NOTAS DE QUIMICA INDUSTRIAL 2022

NOTAS DE  QUIMICA INDUSTRIAL 2022

• Clase 30-11-2021

• Los indicadores proporcionan directamente el valor de la variable sin  ningun tipo de asistencia mecánica, eléctrica o electrónica.
• Los registradores son aparatos mecánicos que dibujan sobre un papel circular el valor de una variable en un ciclo de tiempo determinado.
• Los registradores de papel ya no se usan
• Para conocer el nivel del liquido dentro de un tanque se utiliza un indicador de nivel
• Los registradores han sido sustituidos casi en su totalidad por las memorias de estado sólida
• Las memorias de estado sólida pueden almacenar muchos valores de variables de proceso a muy bajo costo
• Las memorias de estado sólido son semiconductoras, aparecieron en los años 70
• Antes de que aparecieran estas memorias los datos se almacenaban en cintas magnéticas
•  El primer dispositivo para almacenar datos fue un disco floppy
• Solid state nombre que denominaba equipos de radio y televisión
• La primera computadora estaba llena de tubos electrónicos
• En la sala de control es donde operan las memorias de estado sólido

Guardar valores de variables de proceso en una planta tiene dos  finalidades:

1-Confirmar o evidenciar tendencias en variables de proceso que cambian con el tiempo

• Inicio de la corrida es cuando el catalizador esta nuevo (SOR en ingles o star of run)
• Cuando los catalizadores pierden su actividad con su funcionamiento llegan al final de la corrida (EOR, end of run).
• Si la reacción que ocurre dentro del reactor es exotérmica entonces se espera que la corriente de salida sea más caliente al inicio de la corrida que al final de la corrida.
• Los intercambiadores de calor muestra variación de su funcionamiento con el tiempo ya que su ensuciamiento modifica las temperaturas de salida.
• Los reactores cambian su funcionamiento en función del tiempo, porque la actividad o el funcionamiento se va perdiendo con el tiempo y en el caso de los intercambiadores de calor porque se van ensuciando

2- En caso de accidentes, las variables de procesos almacenadas al momento previo de ocurrir el siniestro, permitirán reconstruir la cadena de sucesos y llegar a la causa que origino el evento.

¿Cada cuanto tiempo se registra el valor de las variables? Lo correcto sería hacerlo cada segundo. Ya que, si se deja un espacio de tiempo considerablemente grande entre toma y toma, se puede perder el momento del cambio de la variable.

¿El tiempo puede variar en función de la variable que se mide? Si

• Una de las cosas que siempre se mide y registra es la vibración es los equipos, esto lo hacen es espacios de tiempo menor a 1 segundo
• Medir es lo que yo veo instantáneamente en el momento y registrar es lo que se almacena cada cierto tiempo.
• Las aseguradoras buscan cualquier motivo para no pagar

Bessemer fue el que ideo el proceso industrial para convertir hierro en acero.

• Las plantas están hechas de acero, ya que son más resistentes que el hierro
• 304 y 316 son de los aceros más famosos, no se oxidan
• Hay acero de carbono y acero inoxidable
• El acero de carbono se convierte en acero inoxidable agregándole cromo, níquel o manganeso.
• El acero inoxidable resiste altos grados de temperatura, mientras que el acero de carbono se vuelve quebradizo, pero resiste bajas temperaturas
• Las aleaciones también se utiliza en la construcción
• Hay unos cilindros de GNB están hechos de fibras de carbono
• Las fibras de carbono son muy resistentes (resistencia mecánica)
• En una planta química la mayoría de los equipos están hechos de acero de carbono, ya que el acero inoxidable es muy costoso
• Las industrias alimenticias si usan acero inoxidable

Equipos rotativos:

