mecánica de los Fluidos, Merle C. Potter, 2002).

2.6.13.- Mantenimiento Mayor: Se refiere al lavado, prueba hidrostática, rectificación de rosca, inspección interna y cambio de accesorio que se le hace a los cilindros en el área de envasado después de un tiempo considerable de uso.

2.6.14.- Mantenimiento Menor: se refiere solo al reemplazo de accesorios que se le hace a los cilindros en el área de envasado.

2.6.15.- Descomposición

Electrolítica (Electrólisis): Descomposición

de una sustancia debido al paso de una corriente eléctrica. (Compendio de Electrotecnia, André Fouillé, 1979).

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Capítulo III Marco Metodológico

CAPITULO III

MARCO METODOLÓGICO

3.1.- Tipo de Investigación

Bernal (2006), establece que una investigación descriptiva es aquella en

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que como afirma Salkind, “Se reseñan las características o rangos de la situación

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o fenómeno objeto de estudio”.

Para Cerda, “tradicionalmente se define la palabra describir como el acto de representar, reproducir o figurar a personas, animales o cosas”; y agrega: “Se deben describir aquellos aspectos más característicos, distintivos y particulares de estas personas, situaciones o cosa, o sea, aquellas propiedades que los hacen reconocibles a los ojos de los demás”. El presente trabajo de investigación, es entonces de tipo descriptivo, debido a que se soporta principalmente en técnicas como la observación y revisión del consumo de los servicios de aire de proceso e instrumentos, nitrógeno y vapor de la planta de Cloro Soda del complejo petroquímico Ana María Campos.

3.2.- Diseño de la Investigación Hernández y otros (2006, p.267), establecen que un diseño de investigación no experimental, “podría definirse como la investigación que se realiza sin 80 manipular deliberadamente variables”. Igualmente Arias (2006, p.31), establece

que, “La investigación es aquella que consiste en la recolección de datos directamente de los sujetos investigados, o de la realidad donde ocurren los

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hechos (datos primarios), sin manipular o controlar variable alguna, es decir, el

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investigador obtiene la información pero no altera las condiciones existentes”. El presente trabajo de investigación presenta un diseño no experimental de campo debido a que lo que se hace es adecuar el consumo de los servicios de aire de proceso e instrumentos, nitrógeno y vapor de la planta de Cloro Soda del complejo petroquímico Ana María Campos sin la necesidad de alterar las condiciones existentes, es decir sin la necesidad de manipular variables.

3.3.- Técnicas de Recolección de Información.

Las técnicas e instrumentos son los recursos utilizados para facilitar la recolección y el análisis de los hechos observados. Debido a la naturaleza del presente trabajo, se utilizaron técnicas sencillas y prácticas, las cuales permitieron alcanzar de una manera efectiva los objetivos trazados.

De acuerdo con lo anterior descrito, se utilizó como técnica la observación directa, que según Balestrini 2002, “esta basada en la recolección de información

por medio de elementos que serán observados”. En este trabajo fue utilizada para la verificación de la instrumentación utilizada en campo, siguiendo los diagramas de instrumentación del área para facilitar la ubicación de los equipos en planta. A estos elementos se incluye la técnica de revisión bibliográfica que según Risquez, 1999 “es aquella que se utiliza para obtener testimonios orales o escritos por parte de personas que han reunido contacto directo con la muestra”. En este

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trabajo se analizaron textos y materiales escritos para buscar los hechos

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presentes que establecieron el rumbo de la investigación, es decir, se consultaron documentos y textos que permitieron acceder a antecedentes del problema en sí.

3.4.- Fases de la Investigación

Fase I: Definición de las alícuotas de consumo de los servicios de aire de proceso e instrumentos, nitrógeno y vapor según Diseño.

Para la determinación de las alícuotas de consumo de los servicios por diseño de la planta, se procedió a verificar el Diagrama de Flujo de Procesos (PDF) ERU-900-001 para el consumo de vapor, donde se tomaron valores de consumo máximo, tomado en cuenta para el arranque de la planta, y un valor mínimo, tomado en condiciones normales de operación, el ERU-900-003 para el consumo de nitrógeno y el ERU-400-001 para el consumo de aire de proceso e instrumentos de la planta de Cloro Soda para obtener el consumo en condiciones normales de cada uno de los servicios (aire de proceso e instrumentos, nitrógeno

y vapor). Posteriormente el valor obtenido de los planos fue dividido entre la capacidad de producción de cloro por diseño de la planta (388.8 TMCl2), es decir:

ALICUOTA = TMsevicio = TMservicio TMCl2 388.8 TMCl2

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Fase II: Definición de las alícuotas reales de consumo de los servicios

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de aire de proceso e instrumentos, nitrógeno y vapor

Este objetivo permitió determinar la situación actual del consumo de los servicios de aire de proceso e instrumentos, de nitrógeno y de vapor de la planta de Cloro soda. Para su resolución se revisaron expedientes de los reportes de consumo mensual de los servicios de aire de proceso e instrumentos, nitrógeno y vapor, además de la producción mensual de cloro para poder conocer los valores reales asociados a estos. Luego después de haber obtenido estos valores se obtuvieron las alícuotas reales a partir del cociente entre las toneladas métricas de servicio consumido (TMservicio) cada mes y las toneladas métricas de cloro producidas ese mismo mes (TMCL2).

ALICUOTA = TMservicio consumido TMCl2 producido

Fase III: Determinación de las causas de consumo excesivo de los servicios de aire de proceso e instrumentos, nitrógeno y vapor.

Para la determinación de las causas del consumo excesivo de estos servicios se realizó un diagrama de análisis causa-efecto, ya que después de establecer la situación real del consumo de los servicios se presentaron

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desviaciones que se encontraron fuera del rango establecido por el diseño de la

OS H C E R DE El análisis causa-efecto consistió en la clasificación de todas las causas que

planta.

de u otra forma pudieron haber originado una desviación en el consumo de aire de proceso e instrumentos, nitrógeno y vapor, la cual va a construir la condición anormal dentro de las graficas.

Una vez clasificadas las posibles causas dentro del diagrama, se analizaron cada una de éstas, de manera de destacar tanto a las que presentaron una influencia notable, como a las que no presentaron influencia alguna sobre la condición anormal.

Fase IV: Plantear diferentes alternativas de mejoras para disminuir el consumo de los servicios (N2, Aire y Vapor) en la planta.

Luego de analizar los resultados obtenidos para cada objetivos de la investigación, se procedió a la generación de propuestas para el mejoramiento de

los servicios de aire de proceso e instrumentos, nitrógeno y vapor, que actualmente presentan una desviación con respecto al consumo establecido por diseño de la planta.

Este procedimiento consistió en el análisis detallado (para la obtención de ca de cada una de las gráficas pertenecientes a los resultados obtenidos, que se

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vieron afectados por cada uno de los motivos expresados en los diagramas causaefecto.

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Fase V: Actualización de los planos de líneas de distribución de los servicios.

Para la actualización de los planos de distribución de los servicios de aire de proceso e instrumentos, nitrógeno y vapor en primer lugar se identificaron las áreas de la planta a las que se les suministran estos servicios, luego se revisaron, observaron y analizaron los diagramas de tuberías e instrumentación (P&ID) y por último se hizo un levantamiento en campo que permitió conocer el estado actual y real del sistema de distribución de aire, nitrógeno y vapor de la planta de Cloro Soda.

3.5.- Instrumentos de Medición

Para la recolección de datos se utilizaron fuentes principales, como los manuales de sistemas de distribución de aire, nitrógeno y vapor pertenecientes a

la inducción a la planta de Cloro Soda, así como los diferentes P&ID (diagrama de tuberías e instrumentación) y PDF (diagramas de flujo de procesos), donde se especifican con detalle la distribución de los servicios, además de cada uno de los instrumentos y equipos que los consumen.

Otras fuentes de recolección de datos fueron los reportes de producciones

OS D A V R E se observaba la variación S año, lo que permitió definir alícuotas donde E R S HO C E R E D en el consumo de estos servicios para el presente año. comportamiento

de cloro para el año 2008, así como el consumo de estos servicios para el mismo del

3.6.- Instrumentos de Análisis de Datos Para analizar las diferentes causas de las desviaciones presentes en el consumo actual de estos servicios con respecto al consumo establecido por diseño de la planta se utilizó el diagrama de causa-efecto de Ishikawa. El Diagrama de Ishikawa, también llamado diagrama de causa-efecto, es una de las diversas herramientas surgidas a lo largo del siglo XX en ámbitos de la industria y posteriormente en el de los servicios, para facilitar el análisis de problemas y sus soluciones en esferas como es la calidad de los servicios, procesos y productos. Fue concebido por el ingeniero japonés Dr. Kaoru Ishikawa en el año 1953. Se trata de un diagrama que por su estructura ha venido a llamarse también: diagrama de espina de pescado, que consiste en una representación grafica sencilla en la que puede verse de manera racional una especie espina central, que

es una línea en el plano horizontal, representando el problema a analizar, como se describe a continuación:

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Figura # 12: Formato Diagrama causa-efecto. (Los Métodos de la Calidad Total, Patrick Lyonnet, 1989)

El problema analizado puede venir de diversos ámbitos. A este eje horizontal van llegando líneas oblicuas, como las espinas de un pez, que representan las causas valoradas en el análisis del problema. A su vez, cada una de estas líneas que representa una posible causa, recibe otras líneas perpendiculares que representan las causas secundarias. Cada grupo formado por una posible causa primaria y las causas secundarias que se le relacionan forman un grupo de causas con naturaleza común. Este tipo de herramienta permite un análisis participativo mediante grupos de mejoras o grupos de análisis, que mediante diversas técnicas, facilita un resultado óptimo en el entendimiento de las causas que originan un problema, con lo que puede ser posible la solución del mismo.

• El Método de las 6 M Este método facilita la organización y el análisis de las posibles causas que puedan estar afectando el consumo de los servicios. Se divide en 6 partes generales como se explica a continuación:

Maquinaria

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Abarca lo referente a todos los elementos físicos que pudieran conformar la

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distribución de los servicios. Estos elementos pueden ser trampas de vapor, tuberías y accesorios que juntos conforman en sí la distribución del servicio. Método Abarca lo vinculado al diseño de la distribución y al consumo de los servicios. En esta sección también se encuentra todo lo referido a condiciones de diseño, si existe o no mantenimiento preventivo, es establecido por procedimientos y normas, entre otros.

Materiales

Abarca lo referente a las propiedades del fluido a manejar, tuberías, equipos entre otros.

Mano de Obra

Se refiere al personal encargado de la manipulación de los equipos que consumen los diferentes servicios. Sobre sus conocimientos y destrezas.

