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• jorgejorjais

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INDICE DE CONTENIDO 1.- INTRODUCCIÓN 2.- OBJETIVOS 2.1.- OBJETIVO GENERAL 2.2.- OBJETIVOS ESPECIFICOS 3.- FUNDAMENTO TEORICO DIAGRAMAS DE INSTRUMENTACION 3.1.- TIPOS DE DIAGRAMAS 3.2.- SENSORES 3.2.1.- MEDIDORES DE TEMPERATURA 3.2.2.- MEDIDORES DE PRESION 3.2.3.-MEDIDORES DE FLUJO 3.2.4.-MEDIDORES DE NIVEL 3.3.-TRANSMISORES 3.4.-VALVULAS DE CONTROL 3.5.- MECANISMO DE REACCIÓN CYCLAR 3.6.- RENDIMIENTO DEL PROCESO 3.7.-CONSIDERACIONES DE LOS EQUIPOS 4.-DESCRIPCION DEL PROCESO 5.- DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCES 6.- INSTRUMENTACION DEL DIAGRAMA DEL PROYECTO 6.1.- REACTORES EN SERIE 6.2.- BOMBAS 6.3.- SEPARADORES 6.4.- COMPRESOR 6.5.- REGENERADOR DEL CATALIZADOR 7.- DIMENSIONAMIENTO DE LAS VALVULAS DE CONTROL EN EL PROCESO 8.- FUNCION DE TRANFERENCIA 9.-CONCLUSIONES

1.- INTRODUCCIÓN El alto costo de transporte de GLP a menudo puede deprimir su valor en el lugar de producción. Esta declaración es especialmente cierto para el propano, que se utiliza mucho menos que el butano para la mezcla de gasolina y aplicaciones petroquímicas. British Petroleum (BP) reconoció el problema con el transporte de GLP y en 1975 comenzó la investigación sobre un proceso para convertir GLP para productos líquidos de mayor valor que podrían ser enviado más económicamente. Este esfuerzo condujo

al

desarrollo

de

un

catalizador

que

era

capaz

de la conversión de GLP al benceno, tolueno, y xilenos (BTX) en un solo paso. Sin embargo, BP pronto se dio cuenta de que el catalizador tenía que ser regenerado a menudo en esta aplicación y se volvió hacia UOP (por su tecnología CCR )bien probado, que continuamente regenera el catalizador. En los últimos años, los hidrocarburos ligeros se han convertido cada vez más atractivos como combustibles y materia prima para la petroquímica; y mucho esfuerzo se ha dedicado a la mejora de la recuperación, procesamiento, y transporte de gas licuado de petróleo (GLP) y el gas natural. Ya que las áreas de producción a menudo se encuentran en zonas remotas que están muy lejos de establecer plantas de procesamiento o consumidores, se requiere que las infraestructuras de transporte de productos elaborado y el gas natural se pueda mover económicamente a través de tuberías; estos problemas de condensación podrían limitar la cantidad de LPG que puede ser transportado de esta manera. Así, la mayoría de GLP se transporta por medios tales como los petroleros relativamente caros de propósito especial o vagones. UOP desarrolló una formulación de alta resistencia del catalizador BP que trabajaría en el servicio CCR y también aplicado el flujo radial, diseño del reactor apilados Originalmente desarrollado para el proceso UOP Platforming.

2.- OBJETIVOS 2.1.- OBJETIVO GENERAL  Desarrollar el proceso BP-UOP CYCLAR con las variables más importantes y determinar su función de transferencia. 2.2.- OBJETIVOS ESPECIFICOS  Describir el proceso BP-UOP CYCLAR para la obtención de aromáticos a partir de hidrocarburos ligeros (GLP).

 Representación del diagrama de flujo del proceso ( DFP)  Representación del diagrama de instrumentación del proceso (D&P)  Descripción de las variables más importantes del proceso en función de la transferencia del reactor.  Dimensionar las válvulas de control de los separadores más usados en el proceso.

3.- FUNDAMENTO TEORICO DIAGRAMAS DE INSTRUMENTACION Los diagramas de instrumentación son proporcionados para monitorear las variables claves del proceso durante la operación de la planta. Estos pueden estar incorporados a un lazo de control automático, o usados para el control manual de la operación. Ellos también pueden ser parte de un sistema de control por computadora. Los instrumentos monitoreando las variables críticas del proceso deben estar equipados con alarmas automáticas para alertar al operador sobre situaciones críticas y peligrosas. Actualmente la mayoría de los nuevos sistemas de control usan hardware de “control distribuido”: microprocesadores que sirven simultáneamente a varios lazos de control. La información es desplegada en CRTs (tubos de rayos catódicos). La mayoría de señales son transmitidas de manera analógica electrónica (usualmente señales de corriente). 3.1.- TIPOS DE DIAGRAMAS En los procesos industriales de ingeniaría de procesos existen varios tipos de diagramas de instrumentación pero los más utilizados en este proyecto son: -

Diagrama de flujo de proceso (PDF)

-

Diagrama & instrumentación de procesos (P&ID)

