Automatización de un proceso de destilación

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UNIVERSIDAD ESTATAL DE MILAGRO Unidad Ciencias de la Ingeniería. Ingeniería Industrial. Tema: Automatización del proceso de destilación de etano-etileno y propano-propileno. Integrantes: Vicente García Granizo. Cristian Lucro Guerrero. Materia: Automatización. Docente: Ing. Mario Ruiz. Tipo de trabajo: Investigación. Febrero del 2012.

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UNIVERSIDAD ESTATAL DE MILAGRO

Unidad Ciencias de la Ingeniería.

Ingeniería Industrial.

Tema:

Automatización del proceso de destilación

de etano-etileno y propano-propileno.

Integrantes:

Vicente García Granizo.

Cristian Lucro Guerrero.

Materia:

Automatización.

Docente:

Ing. Mario Ruiz.

Tipo de trabajo:

Investigación.

Febrero del 2012.

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Automatización de procesos industriales.

Tema: Automatización del proceso de destilación de etano-etileno y propano-

propileno.

1. Introducción.

Para poder automatizar cualquier proceso se necesita conocer cual es su objetivo

y cuales son sus variables. Por lo tanto se describirá brevemente lo que es un

proceso de destilación.

El proceso químico de la destilación tiene como objetivo la separación de varios

componentes químicos haciendo uso de la diferente volatilidad de dichos

componentes. Trasfiriendo la cantidad necesaria de energía a los componentes

que se quieran separar, consiguiendo llevarlos a un estado de gas o líquido. Los

componentes más ligeros los que tienen mayor volatilidad, se quedaran por tanto

en fase gas y los más pesados se mantendrán en fase líquida.

Cuando se ponen en contacto dos fases que tienen diferente composición es

posible que ocurra la transferencia de algunos de los componentes presentes de

una fase hacia la otra y viceversa. Esto constituye la base física de las

operaciones de transferencia de masa. Si se permite que estas dos fases

permanezcan en contacto durante un tiempo suficiente, se alcanzará una

condición de equilibrio bajo la cual no habrá ya transferencia neta de componentes

entre las fases. Una fase de vapor se pone en contacto con una fase liquido,

transfiriéndose masa del líquido al vapor y del vapor al líquido.

En este proyecto en concreto se ha automatizado una columna de separación de

etano-etileno y propano-propileno. Lo que se consigue de esta manera es la

separación de los dos componentes más ligeros de los dos más pesados. El

propileno líquido, por ejemplo, es la materia base para la fabricación del

polipropileno, que es ampliamente utilizado en la industria del automóvil,

fabricación de electrodomésticos, industria de la alimentación, etc.

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2. Objetivo general.

Automatizar un proceso de destilación de etano-etileno y propano-propileno.

2.1. Objetivo específicos.

Conocer el proceso de destilación.

Determinar las variables a controlar en el proceso.

Establecer los distintos lazos de control.

Definir la filosofía de automatización del proceso de destilación.

Determinar las tarjetas de entradas y salidas del controlador.

3. Descripción de las partes principales del proceso.

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3.1. Columna de destilación.

Se trata de un depósito cilíndrico de un diámetro y una altura que depende del

volumen de producto que se quiere destilar y la pureza que se quiere conseguir

como producto.

Es el principal elemento en el que se produce la destilación del producto, aquí se

produce el choque del producto tanto en estado de gas como en estado de liquido

ambos en diferente composición, concentración y en contracorriente dispone de

dos entradas (producto y reflujo) y dos salidas (cabeza y fondo).

3.2. Los platos.

También denominados reboses, En estos platos es donde se realiza la separación

de los componentes, combinando por un lado el flujo líquido que por gravedad se

precipita hacia abajo, con el vapor que sube desde el fondo de la columna. En

cada uno de los platos se genera un estado de equilibrio de energía y

concentración de componentes, entre el flujo de líquido y el flujo de gas.

3.3. Intercambiador de calor.

También llamado reboiler “hervidor” es el elemento que añade energía en el fondo

de la columna, esta energía produce la ebullición del contenido del fondo

generándose de esta manera flujo hacia arriba del vapor.