Medio Ambiente

Se refiere a todos aquellos elementos externos que puedan afectar el consumo de aire de proceso e instrumentos, nitrógeno y vapor. Como vibraciones,

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cambios en las condiciones ambientales, flora y fauna silvestre, entre otros.

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Manager

Se refiere a decisiones gerenciales que puedan afectar el consumo de estos servicios.

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Capítulo IV Análisis de los Resultados

CAPITULO IV

ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

4.1.- Definir las alícuotas de diseño de consumo de los servicios de aire de Proceso e Instrumentos, Nitrógeno y Vapor.

OS D A V R E de procesos (PDF) de cada servicio y con la capacidad de producción de cloro por S E R S HO las alícuotas de consumo de cada servicio REseCcalcularon diseño deD la E planta, Con la data correspondiente obtenida de cada uno de los diagramas de flujo

establecido por diseño. Utilizando la siguiente ecuación:

Alícuota = TM servicio = TM servicio TM Cl2

388.8 TM Cl2

Donde:

TM servicio = Toneladas Métricas diarias consumidas por servicio. TM Cl2 = Toneladas Métricas diarias de producción de cloro por diseño de la planta.

A continuación se presenta la tabla # 2 correspondiente a las alícuotas de consumo de los servicios por diseño de planta: Tabla # 2: Alícuotas de consumo de 95 los servicios establecidos por diseño de la planta. Fuente: Mata Ávila 2008.

Alícuota

Vapor Normal (TM vapor/ TM Cl2) 0,41

Vapor Máximo (TM vapor/ TM Cl2) 1,9

Nitrógeno (NM3/ TM Cl2) 4,15

Aire de Proceso ((NM3/ TM Cl2) 164,07

Aire de Instrumentos ((NM3/ TM Cl2) 54,44

En la tabla se puede notar una alícuota de consumo normal de vapor que está establecido para las condiciones normales de operación de la planta, y una

OS D A V R E S E R la planta después de una parada, además del nitrógeno utilizado para el barrido de S O H C cloro en equipos líneas de distribución, el aire de instrumento que es un aire DERy E

alícuota de consumo máximo de vapor que es la establecida para el arranque de

seco con un punto de condensación de -40 oC para el funcionamiento de equipos neumáticos y el aire de proceso con un punto de condensación de 10 oC utilizado donde no se necesite aire seco, es decir: para el desplazamiento del líquido que queda dentro de las columnas de intercambio iónico, durante los ciclos de regeneración, para la limpieza por contra flujo de ambos sistemas de filtrado, como un agente de mezclado para la preparación de la solución de NaOH al 18%, para el secado en el equipo y herramientas neumáticas, entre otras funciones.

4.2.- Definir las alícuotas reales de consumo de los servicios de aire de Proceso e Instrumentos, Nitrógeno y Vapor.

Para este objetivo se obtuvieron valores de consumo de los servicios y de la producción de Cloro reales, lo cual permitió saber como se encuentra el consumo de cada uno de estos servicios con respecto a la producción de cloro.

Dichos valores fueron tomados desde el mes de enero hasta el mes de junio del presente año 2008. Estos valores de consumo real de cada uno de los servicios fueron obtenidos a través de la medición indicada por cada uno de los instrumentos de medición de flujo instalados en la planta para cada servicio, además la producción de cloro se estima a través de un balance de masa y energía representado por una ecuación confidencial utilizada por el personal de

DO A V R E RES

producción ya establecida por el fabricante de la planta.

S

OS H C E R DseEprocedió a calcular las alícuotas de consumo real de la siguiente Luego

manera:

A.C.R = TM c.s TM CL2 producido Donde: A.C.R = Alícuota de Consumo Real. TM c.s = Toneladas Métricas consumidas cada mes. TM CL2 producido = Toneladas Métricas de Cloro producido cada mes.

En la siguiente tabla se muestran los valores obtenidos:

Tabla # 3: Alícuotas de consumo real de los servicios de la planta. Fuente: Mata Ávila 2008.

24,881

Aire de Proceso ((NM3/ TM Cl2) 15,793

Aire de Instrumentos ((NM3/ TM Cl2) 62,535

1,109

36,313

11,256

67,294

1,203

30,657

5,385

73,970

1,136

31,558

22,465

77,274

Vapor (TM vapor/ TM Cl2)

Nitrógeno (NM3/ TM Cl2)

Enero

0,550

Febrero Marzo

Mes

OS D A V R E 119,469 S 1,103 34,121 E R S CHO 46,578 36,728 ERE1,058

Abril Mayo Junio

D

77,22 39,984

4.3.- Determinar las causas de consumo excesivo de los servicios de aire de Proceso e Instrumentos, Nitrógeno y Vapor.

En este objetivo se muestran las graficas de las alícuotas de consumo de los servicios de aire de Proceso e Instrumentos, Nitrógeno y Vapor durante los meses trascurridos en el presente año 2008.

Luego de analizar cada uno de los gráficos obtenidos, se pudieron observar comportamientos con desviaciones respecto a los consumos establecido por diseño de la planta.

A continuación se presentan las gráficas correspondientes a cada insumo para el período de evaluación.

4.3.1.- Consumo de Vapor

A líc u o ta s (T M v a p o r/ T M C l2 )

Alícuotas de Consumo de Vapor (2008) 2 1,5 1 0,5

OS H C E R DE

S

En

e Fe ro br er M o ar zo Ab ri l M ay o Ju nio Ju l A g io S e os to pt im b O c re t N o u b re vi e D i m br c ie e m br e

0

DO A V R E RES Meses

Alicuotas

Diseño Normal

Dseño Maximo

Gráfica # 1: Alícuotas de consumo de Vapor. Fuente: Mata Ávila 2008.

Como se muestra en la grafica # 1, el consumo de vapor en el periodo estudiado (desde el mes de enero hasta el mes de junio de 2008) ha sido muy superior al establecido por el diseño de la planta con respecto a la producción de cloro, lo cual provoca que las alícuotas de consumo de los servicios de aire de proceso e instrumentos, de nitrógeno, y de vapor se encuentren por encima de la alícuota de consumo establecida por el diseño de la planta.

Dicho consumo pudo estar afectado por diferentes factores externos e internos que altearon su consumo. Es importante destacar que en lo va de año la planta se ha visto afectadas por diferentes fallas eléctricas externas lo cual ha

provocado paradas no planificadas. Esto implica volver a arrancar la planta en donde el consumo de vapor se hace máximo. Además de esto, el consumo de vapor también puede verse afectado por fugas en las líneas de distribución, presencia de condensado en las líneas, baja eficiencia de equipos, mal estado del material aislante y muchas otras causas más que serán mencionadas y explicadas en los diagramas causa efecto que se muestran más adelante.

4.3.2.- Consumo de Nitrógeno

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S

ril Ab

M ay o Ju ni o Ju lio Ag Se ost o pt ie m br O e ct ub N re ov ie m b D ici re em br e

Fe

En

br er o M ar zo

45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 er o

Alícuotas (NM3/ TM Cl2)

Alícuotas de Consumo de Nitrógeno (2008)

Meses Alícuota

Alícuota Diseño

Gráfica # 2: Alícuotas de consumo de Nitrógeno. Fuente: Mata Ávila 2008.

En la grafica # 2 se puede notar que el consumo actual de nitrógeno está muy por encima de lo establecido por el diseño de la planta, lo cual se justifica ya que en lo que va de año se han tenido que sacar de operación varios equipos por diferentes razones. Esto conlleva a constantes barridos de cloro con nitrógeno en

cada uno de los equipos. Entre otros problemas que hacen que el consumo de nitrógeno en el presente año en la planta de Cloro Soda sea excesivo se pueden mencionar las fugas presentes en las líneas de distribución, la reparación de la torre de secado E3- T303A en el mes de febrero, además del constante barrido que se ha hecho y se sigue haciendo en el compresor de cloro A por presentar problemas de operación.

OS H C E R DE

DO A V R E RES

S

4.3.3.- Consumo de Aire de Instrumentos

Ab ril M ay o Ju ni o Ju lio Ag Se ost o pt ie m b O re ct u No bre vi em b Di cie re m br e

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 En er Fe o br er o M ar zo

Alícuotas (NM3/TMCl2)

Alícuoras de Consumo de Aire de Instrumentos (2008)

Meses Alicuota

Alicuota Diseño

Gráfica # 3: Alícuotas de consumo de Aire de Instrumentos. Fuente: Mata Ávila 2008.

Como se muestra en la grafica # 3, el consumo de aire de instrumentos ha variado un poco algunos meses, en el lapso de tiempo establecido para la

investigación. Como se sabe el aire de instrumentos dentro de la planta de Cloro Soda tiene diferentes funciones, entre las cuales destacan el funcionamiento de válvulas y otros equipos neumáticos como martillos y pistolas, además del mantenimiento mayor que se les hace a los cilindros.

Dichas funciones pueden hacer de una u otra forma que el consumo de este

OS D A V R E luego de ser entregados, además S les a tenido que aplicar un mantenimiento mayor E R S HO C E R E D de aire de Instrumentos por distintos equipos neumáticos como del uso excesivo servicio sea excesivo, lo cual se justifica por la cantidad de cilindros a los que se

pistolas y taladros ya que en la planta se han hecho diferentes reparaciones que han provocado el uso consecutivo de estos instrumentos.

4.3.4 - Consumo de Aire de Procesos.

200 150 100 50

Ab ril M ay o Ju ni o Ju lio Ag Se ost o pt ie m br e O ct ub N re ov ie m br D e ic ie m br e

0 En er Fe o br er o M ar zo

Alícuotas (NM3/TMCl2)

Alícuota de Consumo de Aire de Proceso (2008)

Meses Alicuota

Alicuota Diseño

Grafica # 4: Alícuotas de consumo de Aire de Proceso. Fuente: Mata Ávila 2008.

Como se puede apreciar en la grafica # 4, el consumo de aire de procesos en el periodo estudiado (desde enero hasta junio de 2008) ha estado muy debajo con respecto el consumo establecido por el diseño de la planta, esto se debe a que en la planta de cloro soda se esta tratando de evitar un poco el uso de este servicio ya que posee gran cantidad de humedad, lo cual no es nada favorable cuando se esta trabajando con cloro, ya que el cloro en presencia de humedad se

DO A V R E RES

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torna un compuesto altamente corrosivo. Además de esto la desincorporación de

OS H C E R DE

varios equipos como la torre T-307, el TK-305, entre otros también contribuye a que el consumo de este servicio este por debajo del consumo establecido por el diseño de la planta.

4.3.5.- Análisis Causa-Efecto para la desviación del consumo de los servicios de Aire de Proceso e Instrumento, Nitrógeno y Vapor en la Planta de Cloro Soda.