3.2.- SENSORES Las variables más importantes son caudal, temperatura, presión y nivel. Dispositivos para medición de otras propiedades tal como pH, densidad, viscosidad, absorción ultravioleta e infrarroja, e índice de refracción están disponibles. La medición directa de la composición química mediante un cromatógrafo de gas en línea es extensamente usada. Esto conlleva interesantes problemas de control debido a su operación intermitente (una señal de

composición es generada cada cierto tiempo). Estos casos veremos en el estudio de variables discretas. Es deseable que las variables del proceso a ser monitoreadas sean medidas directamente; muchas veces, sin embargo, esto es impracticable y algunas variables dependientes deben medirse en forma indirecta. 3.2.1.- MEDIDORES DE TEMPERATURA La temperatura es una de las principales variables que afectan el curso de los procesos químicos, por tal razón esta variable debe ser medida con la mayor exactitud posible para poder controlarla adecuadamente. 3.2.2.- MEDIDORES DE PRESION Los dispositivos para medir presiones en procesos se dividen en tres grupos: 1. Los que se basan en una medición de la altura de una columna liquida. En estos dispositivos, la presión que se mide se compara con la presión ejercida por una columna de líquido. Casi todos los dispositivos de columna líquida para medir presiones se llaman comúnmente Manómetros. Según sea la gama de presión, los líquidos más frecuentemente usados son el agua y el mercurio. 2. Los que se basan en la medición de la distorsión de una cámara de presión elástica. Son aquellos en que las presiones medidas deforman algún material elástico, y la magnitud de dicha deformación es, más o menos, proporcional a la presión aplicada. Estos dispositivos se clasifican en tres tipos: El Tubo de Bourdon, los fuelles y el diafragma. 3. Los dispositivos, sensores de tipo eléctrico; denominados también extensores, cuando un alambre u otro conductor eléctrico se extiende elásticamente, su longitud aumenta y su diámetro disminuye. Estos dos cambios dimensionales generan un aumento en la resistencia eléctrica del conductor. 3.2.3.-MEDIDORES DE FLUJO El flujo, definido como volumen por unida de tiempo en condiciones específicas de temperatura y presión, se mide usualmente con medidores de desplazamiento positivo o de velocidad.

Las principales clases de instrumentos de medición de flujo o corriente que se utiliza en Industrias de Proceso son:  Medidores de presión diferencial  Medidores de área variable  Medidores de fuerza

 Medidores de tensión inducida  Medidor de velocidad  Medidores

de

desplazamiento positivo

3.2.4.-MEDIDORES DE NIVEL La medición del nivel se puede definir como la determinación de la ubicación de la entrecara entre dos fluidos, separables por gravedad, con respecto a un plano de referencia fija. La medición de nivel más común es la de la entrecara entre un líquido y un gas. Otras mediciones de nivel que se encuentran con suma frecuencia son la entrecara de dos líquidos, de sólidos granulares o fluidificados y un gas, y entre un gas, y entre un líquido y su vapor. 3.3.-TRANSMISORES El transmisor es la interface entre el proceso y el sistema de control. El trabajo de un transmisor es convertir la señal del sensor (milivoltios, movimiento mecánico, presión diferencial, etc.) en una señal de control (por ejemplo 4 a 20 mA). 3.4.-VALVULAS DE CONTROL La interface entre el proceso y el otro extremo del lazo de control es realizada por el elemento final de control. En una gran mayoría de procesos de ingeniería química el elemento final de control es una válvula automática la cual regula el flujo de una corriente manipulada. La mayoría de válvulas de control consisten de un tapón al final de un vástago que abre o cierra un orificio.

3.5.- MECANISMO DE REACCIÓN CYCLAR

MECANISMO DEL DESARROLLO DE LA REACCIÓN CICLAR

Parafina

Olefinas

Oligomeros

Naftenos

Aromáticos

Debido a que el propano y butanos son relativamente no reactivos, el proceso requiere un catalizador Cyclar con alta actividad. Al mismo tiempo, la producción de metano y etano a partir de reacciones secundarias no deseadas de hidrocraqueo deben ser minimizados. Un amplio esfuerzo conjunto de BP y UOP ha dado como resultado un catalizador que combina varias características importantes para asegurar la eficiente operación comercial:

3.6.- RENDIMIENTO DEL PROCESO Los principales productos líquidos a partir de una unidad de proceso Cyclar son BTX y C9+ compuestos aromáticos. Estos productos pueden ser separados uno de otro por fraccionamiento convencional aguas debajo de la columna de destilación Cyclar. En general, los compuestos aromáticos aumentan su rendimiento con el número de carbono de la materia prima. En una baja presión operación, los aromáticos totales producen aumentos de 62% en peso de la alimentación fresca con una materia prima de todo el propano a 66 por ciento, con una alimentación de todo el butano. Con este aumento de rendimiento viene una correspondiente disminución en la producción de gas combustible. Estas cifras de rendimiento se pueden interpolar linealmente de propano y butano materias primas mixtas. La distribución de isómeros de butano en el alimento no tiene efecto sobre los rendimientos.

La distribución de los componentes aromáticos en el producto líquido también se ve afectada por la materia prima y su composición. Materiales de alimentación de butano producen un producto que es más delgado y más rica en benceno en xilenos que la producida a partir de propano (Fig. 3). Con cualquiera de propano o butano alimenta, el producto líquido contiene aproximadamente el 91 por ciento y 9 por ciento BTX aromáticos pesados. La unidad Cyclar produce productos aromáticos con impurezas no aromáticos limitados a 1500 ppm o menos. Por lo tanto, comercializable, de alta calidad, grado petroquímico BTX puede ser obtenida por fraccionamiento solo, sin la necesidad para la extracción subsiguiente. Los extremos de luz subproducto contienen cantidades sustanciales de hidrógeno, que puede ser recuperado de varias maneras diferentes, dependiendo de la pureza deseada:



Un sistema de absorción-separador produce una corriente de producto de hidrógeno 65% mol.



Una caja fría produce el 95% en moles de hidrógeno.



Un sistema de absorción-separador combinado con una absorción de presión oscilante (PSA) unidad produce 99 mol % de hidrógeno.



Una caja fría combinado con una unidad de PSA suele ser más atractivo si grandes cantidades de 99 + mol% de hidrógeno se desean. TABLA 1.- ESPECIFICACIONES DE MATERIAS PRIMAS CONTAMINANTE

LIMITE

ASUFRE