3.4. Acumulación del fondo.

La columna de destilación tiene forma de depósito en el fondo para así acumular

una gran cantidad de producto. Este producto será el que hervirá y subirá en fase

de gas por la columna. De esta acumulación del producto es por donde también se

saca producto del fondo.

3.5. Condensador y calentador.

En la parte superior se dispone de un condensador que a su vez hace la función

calentador. Aquí se condensa el gas que sale por la cabeza para que se pueda

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introducir como reflujo en la columna. El calor que hay que extraer al producto que

sale por la cabeza, se utiliza para calentar otros productos laterales.

3.6. Deposito producto cabeza.

El producto de cabeza que ha sido condensado en el condensador se acumula en

un depósito. Este depósito hace de pulmón para poder absorber las fluctuaciones

de caudal y propiedades del flujo.

4. Variables a controlar.

4.1. Variables de entrada.

Hay que diferenciar entre variables y disturbio, las variables son todos aquellos

parámetros que podemos variar a nuestra conveniencia y así poder mantener a la

columna de destilación en estado estable.

Un disturbio seria los cambios de estado o de carga de la columna, debido a que

la columna nunca va a trabajar al 100 % de la carga y no siempre recibe la misma

composición de entrada.

Entonces podemos distinguir dos variables de entrada en la columna:

Energía entregada al fondo.- Es la energía que el vapor que pasa a través

de la válvula entrega al fondo de la columna. Es la que fija cuánto caudal va

a salir del fondo y, por tanto, afecta al caudal de toda la columna. La

energía depende de la apertura de la válvula y también de la temperatura

que se encuentre el fondo de la columna.

Reflujo de la columna.- El reflujo es la materia que entra en forma líquida

por la cabeza de la columna después de haberse condensado en el

depósito de producto de cabeza. No sólo es dependiente de la cantidad de

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materia que se introduce, sino que también es dependiente de la

composición.

Por lo tanto se dispone de dos variables, una de estas dos es múltiple (Caudal y

composición) sobre las cuales se podrá actuar para mantener en operación la

columna.

Hay que reseñar que otra de las variables que afectan de gran manera a la

operación de la columna es la presión de la misma. Sin embargo, las operaciones

de destilación se realizan con una presión estable, de manera que la variación de

la presión no se ha tenido en cuenta para la simulación de la columna.

Básicamente hay un disturbio principal que es la variación del caudal de entrada.

Este igual que el reflujo no solo puede cambiar en cantidad sino que también

puede cambiar en composición.

Elemento 1: Propano.

Elemento 2: Propileno.

Elemento 3: Etileno.

Elemento 4: Etano.

Elemento 5: Refrigerante.

Elemento 21: Caudal.

Elemento 22: Temperatura.

Elemento 23: Energía.

Elemento 24: Presión.

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5. Circuito del circuito de entrada y salida de flujos.

Elemento. Estado.

Exportación de producto

de fondo.

1L Líquido.

Condensados a tanques. 2L Líquido.

Condensados a la

bomba.

3L Líquido.

Exportación producto de

cabeza.

4L Líquido.

Entrada a la columna. 5L Líquido.

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Entra de vapor. 6V Vapor.

Entrada de refrigerante. 7L Líquido.

Salida refrigerante 8L Líquido.

5.1. Características de la columna.

Una entrada y dos salidas: por la cabeza saldrá etano mas etileno y por el

fondo propano y propileno.

Pureza requerida en cabeza no mas de 10 ppm de propano mas propileno.

Tiene 19 platos intermedios de separación. Una capacidad del plato de 100

Kg, sin ningún aporte de energía.

Cantidad de producto acumulado en fondo 10 Tn.

Cantidad de producto acumulado en el deposito de condensado 2 Tn.

Perdida de carga de la columna entorno a un bar.

Se dispone de un intercambiador donde a la salida tenemos una

temperatura de 20 °C.

5.2. Puntos de operación.

Puntos de operación ideal y permitido.

Condición de

diseño de

entrada

Und. Márgenes de

operación.

Und.

Caudal de entrada 6 Tn/h 0-10 Tn/h

Concentraciones.

Propano. 20 % 0-50 %

Propileno. 40 % 0-50 %

Etileno. 23 % 0-50 %

Etano. 17 % 0-50 %

Temperatura 40 °C 20-50 °C

Page 9: Automatización de un proceso de destilación

Energía. 4E+5 KJ/Tn 2E+5-6E+5 KJ/Tn

Presión. 30.5 bar 30.5-40 bar

Condiciones de equilibrio de salida

Condiciones

de salida de

cabeza.