A continuación se muestran los diagramas causa-efecto (figuras # 13, 14 y 15) realizados para la evaluación de la desviación de los consumos de los diferentes servicios, en donde se mencionan y explican cada una de las diferentes razones que de una u otra forma pudrían estar provocando que el consumo de los servicios de aire de proceso e instrumentos, de nitrógeno y de vapor en la planta de Cloro Soda se encuentre muy por encima del consumo establecido por el diseño de la planta para la producción de cloro alcanzada. Estas razones fueron

clasificadas en el área de metodología, maquinaria, materiales, mano de obra y medio ambiente.

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Diagrama efecto –causa para la desviación en el consumo de Vapor.

Maquinaria

Método

Materiales Vapor

Tuberías Procedimiento de Operación N° de Usuarios Cilindros Diseño de Equipos Frecuencia

OS D A V R ESE

Fugas Corrosión

R Térmico Aislante S O H C E

R DEMantenimiento

Mantenimiento Mayor

Cumplimiento

Mantenimiento Mantenimiento Preventivo Predictivo

Medidores de Flujo

Baja Eficiencia Ruptura

Baja Temperatura Cantidad

Fallas en Equipos

Trampas de Vapor Fugas Obstrucción

Calibración

Baja Presión

Fallas eléctricas

Paradas de planta

Consumo excesivo de vapor

Experiencia Laboral

Nivel Freático

Conocimientos

Operadores e Instrumentist

Medio Ambiente Corrosivo

Incentivo de trabajo

Mano de Obra

Medio Ambiente

Figura # 13: Diagrama causa-efecto para la desviación del consumo de Vapor. Fuente: Mata Ávila 2008

Diagrama efecto –causa para la desviación en el consumo de Nitrógeno.

Metodología

S O H C E DER Manteni- Mantenimiento Tuberías

Frecuencia Cumplimiento

TK-117

S

O D A V R RESE Materiales

Maquinaria

Nitrógeno Pureza

Bridas

Presión

Fugas

Temperatura

Corrosión

Mantenimiento Predictivo

de la Torre T304A. Cilindros

miento

Mantenimiento Preventivo

Desplazamiento de Cloro

Equipos

Densidad

Barrido Limpieza

Paradas de planta

Mant. Mayor Medidores de Flujo

Fallas eléctricas

Válvulas Calibración

Fugas

Experiencia Laboral Conocimientos

Consumo excesivo de N2 Nivel Freático

Operadores e Instrumentistas

Medio Ambiente Corrosivo

Incentivo de trabajo

Mano de Obra

Medio Ambiente Figura # 14: Diagrama causa-efecto para la desviación del consumo de Nitrógeno. Fuente: Mata Ávila 2008

Diagrama causa-efecto para la desviación del consumo de Aire de Instrumentos.

Maquinaria

S O H C E DER

Cilindros

S

O D A V R RESE Materiales

Aire de Instrumentos

Reparación

Medidores de Flujo

Temperatura Presión

Martillos Neumáticos Densidad Uso excesivo

Calibración

Válvulas Fugas Consumo

Consumo excesivo de Aire de Instrumentos

Experiencia Laboral

Frecuencia

Conocimientos

Operadores e Instrumentistas

Mantenimiento Cumplimiento

Incentivo de trabajo Empresas contratistas.

Mano de Obra

Metodología

Figura # 15: Diagrama causa-efecto para la desviación del consumo de Aire de Instrumentos. Fuente: Mata Ávila 2008

4.3.5.1.- Análisis causa efecto del consumo excesivo de Vapor. El análisis causa-efecto realizado, fue hecho con la finalidad de conocer cada una de las causas posibles que estén haciendo que el consumo de vapor actual en la planta de Cloro Soda se encuentre por encima del consumo de vapor establecido por el diseño de la planta para la producción de cloro alcanzada.

S

Dichas causas se clasificaron en el área de metodología, maquinaria, materiales,

OS H C E R DE

DO A V R E RES

mano de obra y medio ambiente y serán explicadas a continuación:

Materiales

Tabla # 4: Análisis de las causas del consumo excesivo de vapor. Materiales. Causa Probables Descripción Análisis 1.-

Presión del Vapor

Se

refiere

a

la Si aplica ya que al

presión a la que llega bajar

la

presión

el vapor a la planta, disminuye el punto ésta es 46.7 Kg/ cm2.

de

ebullición

y

puede provocar la presencia

de

condensado. 2.-

Temperatura del Vapor

Se

refiere

a

la Si aplica ya que al

temperatura a la que enfriarse el vapor se llega el vapor a la forma el no deseado planta, ésta es 399 condensado. o

C.

Fuente: Mata Ávila 2008.

Observaciones:

El vapor debe llegar a la planta como vapor sobrecalentado, lo cual no podría ser así, ya que el largo recorrido del vapor hasta la planta provoca que empiece la formación del condensado. Esta formación de condensado hace que el resto del vapor dentro de la línea se siga enfriando provocando su acumulación, lo

ADO destruir la estructura física de la línea. ESERV R S O H C MaquinariaDERE

S

cual trae otro problema como lo es el conocido golpe de arriete que es capas de

Tabla # 5: Análisis de las causas del consumo excesivo de vapor. Maquinaria. Causa Probables Descripción Análisis 3.Fugas en tuberías, equipos Consiste fugas de Si aplica, ya que y accesorios. vapor vivo a través de muchas trampas orificios, que se han poseen formado a lo larga de problemas de las líneas de fugas al igual que distribución o a través tuberías y del mismo orificio de diferentes descarga de las accesorios. trampas por estar en malas condiciones. 4.Corrosión de tuberías y Consiste en el grado Si aplica ya que accesorios. de corrosión y este deterioro deformación de las puede provocar la tuberías accesorios y fractura del equipos. equipo, accesorio, etc. 5.Obstrucción en trampas de Consiste en el Si aplica ya que vapor. taponamiento del al estar la trampa orificio de descarga obstruida no se de las trampas. retira condensado, lo cual hace que el vapor se sigua

enfriando. Baja eficiencia y ruptura del Consiste en la Si aplica ya que a aislamiento térmico. verificación del estado simple vista se actual del material puede observar la aislante de las líneas ruptura y la falta de vapor. de material aislante a lo largo de las líneas distribución de vapor en la planta. Fuente: Mata Ávila 2008.

6.-

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S

Observaciones

El deterioro de las líneas de distribución como consecuencia de la corrosión al igual que el de las trampas por fallas internas o externas provocan fugas de vapor vivo y presencia de condensado en las líneas, además la baja eficiencia en equipos alteran el consumo de este servicio.

Método Tabla # 6: Análisis de las causas del consumo excesivo de vapor. Método. Causa Probables Descripción Análisis 7.Mantenimiento. Se refiere a la Si aplica, ya que frecuencia y al un bajo cumplimiento del mantenimiento mantenimiento en puede provocar la equipos. falla prematura en el equipo. 8.Procedimiento de Consiste en la forma No aplica ya que operación. en que se lleva a el equipo posee cabo el proceso de su rango de producción de la consumo planta. establecido por

9.-

Número de usuarios.

Se refiere a la cantidad de equipos consumidores de vapor en la planta.

diseño. Si aplica ya que baja eficiencia en alguno de estos equipos provoca consumo excesivo de vapor.

Fuente: Mata Ávila 2008.

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Medio Ambiente

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Tabla #7: Análisis de las causas del consumo excesivo de vapor. Medio Ambiente. Causa Probables Descripción Análisis 10.- Medio Ambiente Se refiere a factores en el Si aplica ya que la Corrosivo. entorno que pudieran materia prima de la provocar corrosión en planta Cloro Soda equipos, accesorios, etc. es la sal común. 11.- Nivel freático. Se refiere al nivel que hay No aplica a pesar entre el suelo y aguas del bajo nivel subterráneas. freático de la planta. Fuente: Mata Ávila 2008.

Observaciones

Como se sabe la planta de Cloro Soda utiliza como materia prima la sal común la cual mezclada con agua y mediante un proceso de descomposición electrolítica, se obtiene cloro (Cl2), soda cáustica (NaOH), ácido Clorhídrico (HCl) e Hipoclorito de Sodio (Na2ClO3) e hidrógeno (H2). Dicha sal es capas de corroer líneas de distribución así como equipos integrados al proceso de producción en la planta.

4.3.5.2.- Análisis causa efecto del consumo excesivo de Nitrógeno.

A continuación se muestra el análisis las causas que pudieron haber provocado que el consumo de nitrógeno en la planta de Cloro Soda esté en un rango de consumo mayor al establecido por el diseño de la planta, calcificadas en el área de metodología, maquinaria, materiales, mano de obra y medio ambiente.

Materiales

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Tabla # 8: Análisis de las causas del consumo excesivo de Nitrógeno. Materiales. Causa Probables Descripción Análisis 1.Consiste en la presión del No aplica ya que la nitrógeno dentro de la presión es regulada tubería. El nitrógeno llega para luego ser Presión del nitrógeno. 2 a la planta a 13 Kg/ cm . distribuido a las áreas de la planta que lo requiera. 2.Consiste en la No aplica ya que se temperatura con la que el pudo apreciar que el de nitrógeno llega a la planta. rango Temperatura del 34 0C temperatura es nitrógeno. similar a la temperatura ambiente. 3.Consiste en el estado en No aplica ya que el el cual se encuentra el nitrógeno se Fase en la cual se nitrógeno en este punto, encuentra en estado encuentra el siendo necesario que esté gaseoso debido a nitrógeno. en estado gaseoso. que su punto de ebullición es de 195.8˚C. Fuente: Mata Ávila 2008.

Maquinaria

Tabla # 9: Análisis de las causas del consumo excesivo de Nitrógeno. Maquinaria. Causa Probables Descripción Análisis 4.Fugas en equipos, Se refiere a tramos de Si aplica ya que se válvulas y tuberías. tuberías, válvulas, encontraron varios de equipos y accesorios en estos con fugas mal estado. presentes. 5.Limpieza de equipos. Se refiere al secado de Si aplica ya que se ha (Barrido de Cloro). equipos con nitrógeno, venido haciendo ya que este es un gas mantenimiento a inerte y la ves un gas varios equipos, como seco. al compresor de cloro A. 6.Mantenimiento de la Se refiere a la Si aplica, ya que esta Torre T304A. reparación y limpieza es una de las que se ha venido principales causas haciendo a este equipo, que han hecho que el además del barrido consumo de nitrógeno constante de cloro que sea mayor al se ha tenido que hacer. requerido por la planta en condiciones normales de operación. Fuente: Mata Ávila 2008. Observaciones

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Actualmente se le ha venido haciendo mantenimiento mayor a varios cilindros en el área de envasado así como constantes barridos de cloro a equipos y líneas de distribución lo cual incrementa el consumo de nitrógeno en la planta, además se reparó la torre de secado E3-T303A en el mes de febrero.

