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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS

SEGUNDA VISITA TECNICA INDURA

-INTEGRANTES:  Bautista Vallejo, juan Carlos (20062083A)  Miguel Rojas, Gustavo

(20061186A)

- CURSO: PROCESOS INDUSTRIALES l - PROFESOR: ING. ELIZABETH BILMA OSORIO - FECHA DE ENTREGA: 19 DE OCTUBRE DEL 2017

1. Introducción El nitrógeno y oxigeno son gases industriales que tienen múltiples usos. Por ejemplo el nitrógeno grado industrial se usa en las industrias que incluyen: petróleo y gas, almacenamiento de alimentos, química, marina, metalúrgica, manejo y almacenamiento de materiales, electrónicas, moldeo de plásticos, analizadores de purga, y muchas más. Muchos sectores, como la industria química, electrónica y alimentaria, consideran el nitrógeno como el cuarto suministro básico, junto con el gas, el agua y la electricidad. Los usos industriales del oxígeno incluyen su utilización con acetileno, propano, hidrógeno, gasolina y otros gases para procesos tales como oxi-corte, soldadura oxi-gas, temple de aceros, soplado del vidrio, mejoramiento del poder calorífico de la mezcla aire combustible, fabricación de aceros en las plantas siderúrgicas, así como purificación del acero en los hornos eléctricos. También tiene uso terapéutico, por lo que se recomienda su uso en centros de salud. Fundamento teórico de las operaciones y procesos unitarios El proceso adoptado para producir oxígeno y nitrógeno se denomina licuefacción y destilación fraccionada del aire dentro de la unidad de separación de aire.

2. Procesos unitarios importantes: Licuefacción: Licuefacción o licuación de los gases es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado gaseoso al líquido, por el aumento de presión (compresión isoterma) y la disminución de la temperatura (expansión adiabática), llegando a una sobrepresión elevada, hecho que diferencia a la licuefacción.

Destilación fraccionada: La destilación fraccionada es un proceso físico utilizado en química para separar mezclas (generalmente homogéneas) de líquidos mediante el calor, y con un amplio intercambio calorífico y másico entre vapores y líquidos. Se emplea cuando es necesario separar soluciones de sustancias con puntos de ebullición distintos pero cercanos. Una de las fuentes más importantes de materias primas es el petróleo, procesado en grandes cantidades en las refinerías. El aire se expande y se licua en este proceso por la expansión y enfriamiento en una máquina de expansión y en válvulas de expansión de presión media (40 Kg/cm2 a 50 Kg/cm2). El aire expandido y enfriado de la máquina de expansión y válvulas de expansión entra en la parte inferior de la columna de destilación. El aire en su mayor parte ya está en estado líquido. El punto de ebullición del nitrógeno es de 78 K y el del oxígeno de 90 K, por lo que existe una diferencia de 12 ºC entre los puntos de ebullición.

Destilación en una sola columna

En el condensador no se puede generar un reflujo por lo que no se puede enriquecer el compuesto ligero (en este caso el nitrógeno). En este caso, el objetivo de esta columna podría ser obtener simplemente oxígeno puro ya que por la cabeza no se llega a producir un nitrógeno de gran pureza. La alternativa a este proceso sería utilizar dos columnas una superpuesta sobre la otra:

Destilacion en dos columnas

En este caso se coloca una columna encima de la otra, en donde la columna de abajo trabaja a una presión superior (en torno a 5 atmosferas). El aire alimentado a esta columna está frío, para ello utilizando el líquido que se encuentra en la parte inferior de la columna (que hierve). El aire se expande a posteriori y se introduce a la columna.

En ese momento el vapor asciende por la columna enriqueciéndose en nitrógeno mientras que el líquido se va enriqueciendo en oxígeno. El vapor en la cabeza de la columna es prácticamente nitrógeno pero para obtener nitrógeno puro hace falta un reflujo. El nitrógeno en cabeza se encuentra a 94 K mientras que el líquido en la cola del destilador superior se encuentra a 90 K. De este modo se realiza un intercambio entre ambas fases para dar lugar a nitrógeno líquido, que se podrá utilizar como reflujo.

Tecnología criogénica El rendimiento del proceso y la pureza de los productos varían según el intercambiador, el número de platos o las condiciones de trabajo. La separación criogénica del aire incluye cuatro etapas principales: 

Compresión del aire.



Remoción de impurezas del aire (pre tratamiento).



Enfriamiento y licuefacción del aire.