Antes de

(condensador)

Und. Condiciones

de salida de

fondo.

Und.

Caudal de salida 2.4 Tn/h 3.6 Tn/h

Concentraciones.

Propano. 0 % 33.3 %

Propileno. 0 % 66.7 %

Etileno. 57.5 % 0 %

Etano. 42.5 % 0 %

Temperatura -7 °C 70 °C

Energía. 9.42E+5 KJ/Tn 2.43E+5 KJ/Tn

Presión. 28 bar 29.9 bar

6. Problemática de la columna de destilación.

Alguno de los problemas encontrados en el control de la composición para

columnas de destilación (en particular para columnas que exigen gran pureza con

altos caudales de reflujo) son: comportamiento fuertemente no lineal, lentitud en la

respuesta, perturbaciones que afectan en gran medida a las composiciones,

medida de las composiciones a menudo difíciles de obtener, uso de medidas de

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temperatura en substitución, gran número de opciones a la hora de escoger las

variables manipuladas y, en general, un sistema con fuertes interacciones.

6.1. Condiciones estables de la columna.

La columna de partir de una situación estable, es decir no debe haber variaciones

sustanciales en los parámetros físicos del sistema como son caudales,

temperaturas, presiones.

6.2. Estabilidad en la temperatura.

Como se puede observar en la figura de arriba cerca del plato es donde se da un

cambio apreciable de la temperatura.

6.3. Estabilidad en la composición.

La composición del producto varía en cada plato debido que así de esta manera

es como se realiza la separación.

Page 11: Automatización de un proceso de destilación

Como se puede observar en la figura superior, a la altura del plato 10 es donde se

produce el cambio más brusco de concentraciones, donde precisamente

corresponde con el cambio más brusco de temperatura dentro de la columna.

A la izquierda de la grafica solo se observa propano y propileno y a la derecha

etano y etileno.

En cualquier caso el objetivo es claro: aunque existan variaciones de los puntos de

operación, no debe permitirse que tengamos componentes de propano-propileno

en la cabeza y viceversa, compuestos de etileno-etano en el fondo.

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Respectivamente se puede ver la evolución de las concentraciones tanto en el

fondo como en la cabeza de la columna. Ahí se ve la evolución de los cuatro

componentes propano, propileno, etileno y etano. Tal como se puede apreciar en

el fondo de la columna las concentraciones de propano - propileno son siempre

superiores que las del etileno y el etano, tal como debe ser. Precisamente pasa lo

contrario en la cabeza, lo que también es lo correcto.

Hay que reseñar que son las temperaturas intermedias las que son más sensibles

ante cambios bruscos de concentraciones. Esto será tenido en cuenta a la hora de

automatizar la columna.

7. Diagrama P&ID.

Antes de proceder a realizar el diagrama se identificaron los distintos

componentes del circuito para poder realizar el TAG.

Columna de destilación: T100

Bomba del analizador: P100

Bomba de exportación de producto:

P101.

Bomba de reciclo: P102

Condensador: E101

Depósito de condensado: V102

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8. Filosofía de automatización.

La variable de reflujo es muy importante a la hora de controlar la composición en

la columna, y por tanto la separación. Esta conclusión sirve además para los

cambios de caudal y para los cambios de composición de la entrada.

Al aumentar la energía al fondo los caudales dentro de la columna también

aumentan, esto se debe a la mayor evaporización de los productos del fondo. Los

productos que más se evaporan tienen una volatilidad más alta.

Control de composición de cabeza: contralara la composición de la cabeza

mediante la variación de la cantidad de producto de cabeza que extraemos. El

lazo de control constara con un elemento sensor y un elemento actuador. El

elemento actuador será una válvula de control y el elemento sensor un analizador

cromatográfico.

Control de energía del fondo: controlará la entrada de vapor proveniente del

hervidor mediante una válvula de control. El elemento sensor será un transmisor

de temperatura.

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8.1. Lazo de control de composición de cabeza.

Tag. Descripción.

PI-T100C Indicador de presión de

producto de cabeza.