Metodología Tabla # 10: Análisis de las causas del consumo excesivo de Nitrógeno. Metodología. Causa Probables Descripción Análisis 7.- Mantenimiento de Consiste en la frecuencia y Si aplica, ya que Equipos. el cumplimiento del en el lapso de mantenimiento de los tiempo de la equipos que consumen investigación se este servicio en la planta le hizo barrido a para poder mantenerlos lo varios equipos más eficiente posible. para posteriormente hacer su limpieza y reparación. Fuente: Mata Ávila 2008.

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Medio Ambiente Tabla # 11: Análisis de las causas del consumo excesivo de Nitrógeno. Medio Ambiente. Causa Probables Descripción Análisis 8.-

Medio Ambiente Se refiere a factores en el Corrosivo. entorno que pudieran provocar corrosión en equipos, accesorios, etc.

9.-

Nivel freático.

Si aplica ya que la materia prima de la planta Cloro Soda es la sal común.

Se refiere al nivel que hay No aplica a pesar entre el suelo y aguas del bajo nivel subterráneas. freático de la planta. Fuente: Mata Ávila 2008.

4.3.5.3.-

Análisis

causa

efecto

del

consumo

excesivo

de

Aire

de

Instrumentos.

En las siguientes tablas se muestra el análisis realizado para cada una de las posibles causas clasificadas en el área de metodología, maquinaria, materiales, mano de obra y medio ambiente, que estén haciendo que el consumo actual de aire de instrumentos en la planta de Cloro Soda este por encima del

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consumo establecido por el diseño de la planta para la producción planificada:

OS H C E R DE

Materiales

Tabla # 12: Análisis de las causas del consumo excesivo de Aire de Instrumentos. Materiales. Causa Probables Descripción Análisis 1.Temperatura de Aire Se refiere a la No aplica, ya que se de instrumentos. temperatura con la pudo notar que la que llega el aire de temperatura no varia instrumentos a la durante la distribución del planta. aire de instrumentos por la planta. 2.Presión del Aire de Se refiere a la No aplica ya que la Instrumentos. presión con la que el presión se mantendrá aire entra a la planta igual a lo largo de la proveniente del área distribución del aire en la de servicios (8 Kg / planta. cm2). 3.Densidad del Aire de Se refiere a la No aplica ya que la Instrumentos. densidad con la que densidad se mantendrá llega el aire de igual a lo largo de la instrumentos a la distribución del aire en la planta. planta. Fuente: Mata Ávila 2008.

Maquinaria Tabla # 13: Análisis de las causas del consumo excesivo de Aire de Instrumentos. Maquinaria. Causa Probables Descripción Análisis 4.Reparación de Se refiere al Si aplica ya que cilindros. momento de hacerle últimamente se ha hecho mantenimiento mantenimiento mayor a mayor a los cilindros. varios de los cilindros de almacenamiento de cloro. 5.Uso de martillos Se refiere al uso de Si aplica ya que en la neumáticos. martillos y otras planta se viene haciendo herramientas reparaciones constantes neumáticas. a la infraestructura, cilindros, etc. 76.- Fugas en válvulas y Se refiere a fugas Si aplica ya que en la accesorios. abiertas por fallas en planta se pudo observar equipos, válvulas, pequeño puntos de fugas etc. que hacen que se altere el consumo de estos servicios. Fuente: Mata Ávila 2008.

OS H C E R DE

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Metodología Tabla # 14: Análisis de las causas del consumo excesivo de Aire de Instrumentos. Metodología. Causa Probables Descripción Análisis 7.Mantenimiento. Se refiere a la Si aplica, ya que frecuencia y al un bajo cumplimiento del mantenimiento mantenimiento en puede provocar la equipos. falla prematura en el equipo. 8.Procedimiento de Consiste en la forma No aplica ya que operación. en que se lleva a el equipo posee cabo el proceso de su rango de producción de la consumo planta. establecido por

9.-

Número de usuarios.

Se refiere a la cantidad de equipos consumidores de aire de instrumentos en la planta.

diseño. Si aplica ya que baja eficiencia en alguno de estos equipos provoca consumo excesivo de vapor.

Fuente: Mata Ávila 2008.

Mano de Obra

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Tabla # 15: Análisis de las causas del consumo excesivo de Aire de Instrumentos. Mano de obra. Causa Probables Descripción Análisis 10.- Empresas Contratistas. Se refiere al uso del Si aplica ya que aire de instrumentos este consumo no por personal no se encuentra perteneciente a entre los Pequiven. consumos establecidos por el diseño de la planta. Fuente: Mata Ávila 2008. Observaciones:

Los principales consumidores de aire de instrumentos en la planta de cloro soda son las válvulas neumáticas, estas funcionan con diferenciales de presión que accionan la entrada del aire para abrir o cerrar según sea el caso.

4.4.- Plantear propuestas de mejoras para disminuir el consumo de los servicios de aire de Proceso e Instrumentos, Nitrógeno y Vapor en la planta.

• Propuestas de mejoras para la disminución del consumo de vapor de la planta de Cloro Soda.

Durante el desarrollo de esta investigación, el consumo de este servicio en la

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planta se ha hecho muy excesivo. Algunas de las razones tiene que ver con el sistema de distribución de vapor el cual se ha visto afectado por gran cantidad de fugas presentes en él, por el mal estado físico del material aislante y muy principalmente por la acumulación de condensado dentro de las líneas de distribución debido al mal funcionamiento, y deterioro de la mayoría de las trampas de vapor instaladas en la planta.

A todas estas causas se podría sumar la baja de eficiencia de algunos equipos consumidores de este servicio, lo cual hace que su consumo actual sea mucho mayor al requerido por diseño del equipo para lograr el mismo objetivo, dicha baja de eficiencia pudo ser tomada en cuenta ya que algunos de los equipos consumidores de vapor, como intercambiadores de calor, presentan mal estado del material aislante, lo cual hace que el vapor seda energía al ambiente, provocando que aumente la cantidad de vapor (el consumo) para lograr el calentamiento requerido.

A continuación se muestran algunas propuestas que podrían ayudar a disminuir el consumo de vapor en la planta: 1. Reparar el aislamiento térmico deteriorado, que se observó en algunas secciones de la tubería de vapor, para prohibir el intercambio de energía con el medio ambiente.

OS D A V R E que se encuentren deterioradas bien sea por obstrucción o corrosión o quizás por S E R S HO C E R E estar mal dimensionadas. D

2. Reemplazar todas las trampas de vapor y accesorios asociados a ellas

3. Verificar las líneas provenientes fuera de la planta, ya que malas condiciones en ella como mal estado del aislante térmico y de las trampas de vapor seguramente estarían afectando el sobrecalentamiento del vapor por presencia de condensado, y por lo tanto el consumo dentro de la planta. 4. Disminuir las paradas no planificadas y así de esta forma evitar los arranques de planta donde el consumo de vapor se hace máximo. 5. Realizar un plan de mantenimiento preventivo que permita conocer el estado actual de las trampas y todo el sistema de distribución de vapor, además de un plan de mantenimiento correctivo que permita atacar rápidamente cualquier falla con respecto a esto.

• Propuestas de mejoras para la disminución del consumo de Nitrógeno de la planta de Cloro Soda. En la planta de Cloro Soda el nitrógeno básicamente es consumido en el área de cloro para desplazamiento del mismo, y para el funcionamiento de los compresores de cloro A, B y C y en el área de hidrógeno es utilizado como medio de purga y así prevenir cualquier explosión de mezclas explosivas de hidrógenooxígeno.

DO A V R E RES

OS H C E R DseE pudo notar durante Como

S

el desarrollo de la investigación, existen

factores que han hecho que el consumo de este servicio dentro de la planta este muy por encima del consumo establecido según el diseño.

Dicho consumo se ha visto alterado por varias paradas de planta no planificadas que hacen imprescindible el barrido constante de cloro en todas las tuberías y equipos que logran tener contacto con él, entre ésta tenemos la parada del mes de febrero debido a la reparación de la torre de secado E3-T303A y el barrido constante de cloro que se esta haciendo en el compresor de clora A por presentar fallas operacionales.

A continuación se muestran algunas propuestas que podrían ayudar a disminuir el consumo de nitrógeno en la planta:

1. Corregir fugas presentes en las líneas de distribución.

2. Realizar un plan de mantenimiento preventivo que permita conocer el estado actual del sistema de distribución de este servicio.

3. Disminuir las paradas no planificadas que hacen que el consumo de este servicio sea excesivo.

• Propuestas de mejoras para la disminución del consumo de aire de

DO A V R E RES

proceso e instrumentos de la planta de Cloro Soda.

S

OS H C E R DE principales del aire en la planta de cloro soda se basa en el Las funciones

desplazamiento de líquidos que queda dentro de las columnas de intercambio iónico, para limpieza en los sistemas de filtrado, como agente de mezclado para la preparación de NaOH al 18%, para el funcionamiento de herramientas neumáticas, entre otras funciones.

Como se pudo notar en el desarrollo de la presente investigación el consumo de aire no se ha visto muy afectado al compararlo con el consumo establecido por el diseño de la planta, aunque se pudieron observar variaciones que hacen que el consumo esté un poco por encima de lo establecido en ciertos periodos de tiempo. Dichas variaciones podrían ser provocadas por el uso de herramientas neumáticas como taladros y martillos ya que actualmente la planta se encuentra en un proceso de reestructuración física.

A continuación se muestran algunas alternativas que podrían ayudar a disminuir el consumo de aire de proceso e instrumentos en la planta:

1. Corregir fugas presentes en el sistema de distribución de estos servicios.

2. Realizar un plan de mantenimiento que permita saber el estado de operación de las válvulas, además de correcta calibración, ya que de esta forma se puede lograr un mejor funcionamiento en un mayor periodo de tiempo.

4.5.- Actualización de los planos de líneas de distribución de los servicios.

OS D A V R E S E Con el transcurrir del tiempo laR planta de Cloro Soda ha venido modificando S HO C E R E su procesoD de operación, previamente establecido por su diseño. Algunas de las posibles causas pudo ser el riesgo que implica trabajar con algún compuesto químico o la contaminación al medio ambiente que este arroja o quizás el mal estado o funcionamiento de equipos. Como por ejemplo el tetracloruro de carbono utilizado en los D302 A, B y C y la salida de operación del intercambiador E1E102 perteneciente al área destructora de clorato, respectivamente.

Debido a esto se ve la necesidad de modificar los Diagramas de Tuberías e Instrumentación

(P&ID)

ERU-401-002,

ERU-401-003

y

ERU-201-001

correspondiente a los servicios de aire de procesos e instrumentos, nitrógeno y vapor respectivamente. Ver anexos.

CONCLUSIONES • Las desviaciones observadas en el consumo de los servicios de aire de proceso e instrumentos, nitrógeno y vapor, tienen su origen en varios parámetros clasificados en las áreas de metodología, maquinaria, mano de obra, medio ambiente y materiales.