Destilación

3. La Empresa INDURA Perú nace el 7 de mayo de 1996 como una sociedad anónima filial de su Casa Matriz. De esta manera inicia su actividad comercial en octubre del mismo año adquiriendo su primer local en el distrito de Independencia - Lima donde se instalaron las oficinas administrativas, comerciales y el Almacén Central.

INDURA es una empresa del grupo Air Products, una de las principales compañías de gases industriales a nivel mundial, con más de 70 años de historia, presencia en más de 50 países y con más de 20.000 trabajadores. La compañía posee un profundo conocimiento de cada mercado en el que está presente y contribuye en forma activa al desarrollo de las empresas con las que trabaja, gracias a la entrega de soluciones integrales con gases y soldaduras a la medida de los clientes, las que complementa con un completo mix de productos y servicios asociados al uso de los mismos.

Certificaciones La calidad de INDURA es respaldada por las casas certificadoras más importantes del mundo y cumplen con exigentes normas internacionales, lo que sumado a la calidad de sus proveedores de equipos y la capacidad de su personal, les ha permitido estar presentes en la construcción de los más importantes proyectos metalmecánicos y mineros del Perú.

ISO 14001 - 2004 Valida el Sistema de Gestión Ambiental de INDURA Perú, confirmando el cumplimiento de estándares internacionales de calidad ratificada también por su certificación ISO 9001:2001 obtenida anteriormente. Dicha norma asegura la responsabilidad en las políticas y procedimientos de INDURA Perú en reducir su impacto en el medio ambiente, mejorar el manejo de desechos y optimizar el uso de insumos y energía, ayudando a preservar los recursos de nuestro planeta. El ISO 14001 es un estándar internacional que evalúa los siguientes principios en las organizaciones certificadas: la prevención de la contaminación, el cumplimiento de las normativas legales vigentes y la mejora continua del Sistema de Gestión Ambiental.

Premio a la Excelencia en Seguridad 2010 MAPFRE Perú otorgó a INDURA Perú por cuarto año consecutivo, el "Premio a la Excelencia en Seguridad 2010", por su compromiso permanente hacia la prevención de riesgos y por mantener altos estándares de seguridad en sus procesos productivos.

Estándar S3 Cuenta con el Sistema de Gestión Integrado SHEQ que ha asignado a INDURA PERU el certificado del Estándar S3 en Gestión de Seguridad y Salud Ocupacional. Este certificado es emitido por la Casa Matriz.

4. Proceso de producción Tratamiento y separación del aire El proceso de la Planta productora de gases del aire INDURA considera el funcionamiento de una Planta Criogénica de Separación de Gases del aire, este proceso se realiza en sus plantas principales, siendo la más cercana la que está ubicada en el Callao, estas operan bajo el principio de separación de gases por destilación, proceso que involucra básicamente la filtración, compresión, refrigeración, intercambio de calor y destilación, acompañado del enfriamiento del sistema, con el fin de controlar las condiciones termodinámicas de los flujos de aire en el proceso para así obtener finalmente la separación de los distintos gases deseados (Oxígeno, Nitrógeno y Argón).

Una vez que son obtenidos los gases de interés, éstos son derivados a un sistema criogénico, en donde se almacenan para posteriormente una parte de ellos convertirse en insumos en la Planta de Llenado de Gases, en donde se realiza el llenado de cilindros con los gases puros de Oxígeno, Nitrógeno, Argón, Dióxido de Carbono, Aire y mezclas de gases como el indurmig (80% argón – 20% CO2) y una variedad de otras mezclas, dependiendo de los requerimientos de los clientes.

Una fracción importante de nitrógeno (aproximadamente 36 ton/d en estado gaseoso), será enviada a la planta de Goodyear ubicada al frente de las nuevas instalaciones a través de cañerías, para abastecer los requerimientos internos de este gas en sus procesos, principalmente en el proceso de Vulcanización de neumáticos verde. Otra parte de estos gases almacenados en estado líquido serán distribuidos al mercado en camiones especialmente diseñados para el transporte de gases criogénicos.

Los sectores y sistemas de mayor relevancia para la operación del proyecto son los siguientes:



Planta Productora de Gases del Aire (Oxígeno – Nitrógeno – Argón).



Planta de Llenado de Cilindros y Termos Criogénicos y laboratorio de gases.



Área de almacenamiento de cilindros



Taller de mantención de cilindros



Bodega de Repuestos



Sala de Control y oficinas administrativas.



