ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE MECANICA

ESCUELA DE INGENIERIA INDUSTRIAL

TRABAJO DE:

INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL

TEMA:ESTUDIO DEL DIAGRAMA DE DESTILACION DE BENCENO EN LA HIDRODEALQUILACION DEL

TOLUENO E IDENTIFICACION DE SUS RESPECTIVOS INSTRUMENTOS

INTEGRANTES:Diego SandovalOmar BósquezIgnacio GarcíaFlor BósquezFabricio Lara

2010-12-03

Riobamba-Ecuador

TEMA:

ESTUDIO DEL DIAGRAMA DE DESTILACION DE BENCENO EN LA HIDRODEALQUILACION DEL

TOLUENO E IDENTIFICACION DE SUS RESPECTIVOS INSTRUMENTOS

OBJETIVO GENERAL

Estudiar el diagrama de destilación de benceno en la hidrodealquilación del tolueno.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Observar los diferentes instrumentos que intervienen en la destilación del benceno.

Identificar los instrumentos que ayudan al proceso de destilación del Benceno.

Describir el funcionamiento de cada uno de los instrumentos que se utilizan en dicho proceso.

INTRODUCCIÓN:

CONVENCIONES Y FORMATO RECOMENDADO

1. Las operaciones se muestran mediante bloques2. La mayoría de las líneas de flujo se representan con flechas que van en dirección del flujo3. La dirección del flujo es de izquierda a derecha mientras sea posible4. Las corrientes ligeras (gases) van por el tope mientras que las corrientes pesadas (líquidos y sólidos) van por el fondo5. Se suministra únicamente información crítica del proceso6. Si las líneas se cruzan, la línea horizontal es continua y la vertical seCorta.

IMFORMACION DETALLADA

1. Todos los equipos principales en el proceso se presentarán en eldiagrama con una descripción de este. Cada equipo tendrá asignado un número único y un nombre descriptivo2. Las corrientes de flujo de proceso están representadas por un número. Se incluye una descripción de las condiciones de proceso y la composición química de cada corriente3. Se muestran todas las corrientes de servicios que se suministran a los equipos principales o que brindan una función en el proceso4. Lazos de control básicos, que ilustren la estrategia de control usada para que el proceso opere dentro de condiciones normales

SÍMBOLOS MÁS UTILIZADOS

CONVENCIONES UTILIZADAS PARA LOS EQUIPOS

XX - Letras de identificación para cada equipoC - Compresor o TurbinaE - Intercambiador de CalorH - QuemadorP - BombaR - ReactorT - TorresTK - Tanque de AlmacenamientoV - VasijaY- Hace referencia a un área dentro de la plantaZZ - Número asignado para cada ítem dentro deuna clase de equipoA/B - Simboliza unidades que trabajan en paralelo

- Nombre de la Corriente

DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS

TORRES.- Tamaño (altura y diámetro), presión y temperatura, número y tipode platos, altura y tipo de empaques, Material de construcción.

INTERCAMBIADORES DE CALOR.- Tipo: Gas-Gas, Gas-Líq, Líq-Líq, condensador, vaporizador Proceso, área, temperatura y presión de ambas corrientes, No de Coraza y paso en los tubos, material de construcción (Tubo y Coraza)

VASIJAS.- Altura, diámetro, orientación, presión, temperatura y material de construcción.

BOMBAS.- Flujo, presión de descarga, temperatura, Material de construcción.

COMPRESORES.- Flujo en la entrada, temperatura, presión, material de construcción

CALENTADORES (QUEMADORES).- Tipo, presión y temperatura de los tubos, combustible y material de construcción.

RESUMEN DE EQUIPOS PARA LAHIDRODEALQUILACIÓN DEL TOLUENO

RESUMEN DE EQUIPOS PARA LAHIDRODEALQUILACIÓN DEL TOLUENO

¿QUÉ SE EXCLUYE DE UN DIAGRAMADE TUBERÍAS E INSTRUMENTOS?

1. Condiciones de operación- Temperatura- Presión

2. Flujo de las corrientes

3. Ubicación de los equipos

4. Ruta de las tuberías- Longitud de la tubería- Tuberías apropiadas

5. Soportes, estructuras y cimientos de un PID

CONVENCIONES EN LA CONSTRUCCIÓN DE UN DIAGRAMA

DIAGRAMA PARA LA DESTILACIÓN DE BENCENO

EN LA HIDRODEALQUILACIÓN DEL

TOLUENO

Descripción de Instrumentos utilizados en la destilación de Benceno para la Hidrodealquilación del Tolueno

Indicador de Temperatura.- Los indicadores de temperatura son instrumentos de instalación que pueden procesar la señal de sensores de temperatura e indicarlos en pantalla. Así, los indicadores de temperatura permiten una valoración sencilla y económica de sensores de resistencia, como por ejemplo, los Pt100, o también termoelementos de diferentes tipos. Los sensores se pueden conectar directamente a los indicadores de temperatura, lo que evita tener que instalar un transductor. Algunos indicadores de temperatura sólo permiten la valoración de determinados sensores.

