UNIVERSIDAD VERACRUZANA

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

POZA RICA – TUXPAM

PROGRAMA EDUCATIVO

INGENIERÍA QUÍMICA

EXPERIENCIA EDUCATIVA

INGENIERÍA DE PROCESOS

DOCENTE

ING. MIGUEL ANGEL MORALES CABRERA

TRABAJO

CONCEPTOS

ESTUDIANTE

CASTILLO CONTRERAS LUIS VALENTE

BLOQUE Y SECCIÓN

IQI-VII

21 DE AGOSTO DE 2015

MODELADO DE PROCESOS

Hay muchas razones para desarrollar la modelización de procesos. Mejorar o entender

la operación de un proceso químico es un objetivo global importante para desarrollar un

modelo dinámico del proceso. Estos modelos se usan frecuentemente para:

1. El adiestramiento del operario

2. El diseño del proceso

3. Diseño o análisis de sistemas de seguridad

4. Diseño del sistema de control

1. EL ADISTRAMIENTO DEL OPERARIO

Las personas responsables de la operación de un proceso químico de fabricación se

conocen operarios de proceso. Un modelo dinámico el proceso se puede usar para

realizar simulaciones para entrenar a los operadores de proceso, con la misma línea

que los simuladores de vuelo usan para entrenar a los pilotos de aviones. Los

operadores de proceso pueden aprender la respuesta condiciones molestas antes de

tener que experimentarlas en el proceso real.

2. EL DISEÑO DEL PROCESO

El modelo de un proceso dinámico se puede usar para diseñar adecuadamente los

equipos de un proceso químico a un ritmo de producción deseado. Por ejemplo, un

modelo de un reactor químico discontinuo se puede usar para determinar el tamaño

apropiado del reactor para producir un determinado producto a un ritmo deseado.

3. LA SEGURIDAD

Los modelos de procesos dinámicos se pueden también usar para diseñar sistemas de

seguridad. Por ejemplo, se pueden usar para determinar cuánto tiempo llevará después

de que una válvula falle para que el sistema alcance una cierta presión.

4. EL DISEÑO DEL SISTEMA DE CONTROL

Los sistemas de control por retroalimentación se usan para mantener las variables del

proceso en valores deseables. Por ejemplo, un sistema de control puede medir la

temperatura de un producto (una salida) y ajustar el flujo de vapor (una entrada) para

mantener esa temperatura deseada. Para sistemas complejos, particularmente aquellos

con muchas entradas y salidas, es necesario basar el diseño del sistema de control en

un modelo de proceso. También, antes de que un sistema de control complejo sea

implementado en un proceso, se prueba normalmente por simulación la actuación del

mismo usando simulación por computadora.

CLASIFICACIÓN DE LOS MODELOS MATEMÁTICOS

De acuerdo a la proveniencia de la información en que se basa el modelo, podemos

distinguir entre modelo heurístico, que se apoya en las definiciones de las causas o los

mecanismos naturales que originan el fenómeno en cuestión, y modelo empírico,

enfocado en los estudios de los resultados de la experimentación.

MODELOS CUALITATIVOS

Que pueden valerse de gráficos y que no buscan un resultado de tipo exacto, si no que

intentan detectar, por ejemplo, la tendencia de un sistema a incrementar o disminuir un

determinado valor.

MODELOS CUANTITATIVOS

Que por el contrario, necesitan dar con un número preciso, para lo cual se apoyan en

fórmulas matemáticas de variada complejidad.

MODELO DE SIMULACIÓN

Que intenta adelantarse a un resultado en una determinada situación, sea que ésta se

puede medir en forma precisa o aleatoria.

MODELO DE OPTIMIZACIÓN

Que contempla distintos casos y condiciones, alternando valores para encontrar la

configuración más satisfactoria.

MODELO DE CONTROL

A través de cual se pueden determinar los ajustes necesarios para obtener un resultado

particular.