AT-T100R Transmisor de análisis del

reciclo.

AIC-T100R Controlador indicador

analizador del reciclo.

FIC-T100R Controlador indicador de

flujo del reciclo.

FT-T100R Transmisor de flujo del

reciclo.

FV-T100R Válvula de flujo del

reciclo.

Page 17: Automatización de un proceso de destilación

Este controlo usa dos lazos por lo tanto se denomina control en cascada y costa

de dos lazos:

Lazo Secunadario:

La válvula de control FV-T100R estará situada en la línea entre la bomba que

envía el reflujo y la cabeza de la columna, esta es controlada por un controlador

indicador de flujo FIC-T100R influenciado por un transmisor de flujo FT-T100R.

Lazo Primario:

El lazo primario cuenta con un analizador cromatográfico AIC-T100R que está

situado en el plato superior de la columna. El analizador tomará una muestra del

producto líquido de la cabeza de la columna y analizará la cantidad de propano y

propileno que presenta el producto en el plato superior ya que estos son productos

que queremos evitar en la cabeza, se admitirá hasta 10 ppm de la suma de

concentración de propano propileno, esto se debe a que la separación de

productos no es absoluta y lo mismo se define para el fondo pero referido a la

cantidad de etileno y etano.

En este lazo además de tener un elemento sensor AT-T100R (cámara de análisis)

y un elemento actuador FV-T100R también se contará con un set point remoto

que se usará como set point del lazo secunadario, este tratará de mantener la

variable a contralar en el punto de operación que le hemos fijados teniendo en

cuenta los márgenes de seguridad respecto al límite, por lo tanto el punto de

ajuste será de 3 ppm. De esta forma se tendrán se tendrá un margen de

seguridad para poder admitir los posibles errores de medida del analizador, así

como las variaciones bruscas de composición, el setpoint del lazo secundario es

decir del

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8.2. Lazo de control de energía de fondo.

Tag.

Descripción.

FT-T100V Transmisor de flujo de la entrada de

vapor

FIC-T100V Controlador indicador de flujo de la

entrada de vapor.

FV-T100V Válvula de flujo de la entrada de vapor.

TT-T100V Transmisor de temperatura de la

entrada de vapor.

TIC-T100V Controlador indicador de temperatura

de la entrada de vapor.

En este caso lo que se trata es de controlar la energía que se introduce en el

fondo de la columna. Un transmisor de temperatura TI-T100V estará insertado en

un plato intermedio de la columna. Cuando el sensor detecte que baja la

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temperatura enviará la señal a un controlador indicador de temperatura TIC-T100V

en cascada con el controlador indicador de caudal FIC-T100V que también es

comunicado por un transmisor de caudal FT-T100V, entonces abrirá la válvula de

vapor FV-T100V del fondo evaporando así más producto, pero la válvula también

se abrirá o cerrará según sea la cantidad de caudal de vapor que detecte el sensor

de flujo en la línea de vapor. Al entregar más energía al fondo, ya no solo los

productos más ligeros, sino que también algunos más pesados empezarán a

evaporarse de manera que esto conseguirá aumentar la temperatura en el punto

sensor.

El punto de ajuste (set point) para el TIC-T100V será de 85 % debido a que la

temperatura máxima en ese plato a la que no se quiere llegar es de 70º C

entonces le punto de ajuste se hará a los 60º C.

El punto de ajuste para el controlador de flujo es de 2 Tn/h.

El elemento sensor es un transmisor de temperatura que consta de un RTD, que

será una PT100 y un transmisor para poder cerrar el lazo en el sistema de control.

8.3. Control de nivel del depósito de fondo.

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Tag. Descripción.

LT-T1000F Transmisor de nivel del deposito de

fondo

LIC-T1000F Controlador indicador de nivel del

depósito de fondo.

FIC-T1000F Controlador indicador de flujo del

depósito de fondo.

FT-T1000F Transmisor de flujo del depósito de

fondo.

FV-T1000V Válvula de flujo del deposito de fondo

Para mantener un nivel seguro en el depósito del fondo de la columna de

destilación se ha establecido un control en cascada y este consta de un

transmisor de nivel LT-T1000F (elemento comunicado por un sensor) que

comunica sobre el estado de la variable al controlador indicador de nivel LIC-

T1000F estos componentes constituyen el lazo primario de control, el lazo

secundario está formado por un transmisor de flujo FT-T1000F, un controlador

indicador de flujo FIC-T1000F y el elemento final (actuador) válvula de flujo FV-

T1000V.