Bodega de residuos

Digrama de flujo

Principales productos

Presentaciones

Cilindro

Termo

Portacryo

5. Acetileno Se obtiene mediante la reacción del agua con el y Carburo de Calcio, la cual libera un gas volátil que es capaz de producir hasta 3000 ºC.

Descripción El acetileno es un gas compuesto por carbono e hidrógeno (12/1 aprox. en peso). En condiciones normales (15°C, 1 atm) es un gas un poco más liviano que el aire, incoloro. El acetileno 100% puro es inodoro, pero el gas de uso comercial tiene un olor característico, semejante al del ajo. No es un gas tóxico ni corrosivo. Es muy inflamable. Arde en el aire con llama luminosa, humeante y de alta temperatura. Los límites inferior y superior de

inflamabilidad son 2,8 y 93% en volumen de acetileno en aire respectivamente. El acetileno puro sometido a presión es inestable, se descompone con inflamación dentro de un amplio rango de presión y temperatura. Por esto, en el cilindro se entrega diluido en un solvente, que generalmente es acetona, impregnado en un material poroso contenido en el cilindro, que almacena el acetileno en miles de pequeñas cavidades independientes. En esta forma, el acetileno no es explosivo.

Uso industrial Como agente calorífico es un combustible de alto rendimiento, utilizado profusamente en las aplicaciones oxigás. Las temperaturas alcanzadas varían según relación acetileno-oxígeno, pudiendo llegar a más de 3.000°C, con oxígeno puro. En la industria química, por su gran reactividad, es utilizado en síntesis demuchos productos orgánicos.

Principales precauciones en manejo y almacenamiento Por su amplio rango de inflamabilidad, el acetileno es un gas que debe ser tratado con especial cuidado. Por esta razón, en las etapas de producción, transporte y manipulación, debe evitarse que el gas se encuentre en forma libre, a una presión manométrica superior a 1 bar (14,5 psi). La presión de trabajo máxima recomendada por la norma CGA es 1 bar (14,5 psi). Los cilindros de acetileno deben siempre ser transportados en posición vertical, con su tapagorro y almacenados en la misma forma para evitar que al abrirse la válvula pueda derramarse acetona. Utilizar el cilindro, sólo hasta que la presión interna indique 2 bar (29 psi) para así evitar la contaminación del cilindro. Operar las válvulas con suavidad para evitar calentamientos localizados. Los lugares en que se trabaja con acetileno deben ser ventilados adecuadamente. Los cilindros deben almacenarse a prudente distancia de los de oxígeno (5 m). Es altamente recomendable un muro cortafuego entre los lugares de almacenamiento de ambos gases. Si un cilindro se calienta internamente (detectable por descascaramiento de la pintura), habrá que evacuar el área y mojar con agua hasta que se enfríe (el agua deja de vaporizarse), esperar dos horas y volver a mojar.

6. Oxigeno El oxígeno tiene amplia aplicaciones en distintas áreas, como por ejemplo: o

Medicina: para tratamientos respiratorios, oxigenoterapia, vehículo de anestesia, cámaras de presión hiperbárica.

o

Metalurgia: en siderurgia (oxido reducción del arrabio, enriquecimiento de oxígeno en aceros), fundición y sinterizado de cobre, plomo y zinc; procesos de soldadura, refinación de metales y oxicorte de precisión.

o

Saneamiento ambiental: tratamiento de potabilización del agua, tratamiento de aguas servidas (negras) y generación de ozono para desinfección.

o

Química: procesos de oxidación química, fabricación de pasta de celulosa y papel, fabricación de cales, cementos y afines.

o

Cristalería y óptica: refinamiento de cristales para lentes, vidrio especiales para lámparas.

o

Electrónica y electricidad: manufactura de tubos para televisión, fabricación de baterías eléctricas.

o

Piscicultura: criadero de peces.

Forma de ADSOSS Las plantas producen oxigeno mediante adsorción. Mientras que el nitrógeno, el Dióxido de carbono y el vapor de agua son adsorbidos totalmente por la superficie de zeolitas especiales, el oxígeno y el argón pasan fácilmente a través del material. La zeolita se limpia reduciendo simplemente la presión al vacío. Los sistemas normalmente están diseñados con dos recipientes adsorbe dores. Para extraer el oxígeno se operan los recipientes por ciclos. Este proceso recibe el nombre de VPSA por sus siglas en inglés “Vacuum Presure Swing Adsorption“.