• Los equipos mayores se clasifican en equipos rotativos y estáticos
• Los equipos rotativos son aquellos que con mayor frecuencia se descomponen ej: los compresores, bombas
• A las bombas se les coloca un equipo idéntico en paralelo llamado SPARE, para evitar el paro de planta , si la bomba se daña la planta no puede trabajar
• Los spare son muy caros
• Los equipos rotativos son las turbinas, los compresores, los ventiladores y las bombas
• Los equipos rotativos necesitan de un elemento motriz (prime Mover) para que los haga funcionar
• El elemento motriz en ingles (Inglaterra) se le conoce como prime mover y en igles de estados unidos, drivers
• Los equipos estáticos, una columna de destilación, un intercambiador de calor, etc. Que no tiene ninguna parte móvil en su interior
• Los ladrillos refractarios que están dentro de los equipos de flujo directo, alcanza la temperatura ambiente y tienden a absorber la humedad del aire, tienen un bajo coeficiente de dilatación. Si absorben mucho la humedad del aire y e ladrilo se calienta rápidamente y la difusión es violenta, el ladrillo se rompe por el escape de la humedad del vapor de agua.
• Los ladrillos refractarios se llaman así porque están construidos de un material que tiene baja dilatación térmica
• Vulcanólogos (gerente de planta) son los encargados de decidir si se para la planta o no
• Los compresores no presentan spare porque los compresores son muy caros
• En una bomba centrifuga la succión es en el medio y la descarga es lateral
• Impeller es lo que gira dentro de la bomba

Elementos motrices usados en la industria: motor eléctrico, motor de combustión, turbinas de vapor y turbinas de gas.

• Si la turbina está conectada a un motor de electricidad es una planta termoeléctrica
• En el tambor de lodos se acumula todas las sales que trae el agua
• Tres plantas termoeléctricas de las más grandes que tiene el país son Tacoa, General Rafael Urdaneta (Maracaibo, Panta Centro).
• Una planta termoeléctrica es cualquier cosa que aprovecha el calor de donde venga para producir electricidad
• Los generadores que funcionan con un motor de combustión interna también se clasifican como termoeléctricas
• ¿Las plantas nucleares producen emisiones de CO2? No producen, se produce es una fisión nuclear
• La turbina de vapor es parte de lo que se conoce como ciclo de potencia
• Una estrategia que puede usarse en bombas spare es tener una con un motor eléctrico y una con una turbina de vapor.
• Las turbinas de vapor tienen un rango de entrega de potencia superior al de los motores eléctricos
• Las turbinas de gas son variantes mas robustas de los tubo-reactores usados en la aviación
• Antes de que aparecieran las turbinas de gas ¿de qué tipo eran los motores que llevaban los aviones? Motores de combustión
• ¿hoy en día se usan los motores de combustión en la aviación? Si se usan pero de una manera recreacional
• Las turbinas de gas funcionan con un combustible llamado Jet A-1
• Un ejemplo de donde aplican estas turbinas es en Cementos de Venezuela en pertigalete y esas funcionan con gas natural
• Una turbina autoderivativas es la versión industrial de un modelo de turbina de avión, está hecha para tener ciclo de mantenimientos más prolongados
• Todos los elementos motrices, menos los motores eléctricos son de velocidad variable
• Los motores eléctricos tienen  velocidad constante
• Para variar las revoluciones en un motor eléctrico se necesita un variador de frecuencia
• La frecuencia en toda América es de 60 Hz (herzt)
• En europa es de 50 Hz
• Los variadores de frecuencia solo se emplean para los motores eléctricos
• La corriente que llega a los hogares es corriente alterna
• Un motor de corriente alterna solo puede variar su revolución de giro variando la frecuencia
• La otra manera de tener un motor eléctrico de velocidad variable es tener un motor de corriente directa
• El rectificador es el que transforma la corriente alterna en directa
• Todo aparato electrónico funciona con corriente directa, y tiene incorporado un rectificador (diodos)
• Los bombillos trabajan con corriente alterna y los LED con corriente directa