El punto de ajuste para el LIC-T1000F es del 50 % y el punto de ajuste del FIC-

T1000F es de 70 % 3.6 Tn/h.

Se tiene un nivel visual LI_T100F para poder tener una lectura en campo del nivel

que se tiene en el depósito. Estos niveles visuales tienen simplemente una

indicación local y no necesitan ninguna alimentación eléctrica ni energía auxiliar de

ningún tipo.

Page 21: Automatización de un proceso de destilación

8.4. Control de nivel del deposito de condensado.

Tag. Descripción.

LT-V102K Transmisor de nivel de condensado.

LIC-V102K Controlador indicador de nivel de

condensado.

FIC-V102K Controlador indicador de flujo de

condensado.

FT-V102K Transmisor de flujo de condensado.

FV-102K Válvula de flujo de condensado.

Page 22: Automatización de un proceso de destilación

El deposito de condensado (tanque pulmón) que amortiza los cambios bruscos en

el sistema, es controlado de tal modo que el nivel de condensado en su interior se

mantenga en un valor deseado es decir no perjudicial, se dispone de un control en

cascada, el lazo primario esta formado por un transmisor de nivel LT-V102K, un

controlador indicador de flujo FIC-V102K cuyo set point remoto es de 50%.

El lazo secundario está conformado por un transmisor de flujo FT-V102K, un

controlador indicador de flujo FIC-V102K y una válvula de flujo FV-102K que es el

elemento que actuará para llevar a la variable a la medida deseada.

Estos controles no deben ser especialmente estrictos.

El indicador de nivel LI-V102K facilitará tener una lectura en campo del nivel que

se tiene en el depósito.

8.5. Control de purga del condensado.

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Tag. Descripción.

LV-T100K Válvula de nivel de condensado del

reboiler.

LIC-T100K Controlador indicador de nivel de

condensado del reboiler.

LT-T100K Trasmisor de nivel de condensado del

reboiler.

La purga del condensado del hervidor se la controla mediante un transmisor de

nivel LT_100K un controlador indicador de nivel LIC_T100K y un actuador válvula

de nivel LV_T100K, es un control de acción directa mientras aumente el nivel de

condensado aumentará la apertura de la válvula.

La salida de los gases incondensables será controlada por un controlador

indicador de presión PIC_GIS que hará actuar una válvula de presión FV_GIS

para que realice su apertura o cierre según la presión del gas, acción del actuador

directa.

8.6. Lazo de control del condensador.

Page 24: Automatización de un proceso de destilación

Tag. Designación.

FV-E101 Válvula de flujo del condensador.

FIC-E101 Controlador indicador de flujo del

condensador.

FT-E101 Transmisor de flujo del condensador.

TT-E101 Transmisor de temperatura del

condensador.

TIC-E101 Controlador indicador de temperatura

del condensador.

TSH-E101 Interruptor alto de temperatura.

TAH-E101 Alarma alta de temperatura.

TSL-E101 Interruptor bajo de temperatura

TAL-E101 Alarma baja de temperatura.

La cantidad de agua fría se controla por medio de la temperatura medida en la

línea de condensado que va al depósito con ayuda de un controlador indicador de

temperatura TIC_E101 el mismo que está en cascada con el controlador indicador

de flujo FIC_E101 de la línea de agua fría .

Si el transmisor de flujo FT_E101 censa que el caudal de agua fría no es suficiente

enviará una señal hacia el controlador indicador de flujo FIC_E101 para que actué

sobre la válvula de flujo FV_E101, pero además si el sensor de temperatura

TT_E101 que se encuentra en la línea de salida del condensador, envía al

controlador indicador de temperatura TIC_E101 una señal de que la temperatura

del fluido es alta, entonces configurará el valor requerido de la variable en el

FIC_E101 abriendo mas la válvula de flujo siendo un mando de acción indirecto.