Forma CRYOSS Se puede generar oxigeno separando el aire mediante un proceso criogénico. Esta solución puede diseñarse también para producir una combinación de oxígeno y nitrógeno.

7. Nitrogeno En el mundo, se utilizas más nitrógeno que cualquier otro gas industrial. Las aplicaciones del nitrógeno son en la actualidad muy extensas, basadas especialmente en su característica de estabilidad a temperaturas normales, como gas inerte puro o en mezcla con otros gases, que desplaza al oxígeno. Sus principales aplicaciones pueden agruparse en: 

Como atmosfera controlada en el envasado de alimentos como lácteos, vinos, aceites, papas fritas; para la conservación de frutas y verduras



En la fabricación de medicamentos, en la investigación médico-biológica.



En procesos metalúrgicos tales como siderurgia, refinación de metales livianos, hornos de tratamientos térmicos, soldadura de metales, pulvimetalurgia, corte de aceros especiales por plasma y laser.

Otras no menos importantes son la fabricación de pulpa de celulosa y papel, vidrio y la cerámica, productos electrónicos, eléctricos, y la protección de sistemas eléctricos, y la industria química, de plásticos, de fertilizantes, petroquímica y de extracción petrolífera. En las instalaciones de conducción de gases, para los ensayos de presión, purga y barrido de fluidos

inaceptables. Para control de fuegos en minas de carbón e industria del cemento. El nitrógeno es necesario para variados procesos biológicos, y es efectivamente usado como fertilizante, como amoníaco o compuestos amónicos. Los compuestos que el nitrógeno forma con halógenos, y ciertos compuestos orgánicos, pueden ser explosivos.

A continuación una lista de las principales industrias en la que se utiliza nitrógeno: o o o o o o o o o o o o o

Afino de aluminio Caucho. Cocinas centrales y catering. Congelación de alimentos. Conservación y desodorización aceite. Medicina. Metalurgia. Molienda criogénica. Patatas fritas. Plásticos. Precocinados y comidas. Criocirugía. Envasado en atmosfera preparadas.

o

o o o o o o o o o o

Procesamiento y conservación de zumos. Productos farmacéuticos. Industria química. Impresión. Refinerías. Industria del vino. Reproducción animal. Inseminación artificial. Investigación médica y biológica. Vidrio. Tratamiento térmico de metales.

Forma de MEMOSS: El aire comprimido pasa a través de fibras extremadamente delgadas, largas y huecas cuyas paredes actúan como membranas semipermeables. el oxígeno atraviesa éstas paredes rápidamente mientras que el nitrógeno queda retenido dentro de las fibras hasta alcanzar la pureza deseada

Forma de ADSOSS Se utiliza un tamiz molecular de adsorción basado en carbono (CMS), para separar el nitrógeno del aire. Bajo condiciones presurizadas, el CMS adsorbe el oxígeno, el Dióxido de carbono y el agua presentes en el aire, mientras que el nitrógeno pasa a través del tamiz. El tamiz se limpia simplemente reduciendo la presión. Los sistemas mencionados están instalados con dos recipientes de adsorción que se alternan (a medida que se saturan) para asegurar una operación continua. Esta configuración es referida como PSA.

8. Conclusiones 

Los procesos industriales que se llevan a cabo en la planta de INDURA están muy bien controlados mediante programas y dispositivos que permiten la menor intervención de la mano del hombre



Se tiene bastante cuidado al momento de hacer las respectivas operaciones puesto que se trabajan con presiones elevadas necesarias para la obtención del producto final.



Se precisa de poco mantenimiento por la naturaleza de los equipos y solo es necesario darle mantenimiento a los filtros cuyas membranas se ensucian debido a la filtración del aire.



Los procesos industriales que se realizan en la planta tiene características como se trata de ocupar poco espacio, son complejos, son automatizados, precisan de poco mantenimiento, tienen cierto grado de riesgo, entre otros.



El proceso de la obtención del gas es bastante compacto de modo que no ocupa mucho espacio y se aprovecha lo más que se puede la energía empleada

9. Recomendaciones 

Si bien cierto, cumple con los estándares de calidad, pero no cumple con los estándares de seguridad. Por ejemplo, las escaleras eran muy pequeñas y angostas.



Diversificar mas su producto, y crear distribuidores para facilitar su difusión.

10.

Bibiografia http://es.scribd.com/doc/17547178/AGA-JIMMY http://www.premen.ru/es/content/air/airsplit/ http://www.indura.net/_file/file_1582_m_gases_2007.pdf http://www.indura.com.pe/peru.asp