DO A V R E RES

S

• No existe una frecuencia de mantenimiento ni programas de inspección que

OS H C E R DE

permita conocer el estado actual de los accesorios que conforman las líneas de distribución de estos servicios, lo cual puede provocar fallas en los mismos.

• Se observó que las principales causas del consumo excesivo de nitrógeno fuero las diferentes paradas que han ocurrido durante el año, que provocaron el barrido de cloro en equipos, además de su mantenimiento.

• El mal estado del material aislante en equipos puede ser causa de baja eficiencia, o quizás de un alto consumo de vapor del mismo.

• La falta de mantenimiento en válvulas pudo provocar fugas que están alterando el consumo de aire en la planta.

• Se confirmó la importancia de la presencia de las trampas de vapor dentro de un sistema de distribución de vapor, como elemento fundamental para evitar la presencia de condensado a lo largo de las líneas evitando todos los inconvenientes que ello trae.

• Las condiciones de operación varían constantemente en el tiempo por lo que resulta algo complicado emitir un juicio totalmente exacto sobre el estado o funcionamiento de determinada trampa asociada a la red de distribución de vapor de media y baja presión.

• Las trampas de vapor tipo Balde Invertido y Flotador Libre poseen las

OS D A V R E S E operación de la planta, es decir,S grandes capacidades de descarga, resistencia a R O H EC ER los golpesDde ariete y respuesta aceptable a los bruscos cambios en las

características necesarias para operar de manera adecuada en las condiciones de

condiciones de temperatura.

• En cuanto al aislamiento de las tuberías el mismo presenta ciertas zonas en las cuales se encuentra bastante deteriorado y en algunas hay fallas en el mismo, dejando desnuda la tubería provocando un intercambio de calor muy elevado que se traduce en una generación de condensado mayor a la que se produciría en condiciones normales con un aislamiento adecuado.

• La detección, evaluación y corrección de fugas de vapor constituye una de las herramientas fundamentales para mejorar la red de distribución, dado que este vapor no es aprovechado y representa un costo adicional para la empresa. La corrección de las fugas se podría realizar con el proceso de operación normal de la planta, evaluando la repercusión que pudiera tener en el proceso al cual está asociado.

RECOMENDACIONES

• Establecer un plan periódico de inspección de equipos estáticos (como líneas de distribución de los servicios), con la finalidad de detectar principalmente alguna fuga que sé este produciendo o cualquier otra situación que se presente y

DO A V R E RES

no pueda ser observada a simple vista.

S

OS H C E R DE algunas trampas que se encuentren fallando a través de la • Recuperar compra de repuestos a las casas comerciales que distribuyen dichas trampas, evaluando si es factible económicamente ó resulta más conveniente la sustitución de la trampa.

• Revisar la información correspondiente a las condiciones de operación (Data Sheet) de los equipos que operan con vapor dentro de planta con la finalidad de verificar a que nivel se encuentran trabajando con respecto a las condiciones de diseño y evaluar la eficiencia de los mismos para tomar las medidas necesarias para corregirla.

• Realizar inspección al aislamiento de todas las tuberías de la red de distribución de vapor, verificando el estado general de los mismos y las temperaturas superficiales y determinar si se encuentran permitiendo el paso excesivo de calor hacia el exterior.

• Corregir las fugas presentes en las líneas de distribución de los servicios que se consideren más críticas, en orden de importancia hasta procurar llevarlas al mínimo, como una manera de mejorar el aprovechamiento de los mismos y así mismo producir una mejora en la eficiencia del sistema de distribución.

• Evitar las paradas no planificadas, que son las que hacen que el consumo

DO A V R E RES

de los servicios se ubique muy por encima de lo establecido.

OS H C E R DE

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS

Manual de Inducción a la planta de Cloro-Soda. Julio 1999. Manual Servicios Auxiliares. Adiestramiento Cloro-Soda. Julio 1999. Inducción. Complejo Petroquímico el Tablazo.1999. Manual Trampas de Vapor. Armstrong International. 1997.

DO A V R E RES

S

Guía de Conservación de Vapor en el Drenado de Condensados. Armstrong International. 1998.

OS H C E R E PrincipiosD de Química. Richard E. Dickerson. 1992. Mecánica de los Fluidos. Merle C. Potter. 2002. Compendio de Electrotecnia. André Fouille. 1979.

Los Métodos de la Calidad Total. Patrick Lyonnet. 1989. El Proceso de la Investigación Científica. Tamayo y Tamayo, Mario. Editorial Limusa. 1995. El Proceso de la Investigación. Sabino Carlos. Editorial Panamericano. Segunda Edición. 1995. Manual del Ingeniero Químico. Perry Robert. Mc Graw Hill. Cuarta Edición. México. Vapor y Condensado. Rondon Miguel. Universidad de los Andes 1998. Curso sobre Técnicas para el Uso Eficiente del Vapor. Spirax Sarco. 1997. Steam System Management, 2000. www.armstrong.com. Manual ROTORK, 2006.

OS H C E R DE

DO A V R E RES

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Apéndices

APÉNDICES

1.- Alícuotas de consumo de los servicios de Aire de de Proceso e Instrumentos, Nitrógeno y Vapor según diseño de la planta.

1. Vapor:

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DO A V R E RES

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Diagrama de Flujo de Procesos ERU-900-001 Consumo de vapor Normal: 6627 kg/h

Alícuota vapor alta presión Normal: (6627 Kg H2O/h * 24 h/d * 1Tm/1000 kg)/ 388,8 TM Cl2/ d= 0,41 TM Vapor/ TM Cl2 Consumo Máximo: 30854 kg/h Alícuota Vapor Máximo:

(30854 Kg H2O/h * 24 h/d * 1Tm/1000 kg)/ 388,8 TM

Cl2/ d= 1,9 TM Vapor/ TM Cl2 2. Nitrógeno:

Manual H “Servicios”, Sección H8, y Diagrama de Flujo de Procesos ERU-900-003 Consumo normal: 1,12 Nm3/min Alícuota normal: (1,12 Nm3/min * 60 min/h * 24 h/d)/ 388,8 TM Cl2/d= 4,15 Nm3 N2/ TM Cl2

3. Aire de proceso:

Manual H “Servicios”, Sección H3, y Diagrama de Flujo de Procesos ERU-400-003 Consumo: 44,3 Nm3/min

Alícuota:(44,3 Nm3/min * 60 min/h * 24 h/d)/ 388,8 TM Cl2/d= 164,07 Nm3 Aire proceso / TM Cl2

4. Aire de Instrumentos:

Manual H “Servicios”, Sección H3, y Diagrama de Flujo de Procesos ERU-400-003 Consumo: 14,7 Nm3/min Alícuota:(14,7 Nm3/min * 60 min/h * 24 h/d)/ 388,8 TM Cl2/d= 54,44Nm3 Aire Instrumentos / TM Cl2.

OS H C E R DE

DO A V R E RES

S

2.- Alícuotas de consumo de los servicios de Aire de de Proceso e Instrumentos, Nitrógeno y Vapor actuales.

Ecuación a Utilizar:

A.C.R = TM c.s TM CL2 producido Donde: A.C.R = Alícuota de Consumo Real. TM c.s = Toneladas Métricas consumidas cada mes. TM CL2 producido = Toneladas Métricas de Cloro producido cada mes.

ENERO. 1. Vapor:

A.C.R = 5373.51 TM vapor 9762

TMCL2

A.C.R = 0.550 TM vapor TMCL2

2.

Nitrógeno: A.C.R = 242888.019 NM3 9762

3.

TMCL2

TMCL2

Aire de proceso:

A.C.R = 154167 9762

4.

A.C.R = 24.881 NM3

NM3

A.C.R = 15.793 NM3

TMCL2

OS H C E R AireD deE Instrumentos: A.C.R = 610467 9762

DO A V R E RES

NM3

S

TMCL2

A.C.R = 62.535 NM3

TMCL2

TMCL2

FEBRERO.

1. Vapor:

A.C.R = 8908.072 TM vapor 8034

TMCL2

A.C.R = 1.109 TM vapor TMCL2

2. Nitrógeno: A.C.R = 291735.058 NM3 8034

3. Aire de proceso:

TMCL2

A.C.R = 36.313 NM3 TMCL

A.C.R = 90431 8034

NM3

A.C.R = 11.256 NM3

TMCL2

TMCL2

4. Aire de Instrumentos:

A.C.R = 540642 8034

NM3 TMCL2

OS H C E R DE

A.C.R = 67.294 NM3

DO A V R E RES

S

TMCL2

MARZO.

1. Vapor:

A.C.R = 11328.481 TM vapor 9415

TMCL2

A.C.R = 1.203 TM vapor TMCL2

2. Nitrógeno: A.C.R = 288635.733 NM3 9415

TMCL2

A.C.R = 30.657 NM3 TMCL2

3. Aire de proceso:

A.C.R = 50702 9415

NM3 TMCL2

A.C.R = 5.385 NM3 TMCL2

4. Aire de Instrumentos:

A.C.R = 696426 9415

NM3

A.C.R = 73.970 NM3 TMCL2

TMCL2

ABRIL.

OS H C E R DE

1. Vapor:

A.C.R = 9409.569 TM vapor 8278

TMCL2

DO A V R E RES

S

A.C.R = 1.136 TM vapor TMCL2

2. Nitrógeno: A.C.R = 261237.476 NM3 8278

TMCL2

A.C.R = 31.558 NM3 TMCL2

3. Aire de proceso:

A.C.R = 185969 8278

NM3 TMCL2

A.C.R = 22.465 NM3 TMCL2

4. Aire de Instrumentos:

A.C.R = 639672 8278

NM3 TMCL2

A.C.R = 77.274 NM3 TMCL2

MAYO.

1. Vapor:

A.C.R = 9527.152 TM vapor 8638

TMCL2

2. Nitrógeno:

OS H C E R A.C.R = 294738.070 NM DE 3

8638

A.C.R = 1.103 TM vapor

TMCL2

TMCL2

DO A V R E RES

S

A.C.R = 34.121 NM3 TMCL2

3. Aire de proceso:

A.C.R = 1031977 8638

NM3 TMCL2

A.C.R = 119,469 NM3 TMCL2

4. Aire de Instrumentos:

A.C.R = 667081 8638

NM3 TMCL2

A.C.R = 77,226 NM3 TMCL2

JUNIO.