RECIPIENTES

• Los recipientes a presión son a presión son equipos cilíndricos o esféricos de acero de carbono usados como acumuladores, separadores gas-liquido, reactores y como columnas de destilación, absorción o de extracción.
• Los tanques de almacenamiento no se consideran recipientes a presión ya que trabajan a presión atmosférica
• Un recipiente a presión debe estar hecho para trabajar por encima de la presión atmosférica
• Todo aquello que se llame tanque, no es un recipiente a presión , ya que los tanques no están hecho para soportar presión
• Un recipiente a presión puede ser un cilindro con cabezales
• El tamaño del recipiente a presión se mide por su diámetro y su longitud tangente-tangente o de costura a costura (S-S)
• En ingles costura se escribe SEAM
• La longitud en el recipiente hay que precisarla
• Hay dos cabezales el elíptico y el esférico
• El elíptico es con orientación vertical y el esférico en orientación horizontal
• La mayoría de los recipientes a presión son de cabezales elípticos
• Sin embargo los recipientes verticales pueden tener cabezales esféricos y elipticos, es decir, LA ORIENTACIÓN NO INFLUYE SOBRE EL TIPO DE CABEZAL
• Cuando me dice que es un cabezal elíptico 2:1 significa que, el eje mayor es 2 y el eje menor es 1
• El cabezal esférico también se puede denotar como semiesférico o hemiesférico
• El cabezal semiesférico se utiliza para presiones más altas, pero no siempre es asi
• Las bombonas domésticas presentan cabezales elípticos
• Un recipiente a presión con cabezales esféricos son las cisternas que transporta GLP
• En el recipiente, la tangente es donde termina la parte cilíndrica que resta y empieza la parte curva del cabezal
• Si la costura coincide con la tangente, la longitud S-S como T-T son las mismas
• El volumen que está en los cabezales es menor al que maneja la parte cilíndrica
• El cabezal esférico puede almacenar mas volumen que el cabezal elíptico
• La presión de diseño de un recipiente se obtiene sumando el 10% a la máxima presión de operación esperada ( o 3,5 bar (50 psi)) lo que resulte más grande
• No debería existir un recipiente a presión con una presión de diseño menor a 50psi
• Si la presión aumenta el espesor de la pared también, si el diámetro aumenta también hace que el espesor aumente
• Lo mas adecuado es que el recipiente tenga menor espesor posible
• Tipicamente los espesores de corrosión son 1/16 y 1/8 de pulgada (3mm)
• La modalidad de reducir la corrosión iterna se llama lining (recubrimiento) o clading
• La perdida de espesor se mide en milésima de pulgada por año mpy
• MAWP en ingles que significa la presión máxima permitida de operación
• Normas para calcular la valvula de alivio, API-520 y 521
• Todo recipiente a presión debe ser protegido contra los efectos de una sobrepresión, para ello se utilizan las válvulas de alivio ( Pressure Safety Valve) PSV
• Las PSV impiden que la presión dentro del recipiente exceda su presión de diseño
• La válvula de alivio se representa como una válvula de angulo
• Las válvulas se alimentan desde abajo y descargan lateralmente
• 2H3, significa que la tubería es de 2pulg, H representa el diámetro del orificio
• A la salida de la válvula la presión es mas baja por eso se requiere un diámetro mas grande para que las velocidades no sean tan altas
• Fuego es el escenario que produzca la mayor carga de vapores a aliviar
• Set a 15 barg, es la presión de ajuste de la válvula o presión de alivio, que es igual a la presión de diseño del recipiente
• Una válvula de alivio funciona con la misma presión del recipiente
• Las válvulas de alivio pasan casi todo el tiempo cerrada y esa condición hace que tiendan a trancarse
• LC (Lock close, cerrada con candado)
• LO (lock open, abierta con candado)
• La descarga bloqueada es el escenario que se presenta en una olla de presión
• Las válvulas requieren de un mantenimiento frecuente en las plantas

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