GRADOS DE LIBERTAD

La diferencia entre el número de variables involucradas en un diseño y el número de

relaciones de diseño, se denomina grados de libertad. Si Nv, representa el número de

variables en un problema de diseño, Nr el número de relaciones de diseño, entonces los

grados de libertad Nd están dados por:

Nd = Nv – Nr

Donde:

Nd es el número de variables que se debe manejar para encontrar el mejor diseño.

Si Nv = Nr, Nd = 0; el problema tiene solución única

Si Nv < Nr, Nd < 0; el problema es sobre definid, únicamente es posible una solución

trivial.

Si Nv > Nr, Nd > 0; hay un número infinito de posibles soluciones.

CORRIENTE DE ENTRADA CORRIENTE DE SALIDA

METODO DE

CÁLCULO

INFORMACIÓN DE ENTRADA INFORMACIÓN DE ENTRADA

TIPOS DE DIAGRAMAS DE PROCESOS

DIAGRAMA DE BLOQUES

El diagrama de bloques es la representación gráfica del funcionamiento interno de un

sistema, que se hace mediante bloques y sus relaciones, y que, además, definen la

organización de todo el proceso interno, sus entradas y sus salidas. Un diagrama de

bloques de procesos de producción es utilizado para indicar la manera en la que se

elabora cierto producto, especificando la materia prima, la cantidad de procesos y la

forma en la que se presenta el producto terminado. Un diagrama de bloques de modelo

matemático es el utilizado para representar el control de sistemas físicos (o reales)

mediante un modelo matemático, en el cual, intervienen gran cantidad de variables que

se relacionan en todo el proceso de producción. El modelo matemático que representa

un sistema físico de alguna complejidad conlleva a la abstracción entre la relación de

cada una de sus partes, y que conducen a la pérdida del concepto global. En ingeniería

de control, se han desarrollado una representación gráfica de las partes de un sistema

y sus interacciones. Luego de la representación gráfica del modelo matemático, se

puede encontrar la relación entre la entrada y la salida del proceso del sistema.

DIAGRAMA DE INSTRUMENTACIÓN

Un diagrama de tuberías e instrumentación (DTI) es un diagrama que muestra el flujo

del proceso en las tuberías, así como los equipos instalados y el instrumental.

Un diagrama de tuberías e instrumentación (DTI) está definido por el Instituto de

Instrumentación y Control de la siguiente manera:

1. Un diagrama que muestra la interconexión de equipos de proceso e instrumentos

utilizados para controlar el proceso. En la industria de procesos, un conjunto

estándar de símbolos se utiliza para preparar los dibujos de los procesos. El

instrumento de símbolos utilizados en estos dibujos se basa generalmente

en Sistemas de Instrumentación y Automatización de la sociedad (ISA) Norma

S5. 1.

2. El principal esquema utilizado para la colocación de un proceso de control de la

instalación.

Para las instalaciones de procesamiento, es una representación pictórica de

Instrumentos clave de las tuberías y los detalles

Control y sistemas de cierre

Seguridad y los requisitos reglamentarios

Puesta en marcha e información operativa.

DIAGRAMA DE PROCESO

Un diagrama de flujo de proceso debe ser el armazón para estimar la inversión de

equipos y debe ser la fuente de especificaciones utilizada en el diseño y selección del

equipo. Es el único documento autorizado que se emplea para definir, construir y operar

un proceso químico.

Debe de incluir los números y nombres de identificación del equipo, las presiones y

temperaturas, identificaciones de servicios, y flujo másico/volumétrico de la corrientes

seleccionadas y una tabla de balance de materia ligada por medio de una clave de líneas

de proceso.

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POZA RICA – TUXPAM

PROGRAMA EDUCATIVO

INGENIERÍA QUÍMICA

EXPERIENCIA EDUCATIVA

INGENIERÍA DE PROCESOS

DOCENTE

ING. MIGUEL ANGEL MORALES CABRERA

TRABAJO

SIMBOLOGIA PARA DIAGRAMAS DE FLUJO DE

PROCESO

ESTUDIANTE

CASTILLO CONTRERAS LUIS VALENTE

BLOQUE Y SECCIÓN

IQI-VII

21 DE AGOSTO DE 2015