1. Vapor:

A.C.R = 8121.517 TM vapor 7678

TMCL2

OS H C E R DE

2. Nitrógeno:

A.C.R = 357630.587 NM3 7678

A.C.R = 1.058 TM vapor

TMCL2

TMCL2

DO A V R E RES

S

A.C.R = 46,578 NM3 TMCL2

3. Aire de proceso:

A.C.R = 281623 7678

NM3 TMCL2

A.C.R = 36.728 NM3 TMCL2

4. Aire de Instrumentos:

A.C.R = 307114 7678

NM3 TMCL2

A.C.R = 39.984 NM3 TMCL2

OS H C E R DE

DO A V R E RES

S

Anexos

1. Consumo de los servicios de Aire de Proceso e Instrumentos, Nitrógeno Vapor en el mes de Enero de 2008. Planta Cloro-Soda. Tabla # 16: Consumo de los servicio, mes de Enero 2008.

31 01/01/2008 02/01/2008 03/01/2008 04/01/2008 05/01/2008 06/01/2008 07/01/2008 08/01/2008 09/01/2008 10/01/2008 11/01/2008 12/01/2008 13/01/2008 14/01/2008 15/01/2008 16/01/2008 17/01/2008 18/01/2008 19/01/2008 20/01/2008 21/01/2008 22/01/2008 23/01/2008 24/01/2008 25/01/2008 26/01/2008 27/01/2008 28/01/2008 29/01/2008 30/01/2008 31/01/2008 TOTAL PROM DIA

AIRE VAPOR NITROGENO Procesos Instrumentos (TM) (NM3) (NM3) (NM3) 214,690 9736,579 4782 18810 212,900 10251,254 4743 18556 170,400 7775,142 4763 18634 90,770 7140,033 4770 18900 92,940 6633,689 4745 20335 17,910 11969,198 4860 18721 16,000 10615,817 4841 18263 123,970 12979,570 4814 18437 68,560 6261,905 4722 18642 117,810 5451,257 4746 19226 161,560 9010,265 4750 19748 212,920 8421,602 4769 19799 193,960 10401,273 4821 19911 231,820 5589,627 5195 19979 252,010 5213,217 5300 20128 253,630 5175,190 5310 20850 157,100 5314,217 5221 21198 213,590 7054,701 5021 22090 176,030 6852,600 4849 20844 135,730 5355,900 4853 20705 86,440 6282,500 4860 20509 108,310 12368,510 4834 20499 184,340 12502,070 4796 20497 178,360 12908,730 4797 20440 226,490 6448,169 5207 19818 237,630 5943,897 5240 18940 243,320 5887,758 5306 18842 248,960 5807,762 5306 18685 249,250 5903,518 5330 19804 246,070 5756,000 5337 19017 250,040 5876,070 5279 19640 5373,510 242888,019 154167 610467 173,339 7835,097 4973 19692 (Resumen Anual, Enero Cloro Soda, 2008.

OS H C E R DE

DO A V R E RES

S

Consumo (TM vapor)

Consumo Diario de Vapor. Enero 2008 300,000 250,000 200,000 150,000 100,000

DO A V R E RES

50,000 0,000

1 3 5HO 7 S 9 11 C E R DE

S

13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 Dias

Consumo Diario de Vapor.

Grafica # 5: Consumo diario de vapor. Enero de 2008. (Mata Ávila, 2008)

Consumo (NM3)

Consumo diario de Nitrógeno. Enero 2008, 14000,000 12000,000 10000,000 8000,000 6000,000 4000,000 2000,000 0,000 1

3

5

7

9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 Dias Consumo diario de Nitrógeno

Grafica # 6: Consumo diario de Nitrógeno. Enero de 2008. (Mata Ávila, 2008)

Consumo diario de Aire de Procesos. Enero 2008 Consumo (NM3)

5400,000 5200,000 5000,000 4800,000 4600,000 4400,000

7 9 S O H C E R E 1

D

3

5

OS D A V R 11 13S 15E17 19 21 23 25 27 RE

29 31

Dias

Consumo diario de Aire de Procesos.

Grafica # 7: Consumo diario de Aire de Procesos. Enero de 2008. (Mata Ávila, 2008)

Consumo diario de Aira de Instrumentos. Enero 2008

Consumo (NM3)

25000 20000 15000 10000 5000 0 1

3

5

7

9

11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 Dias

Consumo diario de Aira de Instrumentos.

Grafica # 8: Consumo diario de Aire de Instrumentos. Enero de 2008. (Mata Ávila, 2008)

2.

Consumo de los servicios de Aire de Proceso e Instrumentos, Nitrógeno y Vapor en el mes de Febrero de 2008. Planta Cloro-Soda. Tabla # 17: Consumo de los servicio, mes de Febrero 2008. 31

01/02/2008 02/02/2008 03/02/2008 04/02/2008 05/02/2008 06/02/2008 07/02/2008 08/02/2008 09/02/2008 10/02/2008 11/02/2008 12/02/2008 13/02/2008 14/02/2008 15/02/2008 16/02/2008 17/02/2008 18/02/2008 19/02/2008 20/02/2008 21/02/2008 22/02/2008 23/02/2008 24/02/2008 25/02/2008 26/02/2008 27/02/2008 28/02/2008 29/02/2008

VAPOR (TM) 356,864 338,385 319,887 324,696 324,509 335,029 350,160 347,080 155,619 187,348 302,422 337,553 202,651 112,368 245,077 321,779 311,888 171,265 119,314 314,799 361,548 360,337 387,167 390,774 388,460 386,570 373,201 388,548 392,775

NITROGENO (NM3) 7204,169 8432,162 7552,932 7278,164 7700,507 8580,951 7067,642 7718,698 8187,471 8407,080 8045,097 12449,874 15800,388 13026,113 13946,410 15980,589 15955,151 13496,152 14064,811 10587,374 9194,399 8396,595 8929,820 9083,954 9063,162 9070,288 9115,230 8672,702 8727,173

OS H C E R DE

TOTAL PROM DIA

AIRE SERVICIO INSTRUM (NM3) (NM3) 2404 19694 0594 18075 0240 15058 0399 15117 0663 15242 0764 15315 0730 15818 0443 16761 0423 18366 2703 21453 1462 21334 2849 21053 5123 21113 5123 20897 5123 21048 5123 20764 5597 18077 1406 14904 2959 9720 0192 10235 5123 21308 5123 21924 5123 21273 5123 21599 5123 21502 5123 20954 5123 21613 5123 20474 5123 19953

DO A V R E RES

S

8908,072 291735,058 90431 307,175 10059,830 3118 (Resumen Anual, Febrero Cloro Soda, 2008)

540642 18643

Consumo Diario de Vapor. Febrero 2008.

Consum o (TM)

500 400 300 200 100

OS D A V R E E 1 3 5 7 9S 11 13 S15 17 19 21 23 25 R O ERECH

0

D

27 29

Dias

Consumo Diario de Vapor Grafica # 9: Consumo diario de vapor. Febrero de 2008. (Mata Ávila, 2008)

Consumo diario de Nitrógeno. Febrero 2008.

Consumo (NM3)

20000 15000 10000 5000 0 1

3

5

7

9

11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 Dias Consumo diario de Nitrógeno

Grafica # 10: Consumo diario de Nitrógeno. Febrero de 2008. (Mata Ávila, 2008)

Consumo (NM3)

Consumo diario de Aire de Procesos. Febrero 2008. 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0

OS H C E R DE 1

3

5

7

9

O23S 25 D A V 21 R RESE

11 13

15 17 19

27 29

Dias

Consumo diario de Aire de Procesos.

Grafica # 11: Consumo diario de Aire de Procesos. Febrero de 2008. (Mata Ávila, 2008)

Consumo (NM3)

Consumo diario de Aire de Instrumentos. Febrero 2008. 25000 20000 15000 10000 5000 0 1

3

5

7

9

11

13

15

17

19

21

23 25

27

Dias Consumo diario de Aire de Instrumentos.

Grafica # 12: Consumo diario de Aire de Instrumentos. Febrero de 2008. (Mata Ávila, 2008)

29

3.

Consumo de los servicios de Aire de Proceso e Instrumentos, Nitrógeno y Vapor en el mes de Marzo de 2008. Planta Cloro-Soda. Tabla # 18: Consumo de los servicio, mes de Marzo 2008. AIRE 31

01/03/2008 02/03/2008 03/03/2008 04/03/2008 05/03/2008 06/03/2008 07/03/2008 08/03/2008 09/03/2008 10/03/2008 11/03/2008 12/03/2008 13/03/2008 14/03/2008 15/03/2008 16/03/2008 17/03/2008 18/03/2008 19/03/2008 20/03/2008 21/03/2008 22/03/2008 23/03/2008 24/03/2008 25/03/2008 26/03/2008 27/03/2008 28/03/2008 29/03/2008 30/03/2008 31/03/2008 TOTAL

VAPOR (TM) 391,816 392,502 392,095 402,461 409,607 407,630 430,950 406,894 441,457 442,331 433,653 430,612 428,579 431,018 424,347 429,345 437,842 436,818 422,310 364,046 242,946 284,405 391,682 302,569 148,691 162,047 295,597 355,590 336,609 253,264 198,768 11328,481

NITROGENO (NM3) 8540,473 8186,719 8231,028 8153,180 8120,509 8132,459 8436,872 8304,273 8755,624 8453,357 8646,059 8608,544 8699,501 8367,908 8322,350 8348,615 8377,766 8360,065 8347,813 11390,663 13854,375 8332,623 8372,479 9263,199 14866,857 11537,866 10392,679 9525,268 8088,365 12233,173 11384,073 288634,733

SERVICIO (NM3) 0928 0183 0534 0577 0176 0231 0920 0158 0228 0972 0242 0730 0689 0197 0180 0684 0419 0233 1405 0538 0480 0155 0155 0621 0151 0228 4767 9159 9119 7658 7984 50702

INSTRUM (NM3) 24195 22785 22785 23027 23096 22552 22320 22498 22422 22692 22761 23225 22952 23006 22917 22952 22980 22630 22749 22355 21516 21543 21714 21809 21247 21435 22103 22480 21948 21944 21788 696426

365,435 9310,798 1636 (Resumen Anual, Marzo Cloro Soda, 2008)

22465

OS H C E R DE

PROM DIA

DO A V R E RES

S

Consumo (TM vapor)

Consumo diario de vapor. Marzo 2008. 500 400 300 200 100 0 1

3

5

7

9

DO A V R E RES

S

11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

OS H C E R DE

Dias

Consumo diario de vapor.

Grafica # 13: Consumo diario de vapor. Marzo de 2008. (Mata Ávila, 2008)

Consumo diario de Nitrógeno. Marzo 2008.

Consumo (NM3)

20000 15000 10000 5000 0 1

3

5

7

9

11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 Dias Consumo diario de Nitrógeno.

Grafica # 14: Consumo diario de Nitrógeno. Marzo de 2008. (Mata Ávila, 2008)

Consumo diario de Nitrógeno. Marzo 2008.

Consumo (NM3)

10 8 6 4 2 0

S O D A V R 1 3 5 7 9 11 13 15 E17 19 21 23 25 S E R S HO Dias C E R E D

27 29 31

Consumo diario de Nitrógeno.