Además si la temperatura se eleva a un valor límite máximo se cerrara un

interruptor alto de temperatura TSH-E101 de tal manera que encienda una alarma

alta de temperatura TAL-E101, pero si la temperatura desciende hasta un valor

Page 25: Automatización de un proceso de destilación

mínimo el interruptor bajo de temperatura TSL-E101 activará una alarma baja de

temperatura TSL-E101.

8.7. Lazo de control de exportación de producto.

Este lazo de control es de acción directa. El caudal de la línea de exportación de

producto es controlado por un controlador indicador de flujo FIC_T100EF el cual

esta en cascada con el controlador indicador de nivel LIC_T1004F ya que si el

nivel del fondo de la columna es bajo entonces el controlador de nivel cambiará el

valor deseado de la variable en el controlador de flujo cerrando un cierto

porcentaje la válvula FV_T100EF.

9. Acciones de seguridad para el proceso.

Para la identificación de los posibles riesgos que pueden afectar al proceso se

empleará la técnica HAZOP basada en la premisa de que los riesgos, los

accidentes o los problemas de operabilidad, se producen como consecuencia de

una desviación de las variables de proceso con respecto a los parámetros

normales de operación en un sistema dado y en una etapa determinada.

1. Designamos las áreas con mayor probabilidad de riesgo.

Área de separación de propano-prolpileno y etano-etileno.

2. Definición de los nodos.

Subsistema deposito de fondo - bomba de extracción de producto de fondo.

Subsistema Depósito de condensado - bomba de reciclo.

Variable de los nodos: nivel, flujo.

3. Aplicación de la palabra guía.

Page 26: Automatización de un proceso de destilación

La palabra guía a utilizar será NO.

Significado: Ausencia de la variable a la cual se aplica.

Elemento de desviación: No hay flujo en una línea.

Causas originadoras posibles: Bloqueo; fallo de bombeo; válvula cerrada o

atascada; fuga; válvula abierta; fallo de control.

ANÁLISIS DE OPERABILIDAD EN PLANTA DE DESTILACIÓN PROPANO-

PROLPILENO Y ETANO-ETILENO.

Línea que va desde el depósito de fondo hasta la salida del producto de fondo.

Palabra

guía.

Desviación. Cusas posibles. Consecuencia. Medidas a

tomar.

NO. No flujo.

No nivel.

1. Inexistencia de

producto en el

depósito de fondo.

Paralización

del proceso de

destilado

esperado.

Instalar alarma

de nivel mínimo

depósito

regulador

Page 27: Automatización de un proceso de destilación

El interruptor de nivel bajo_ bajo LSLL-T1001F evita que se vaciara

completamente el fondo de la columna, parando en este caso la bomba P 101.

Los interruptores de nivel se utilizan para proteger que los depósitos no superen

su máximo aforo o se vacíen por completo. En este caso se utiliza para la segunda

aplicación, ya que no se quiere que las bombas puedan quedarse “secas” porque

originaría una situación grave de peligro para la bomba.

Tag. Identificación.

UV-T1002F-1 Válvula multivariable de vapor de

entrada.

UV-T1002F-2 Válvula multivariable de vapor de

entrada.

UV-T1002F-3 Válvula multivariable de exportación del

fondo.

LSLL-T1002F Interruptor de nivel bajo bajo del

depósito de fondo.

Page 28: Automatización de un proceso de destilación

Si el nivel del depósito del fondo llega a un nivel mínimo el interruptor bajo bajo de

nivel LSLL-T1002F hará que se cierre la válvula multivariable UV-T1002F-1 que en

este caso es todo o nada, ya a que así se evita que se sobre caliente el interior de

la columna de destilación al ya no haber producto en el fondo, al mismo tiempo

abrirá la valvula multivariable UV-T1002F-2 para que se purgue todo el vapor que

haya podido entrar hasta ese momento, pero también es importante que ya no

salga producto de exportación porque en este caso saldrá producto en estado

gaseoso de concentraciones sin separar por lo tanto se cerrará la válvula

multivariable UV-T1002F-3.

De igual forma que en el caso del depósito de la columna de destilación, el

depósito de condensado tendrá instalado un interruptor de nivel bajo bajo LSLL-

Page 29: Automatización de un proceso de destilación

V1023K que pará a la bomba al disminuir el nivel del deposito por debajo de un

mínimo de condensado.

Tag. Descripción.

PSV-GIS Válvula de alivio de gases

incondensables.