Grafica # 15: Consumo diario de Aire de Procesos. Marzo de 2008. (Mata Ávila, 2008)

Consumo (NM3)

Consumo diario de Aire de Instrumentos. Marzo 2008. 25 24 23 22 21 20 19 1

3

5

7

9

11

13 15

17 19

21 23

25 27

29 31

Dias Consumo diario de Aire de Instrumentos.

Grafica # 16: Consumo diario de Aire de Instrumentos. Marzo de 2008. (Mata Ávila, 2008)

4. Consumo de los servicios de Aire de Proceso e Instrumentos, Nitrógeno y Vapor en el mes de Abril de 2008. Planta Cloro-Soda. Tabla # 19: Consumo de los servicio, mes de Abril 2008. AIRE 31 VAPOR NITROGENO SERVICIO INSTRUM (TM) (NM3) (NM3) (NM3) 271,947 8109,244 9276 21783 01/04/2008 369,846 8288,251 9128 21896 02/04/2008 366,254 8051,242 9200 21943 03/04/2008 357,270 7997,296 9104 22026 04/04/2008 347,901 7984,269 9051 21753 05/04/2008 335,228 8053,615 8990 21364 06/04/2008 321,895 8309,973 8931 21271 07/04/2008 321,719 8245,257 8851 21446 08/04/2008 290,066 8272,752 8399 21623 09/04/2008 292,294 8476,296 8768 21705 10/04/2008 299,911 8995,177 5512 21717 11/04/2008 294,869 9900,838 0155 21820 12/04/2008 305,406 9616,710 0155 21999 13/04/2008 331,118 8422,262 0118 21910 14/04/2008 358,606 8761,714 0933 22078 15/04/2008 358,558 8673,775 0279 21979 16/04/2008 355,956 10615,030 0452 20969 17/04/2008 355,947 9360,691 4317 20604 18/04/2008 358,174 8376,141 8857 20467 19/04/2008 351,776 10884,728 3799 20589 20/04/2008 346,134 7503,623 0011 20241 21/04/2008 350,231 7645,867 0051 20736 22/04/2008 338,958 7995,121 0902 20679 23/04/2008 339,071 7927,790 0416 20520 24/04/2008 314,577 7173,897 25141 21555 25/04/2008 301,920 6352,749 14564 20810 26/04/2008 247,610 9665,858 0231 20816 27/04/2008 214,337 8505,932 0576 21197 28/04/2008 166,248 13277,550 7369 20789 29/04/2008 142,741 9793,827 22434 21385 30/04/2008

OS H C E R DE

TOTAL PROM DIA

9406,569

DO A V R E RES

261237,476

S

185969

639672

313,552 8707,916 6199 (Resumen Anual, Abril Cloro Soda, 2008)

21322

Consumo (TM vapor)

Consumo diario de Vapor. Abril 2008. 400 300 200 100

OS D A V R E S E 1 3 5 7 9 S11R13 15 17 19 21 23 25 HO C E R E D Dias

0

27 29

Consumo diario de Vapor. Grafica # 17: Consumo diario de vapor. Abril de 2008. (Mata Ávila, 2008)

Consumo (NM3)

Consumo diario de Nitrógeno. Abril 2008. 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 1

3

5

7

9

11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 Dias Consumo diario de Nitrógeno.

Grafica # 18: Consumo diario de Nitrógeno. Abril de 2008. (Mata Ávila, 2008)

Consumo diario de Aire de Procesos. Abril 2008.

Consum o (NM3)

30000 25000 20000 15000 10000

OS D A V R E E 1 3 5 7 S 9 11 13S15 17 19 21 23 25 R O ERECH

5000

0

D

27 29

Dias

Consumo diario de Aire de Procesos. Grafica # 19: Consumo diario de Aire de Procesos. Abril de 2008. (Mata Ávila, 2008)

Consumo (NM3)

Consumo diario de Aire de Instrumentos. Abril 2008, 22500 22000 21500 21000 20500 20000 19500 19000 1

3

5

7

9

11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 Dias

Consumo diario de Aire de Instrumentos.

Grafica # 20: Consumo diario de Aire de Instrumentos. Abril de 2008. (Mata Ávila, 2008)

5. Consumo de los servicios de Aire de Proceso e Instrumentos, Nitrógeno y Vapor en el mes de Mayo de 2008. Planta Cloro-Soda. Tabla # 20: Consumo de los servicio, mes de Mayo 2008. AIRE 31 01/05/2008 02/05/2008 03/05/2008 04/05/2008 05/05/2008 06/05/2008 07/05/2008 08/05/2008 09/05/2008 10/05/2008 11/05/2008 12/05/2008 13/05/2008 14/05/2008 15/05/2008 16/05/2008 17/05/2008 18/05/2008 19/05/2008 20/05/2008 21/05/2008 22/05/2008 23/05/2008 24/05/2008 25/05/2008 26/05/2008 27/05/2008 28/05/2008 29/05/2008 30/05/2008 31/05/2008 TOTAL PROM DIA

VAPOR NITROGENO SERVICIO (TM) (NM3) (NM3) 345,114 8699,372 26392 357,924 8657,689 28101 349,807 8636,555 27047 348,759 8073,570 24441 333,303 8731,535 26480 317,494 8731,039 23486 322,417 8831,389 34975 319,307 8927,348 35418 317,050 8662,442 27165 312,945 8723,032 23286 319,448 8698,668 24880 314,850 10868,120 27580 178,857 12947,800 30718 318,252 11293,464 24080 352,441 8900,800 30781 307,676 8890,182 33632 311,278 8899,327 36083 338,092 8934,612 35914 353,993 8917,256 37863 356,902 8878,719 36880 353,588 8884,944 39316 325,016 8918,590 43047 315,373 8980,250 40409 324,949 8881,813 39332 344,776 8927,799 51325 366,266 8858,466 48501 336,575 8898,910 49251 309,971 8979,687 53867 300,049 8988,522 49120 51,139 14652,176 11591 23,541 15863,996 11014 9527,152 294738,070 1031977 307,327 9507,680 33290 (Resumen Anual, Mayo Cloro Soda, 2008)

OS H C E R DE

DO A V R E RES

S

INSTRUM (NM3) 21339 21902 20851 20853 22339 22229 21608 22520 22115 20409 20762 21052 21773 20695 21418 22686 21822 20958 21782 21026 21059 21208 21412 21625 21739 23213 22013 21600 21509 21324 20237 667081 21519

Consumo (TM vapor)

Consumo diario de Vapor. Mayo 2008. 400 300 200 100 0 1

3

5

7

DO A V R E Dias RES

9

S

11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

OS H C E R Consumo diario de Vapor. DE

Grafica # 21: Consumo diario de vapor. Mayo de 2008. (Mata Ávila, 2008)

Consumo diario de Nitrógeno. Mayo 2008.

Consumo (NM3)

20000 15000 10000 5000 0 1

3

5

7

9

11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 Dias Consumo diario de Nitrógeno.

Grafica # 22: Consumo diario de Nitrógeno. Mayo de 2008. (Mata Ávila, 2008)

Consumo de Aire de Procesos. Mayo 2008.

Consumo (NM3)

60 50 40 30 20 10 0 1

3

DER

S O D A V R 5 7 9 11 13 15 E17 19 21 23 25 S E R S Dias ECHO

27 29 31

Consumo de Aire de Procesos.

Grafica # 23: Consumo diario de Aire de Procesos. Mayo de 2008. (Mata Ávila, 2008)

Consumo (NM3)

Consumo diario de Aire de Instrumentos. Mayo 2008. 24 23 22 21 20 19 1

3

5

7

9

11

13

15

17

19

21

23

25

27

29

Dias Consumo diario de Aire de Instrumentos.

Grafica # 24: Consumo diario de Aire de Instrumentos. Mayo de 2008. (Mata Ávila, 2008)

6. Consumo de los servicios de Aire de Proceso e Instrumentos, Nitrógeno y Vapor en el mes de Junio de 2008. Planta Cloro-Soda. Tabla # 21: Consumo de los servicio, mes de Junio 2008. 31 01/06/2008 02/06/2008 03/06/2008 04/06/2008 05/06/2008 06/06/2008 07/06/2008 08/06/2008 09/06/2008 10/06/2008 11/06/2008 12/06/2008 13/06/2008 14/06/2008 15/06/2008 16/06/2008 17/06/2008 18/06/2008 19/06/2008 20/06/2008 21/06/2008 22/06/2008 23/06/2008 24/06/2008 25/06/2008 26/06/2008 27/06/2008 28/06/2008 29/06/2008 30/06/2008 TOTAL

VAPOR (TM) 27,694 83,337 158,628 180,812 315,171 318,824 302,856 297,625 297,811 299,126 299,610 290,051 292,449 287,506 277,999 273,021 270,688 271,608 275,639 288,606 294,156 292,607 311,036 301,767 311,020 312,663 319,900 296,859 285,041 287,406 8121,517

NITROGENO (NM3) 12802,997 14206,464 12296,169 9295,846 9512,869 10096,729 10106,271 9988,097 10008,159 10368,432 10427,559 8853,950 9735,288 9542,857 10911,060 11744,490 12107,192 12862,482 14277,218 14859,091 15410,541 15577,036 14741,085 14627,252 14314,202 13083,675 11880,658 11310,388 11312,755 11369,776 357630,587

OS H C E R DE

PROM DIA

AIRE SERVICIO INSTRUM (NM3) (NM3) 5440 10490 6090 13764 5946 11051 18174 11308 7545 7180 10552 7079 12827 8467 9740 10696 7057 7378 4137 11073 6216 10879 12028 10932 5800 10911 2617 7435 1819 9910 5502 10933 6531 10800 9208 10955 14737 10718 18149 10638 18123 10937 18346 10476 18805 9331 18609 10709 17658 11257 3231 10536 4390 10311 0065 10322 6297 10334 5984 10305 281623 307114

DO A V R E RES

S

270,717 11921,020 9387 (Resumen Anual, Junio Cloro Soda, 2008)

10237

Consumo (TM vapor)

Consumo diario de Vapor. Junio 2008. 350 300 250 200 150 100 50 0

OS D A V R 1 3 5 7 9 11 13 15E17 19 21 23 25 S E R S HO C Dias E R E D

27 29

Consumo diario de Vapor.

Grafica # 25: Consumo diario de vapor. Junio de 2008. (Mata Ávila, 2008)

Consumo diario de Ntrógeno. junio 2008.

Consumo (NM3)

20000 15000 10000 5000 0 1

3

5

7

9

11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 Dias Consumo diario de Ntrógeno.

Grafica # 26: Consumo diario de Nitrógeno. Junio de 2008. (Mata Ávila, 2008)

Consumo diario de Aire de Precesos. Junio 2008.