PT-E101G Transmisor de presión de gases de

salida de cabeza.

PIC-E101G Controlador indicador de presión de

gases de salida de cabeza.

PV-E101G Válvula de presión de gases de salida

de cabeza.

Page 30: Automatización de un proceso de destilación

Loa válvula de alivio despresurizará la línea de salida de gases de cabeza

evitando que llegue a un valor perjudicial en este caso a 31.375 bar, que es el

valor máximo permitido mas su 5 por ciento.

Tag. Descripción.

AT-P102EC Trasmisor de análisis de exportación de

cabeza.

AIC-P102EC Controlador indicador de análisis de

exportación de fondo.

UV-P102EC Válvula multivariable de exportación de

fondo.

Este lazo de control emplea un transmisor de analsis ( cámara de análisis) que se

comunica con el controlador indicador de análisis este al llegar al valor máximo de

concentraciones de propano – propileno en la exportación de cabeza enviará una

Page 31: Automatización de un proceso de destilación

señal la válvula multivariable (todo o nada) para que se cierre por completo ya que

solo se quiere en la salida de etano y etileno.

Tarjetas de entrada y salida.

Especificaciones para Entradas Analógicas 4-20 mA

Nº de canales 8

Rango de señal 4-20 mA

Vmin de garantizada a 20 mA 15V.

Estabilidad de temperatura 0,006% del rango por

grado

Salidas analógicas.

Especificaciones para salidas Analógicas 4-20 mA

Nº de canales 8

Rango de señal 4-20 mA

Vmin de garantizada a 20 mA 13V.

Estabilidad de temperatura 0,006% del rango por

grado

Resistencia de carga máxima. 450 .

Entradas digitales.

Especificaciones para salidas discretas.

Nº de canales 12

Page 32: Automatización de un proceso de destilación

Detección ON < 2.1 mA

Detección OFF < 1.2 mA

Frecuencia máxima 20 Hz

Voltaje aplicado al sensor. De 7 V 9V para 1K

Salidas digitales.

Especificaciones para salidas discretas.

Nº de canales 12

Salida 22 V

15 a 45 mA

25 V max.

Circuito abierto. > 13 K

Corriente máxima. 45 mA.

Tarjetas de entradas analógicas.

Page 33: Automatización de un proceso de destilación

Tarjeta de salidas analógicas.

Tarjeta de entradas digitales.

Page 34: Automatización de un proceso de destilación

Tarjeta de salidas digitales.

Tarjetas de entrada y salida. Cantidad.

Entradas analógicas 2

Salidas analógicas. 1

Entrada digitales. 1

Salidas digitales. 1

RTD 1

Page 35: Automatización de un proceso de destilación

La automatización deberá mantener la planta en condiciones seguras cumpliendo

las siguientes premisas:

Cuando no haya nivel en el reboiler T-100, se han de parar las bombas,

cortar flujo de entrada de vapor y despresurizar el reboiler.

Cuando la presión en la cabeza de la columna sube en exceso, hay que

abrir la válvula de despresurización a la antorcha para poder despresurizar

el exceso de gas.

Cuando el nivel en el depósito V-102 baja en exceso, hay que parar la

bomba NP102 y cerrar la salida de producto de la unidad.

Cuando el analizador de salida detecte un nivel excesivamente alto de

propano+propileno en la salida, debe cortar la salida.

En caso de emergencia, deberán pararse todos los motores y llevar las

válvulas a las condiciones citadas anteriormente.

Conclusiones.

Los lazos de control que se han dispuesto mantienen la estabilidad de la columna

absorbiendo los disturbios de caudal y composición de la entrada.

Las concentraciones en el producto tanto a la salida de fondo como a la salida de

cabeza, dependen exclusivamente de la cantidad de producto que se le ingrese a

la columna.

Estas concentraciones afectan las condiciones físicas de la columna así como la

temperatura y el caudal que circula por el mismo.

Se hizo necesaria la identificación de riesgos con el fin de tener claro que es lo

que podría afectar de manera desfavorable al proceso y así tomar alguna acción

correctiva.

Page 36: Automatización de un proceso de destilación

La utilización de las válvulas todo o nada permiten tener una acción de control

rápida ante posibles disturbancias perjudiciales.