Consumo (NM3)

20000 15000 10000 5000 0 1

3

5

7

9

OS H C E R DE

DO A V R E RES

S

11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 Dias

Consumo diario de Aire de Precesos.

Grafica # 27: Consumo diario de Aire de Procesos. Junio de 2008. (Mata Ávila, 2008)

Consumo (NM3)

Consumo diario de Aire de Instrumentos. Junio 2008. 15000 10000 5000 0 1

3

5

7

9

11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 Dias

Consumo diario de Aire de Instrumentos.

Grafica # 28: Consumo diario de Aire de Instrumentos. Junio de 2008. (Mata Ávila, 2008)

7. Producción de Cloro. Planta Cloro Soda Año 2008.

Tabla # 22: Producción de Cloro. Planta Cloro Soda Año 2008. Meses ENE FEB MARZ ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC TOTAL

CL2 GAS (TM Cl2) 9.762 8.034 9.415 8.278 8.638 7.678

OS H C E R DE

DO A V R E RES

51.805 (Resumen Anual, Cloro Soda 2008)

S

INSPECCIÓN DE TRAMPAS DE VAPOR INSTALADAS EN LA PLANTA CLORO SODA. INVENTARIO DE TRAMPAS DE VAPOR DE LA PLANTA CLORO SODA

Tabla # 23: Trampas de Vapor Instaladas en el Área de Envasado. Trampa

Tipo

Modelo

001 002

Termodinámica Balde Invertido Flotador Libre Balde Invertido Balde Invertido Balde Invertido Flotador Libre Flotador Libre

S O H C E R 003 DE 004 005 006 007 008

Marca

En Funcionamiento no si

Sarco S O D A V R RESEArmstrong TD-52 Serie 880 J5x-10

TLV

no

B1H-75

Sarco

no

Serie 880 B1H-75

Armstrong

no

Sarco

no

J5x-10

TLV

no

J5x-10

TLV

no

Fuente: Mata Ávila 2008. Tabla # 24: Área de Tanques de Soda

Trampa 009 010 011 012

Tipo

Modelo

Marca

No hay Flotador J5x-10 TLV Libre Flotador J5x-10 TLV Libre Flotador J5x-10 TLV Libre Fuente: Mata Ávila 2008.

En Funcionamiento no no no

Tabla # 25: Área de Paquete Cáustico

Trampa

Tipo

Modelo

Marca

013

Flotador Libre Flotador Libre Flotador Libre Flotador Libre Balde Invertido

J5x-10

TVL

En Funcionamiento si

J5x-10

TVL

si

J3X-8

TVL

si

J3X-8

S RVADO

014 015 016

TVL

E Serie 880 Armstrong S E R S O H EREC

017

D

si

si

Fuente: Mata Ávila 2008.

Tabla # 26: Área de Intercambiadores Cáustico

Trampa

Tipo

Modelo

Marca

018

Flotador Libre Flotador Libre Flotador Libre Flotador Libre Balde Invertido

J5x-10

TVL

En Funcionamiento si

J5x-10

TVL

si

J3X-8

TVL

si

J3X-8

TVL

si

Serie 880

Armstrong

no

019 020 021 022

Fuente: Mata Ávila 2008.

Tabla # 27: Área de Salmuera

Trampa 023 024 025 026

Tipo

Modelo

Flotador J5X-10 TVL Libre Flotador J3X-8 TVL Libre Balde B1H-75 Sarco Invertido Flotador J3X-8 TVL Libre Balde Serie 880 Armstrong Invertido Flotador J5X-10 TVL Libre Balde Serie 880 Armstrong Invertido Balde Serie 880 Armstrong Invertido Flotador J5X-10 TVL Libre Fuente: Mata Ávila 2008.

OS H C E R DE 027

028 029 030 031

056

Marca

En Funcionamiento no no no

OSno D A V R RESE no

no si si si -

Tabla # 28: Área de Vaporización de Cloro

Trampa

Tipo

Modelo

Marca

032

Flotador Libre Flotador Libre Flotador Libre Flotador Libre Flotador Libre

J5X-10

TVL

En Funcionamiento si

J5X-10

TVL

si

J5X-10

TVL

si

J5X-10

TVL

si

J5X-10

TVL

no

033 034 035 036

037

Termostática

N452

Nicholson

si

Fuente: Mata Ávila 2008.

Tabla # 29: Área de Hidrogeno

Trampa

Tipo

Modelo

Marca

038

Flotador Libre Flotador Libre Flotador Libre

J5X-10

TVL

En Funcionamiento no

TVL

no

Nicholson Armstrong

no si

039

DO A TVL V R E RES

J5X-10

OSJ5X-10 H C E R DE 040 041 042

Balde Invertido

Serie 880

Ssi

Fuente: Mata Ávila 2008.

Tabla # 30: Área de Acido Sulfúrico

Trampa

Tipo

Modelo

Marca

043

Balde Invertido Termostática

B1H-75

Sarco

En Funcionamiento si

N452

Nicholson

no

044

Fuente: Mata Ávila 2008.

Tabla # 31: Área de Servicio

Trampa

Tipo

Modelo

Marca

En Funcionamiento

045

Flotador Libre

J5X-10

TVL

si

046

Balde Invertido

Armstrong

si

047

Flotador Libre

Serie 880 J5X-10

TVL

no

048

Flotador Libre

J5X-10

TVL

OSsi D A V R RESE

OS Serie H C E Balde Invertido R DE 049

880 Serie 880 J5X-10

Armstrong

si

Armstrong

si

TVL

no

Armstrong

no

TVL

no

050

Balde Invertido

051

Flotador Libre

052

Balde Invertido

053

Flotador Libre

Serie 880 J5X-10

054

termodinámica

TD-52

Sarco

si

055

-

-

-

-

Fuente: Mata Ávila 2008.

Observaciones. Tabla # 32: Observaciones Realizadas a Trampas de Vapor Instaladas en Planta.

Trampa No 001 002 003 004 005

OS H C E 006 R DE 007 008 009

010

011 012 013

014 015 016 017 018 019 020

Observaciones Trampa en mal estado al igual que los accesorios y el material aislante. Sin Observación. Trampa deteriorada. Trampa deteriorada. Trampa en mal estado al igual que los accesorios y el material aislante. Trampa deteriorada. Trampa en mal estado al igual que los accesorios y el material aislante. Trampa en mal estado al igual que los accesorios y el material aislante. La línea cuenta con su respectiva bota colectora, pero no presenta trampa instalada. La trampa se encuentra fuera de servicio, además presenta aislante en mal estado. Trampa fuera de servicio, aparenta mal estado. Trampa fuera de servicio, aparenta mal estado. La trampa presenta una buena operación, pero posee fuga abierta en la tubería antes de la válvula de purga, además del mal estado actual del aislante en la misma zona. Sin Observación. Mal estado del material aislante asociado a la trampa. Mal estado del material aislante y de la válvula de purga. Sin Observación. Sin Observación. Sin Observación. Sin Observación.

DO A V R E RES

S

021 022 023 024 025 026 027

OS H C E R DE 028 029 030 031 032 033

034

035 036 037

Trampa fuera de servicio. Trampa y accesorios asociados a ella en mal estado. Trampa fuera de servicio, aparenta mal estado. Trampa fuera de servicio, aparenta mal estado. Trampa en mal estado al igual que los accesorios. Trampa en mal estado al igual que los accesorios. Trampa en mal estado al igual que los accesorios. Mal estado del aislante. Sin Observación. Sin Observación. Trampa fuera de servicio, aparenta mal estado. Sin Observación. La trampa opera en buenas condiciones pero presenta fuga en la parte superior de la línea antes de la trampa. La trampa opera en buenas condiciones pero presenta fuga en la conexión antes de la trampa. Sin Observación. Fuera de servicio y aparenta mal estado. La trampa podría presentar fuga por el orificio ya que descarga vapor a alta presión, o podría estar mal dimensionada.

DO A V R E RES

S

038

Fuera de servicio y aparenta mal estado.

039

Sin Observación.

040

Fuera de servicio y aparenta mal estado.

041

Trampa y accesorios asociados a ella en mal estado.

042

Mal estado del material aislante.

043

Sin Observación.

044

Trampa y accesorios asociados a ella en mal estado.

045

Sin Observación.

046

Sin Observación.

047

Trampa y aislante en mal estado.

048

Aislante en mal estado.

049 050

DO A V R E RES Sin Observación.

S

051 HO C E R E D 052

Sin Observación.

S

Trampa y aislante en mal estado. Trampa y aislante en mal estado.

053

Trampa y aislante en mal estado.

054

La trampa podría presentar fuga por el orificio ya que descarga vapor a alta presión, o podría estar mal dimensionada.

055

La línea cuenta con su respectiva bota colectora, pero no presenta trampa instalada. La línea cuenta con su respectiva bota colectora, pero no presenta trampa instalada.

056

Fuente: Mata Ávila 2008.

Trampas a cambiar. Tabla # 33: TRAMPAS A CAMBIAR DENTOR DE LA PLANTE DE CLORO SODA. Trampa número Tipo de trampa instalada 001 Termodinámica 003 Flotador libre 004 Balde invertido 005 Balde invertido 006 Balde invertido 007 Flotador libre 008 Flotador libre 010 Flotador libre 011 Flotador libre 012 Flotador libre 022 Balde invertido 023 Flotador libre 024 Flotador libre 025 Balde invertido 026 Flotador libre 027 Balde invertido 028 Flotador libre 029 Balde invertido 031 Flotador libre 036 Flotador libre 037 Termostática 038 Flotador libre 040 Flotador libre 041 Termostática 044 Termostática 047 Flotador libre 051 Flotador libre 052 Flotador libre 053 Flotador libre 054 Termodinámica Fuente: Mata Ávila (2008)

OS H C E R DE

DO A V R E RES

S

Trampas por colocar. Tabla # 34: TRAMPAS POR COLOCAR DENTRO DE LA PLANTA DE CLORO SODA. Trampa número Tipo de trampa instalada 009 055 056 Fuente: Mata Ávila (2008)

OS H C E R DE

DO A V R E RES

S

Nota: En estos puntos se encuentra la bota colectora sin trampa instalada.

Fugas en trampa y accesorios asociados a ella. Tabla # 35: TRAMPAS CON FUGAS ASOCIADAS A ELLAS. Trampa número Tipo de trampa observaciones instalada 013 Flotador libre Fuga en la línea antes de la válvula de purga. 016 Flotador libre Fuga a través de la válvula de purga. 033 Flotador libre Fuga en la línea superior antes de la trampa. 034 Flotador libre Fuga en la unión antes de la trampa. 037 Termostática Fuga por el orificio de la trampa. 054 Termodinámica Fuga por el orificio de la trampa. Fuente: Mata Ávila (2008)