Tales indicadores de temperatura son ideales para aplicaciones en masa, pues son muy económicos. Los indicadores de temperatura universales, que soportan un sinfín sensores de temperatura y que pueden procesar señales normalizadas, permiten sin embargo un uso muy flexible. Para poder generar una alarma al sobrepasar un valor límite, muchos indicadores de temperatura ofrecen una salida relé que permite configurar dichas alarmas.

Indicadores de presión.- Dispositivo que incluye: un módulo electrónico que presenta, al menos, un sensor integrado de presión con sistema electrónico de medición y control, acoplado a un dispositivo emisor/receptor de alta frecuencia (abreviado: dispositivo modular), al menos otro dispositivo emisor/receptor de alta frecuencia dispuesto alejado de las ruedas y acoplado a un microprocesador, (abreviado: dispositivo maestro), que está configurado para una comunicación bidireccional de datos de señal de alta frecuencia en el modo de consulta-respuesta con cada dispositivo modular e indicándose el estado de presión de neumático de cada neumático comprobado en uno o varios elementos indicadores de un dispositivo indicador, que se controla mediante señales de indicación, generadas por el microprocesador.

TI

PI

Trasmisor de Temperatura.- Los transmisores de temperatura se utilizan para transmitir la temperatura medida como señal analógica a un receptor.

Los transmisores de temperatura transmiten una temperatura medida como una señal analógica de 0/4–20 mA a un receptor. El receptor suele ser un regulador electrónico o PLC (Controlador Lógico Programable).

Uso

Los transmisores de temperatura se utilizan para evitar pérdidas de tensión o cuando un regulador o PLC no puede medir directamente la señal desde un sensor de resistencia.

Alarma de baja Temperatura.- La funcionalidad del dispositivo se basa en la detección de sobrecalentamientos producidos en las barras correspondientes a las tres fases R, S, T y neutro de un cuadro de baja tensión. Al sobrepasar cierta temperatura, programada por el fabricante o instalador del cuadro, el sistema envía un mensaje de alarma SMS identificando el cuadro y fase sobrecalentada.

TT

TAL

Alarma de alta Temperatura.- La función de este instrumento es alarmar o avisar cuando un sistema o proceso ha sobrepasado la temperatura normal de trabajo.

La alarma de temperatura tiene un soporte trasero para escritorio. Se provee un soporte de montaje para pared que puede ser

utilizado con cinta adhesiva por ambas caras o tornillos.

Relé de temperatura.- Pueden ser utilizados para medir temperatura en medios sólidos, líquidos y gaseosos. La temperatura es detectada vía sensores del medio respectivo, es evaluada por el dispositivo y monitoreada para temperaturas muy altas, muy bajas o temperaturas con cierto rango de operación (función de ventana). El rango del dispositivo consiste de dispositivos analógicos ajustables con uno o dos valores de umbral; y versiones digitales, ambos ofrecen una buena alternativa para controladores de temperatura de rango terminal bajo.

Dependiendo de la parametrización, la salida del relay conmuta en encendido o apagado cuando los valores de umbral son alcanzados.

APLICACIONES

Control de sistemas de calefacción, ventilación, aire acondicionado Vigilancia de temperaturas límites y señalización de alarma Vigilancia de motores Vigilancia de variables de proceso en galvanotécnia, en la industria de embalaje, en

transformación de plásticos, etc

TAH

TY

Indicador de Caudal.- Los Indicadores de Caudal contienen un medidor de flujo consistente en una abertura de área variable regulada por un pistón cónico, además de un termómetro incorporado y un manómetro opcional.

El indicador de caudal proporciona una solución ideal para aquellos sistemas hidráulicos que trabajen a presiones de hasta 350 bar (5000 psi) y que requieran un control continuo o esporádico.

Válvula Controladora de Caudal.- La válvula automática de control generalmente constituye el último elemento en un lazo de control instalado en la línea de proceso y se comporta como un orificio cuya sección de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada.

Registrador Controlador de Temperatura.- Un registrador controlador de temperatura nos ayuda a llevar de buena manera un cierto proceso, este instrumento aparte de controlar también nos ayuda registrando las temperaturas de dicho proceso.

FI

FCV

TRC

Válvula Controladora de Nivel.- Nos ayuda a llevar un control adecuado del nivel de un fluido el cual este actuando en algún proceso.

Este detecta el nivel establecido y está en la capacidad de evitar el paso de dicho fluido y de esta manera no sobrepasar este nivel, para evitar complicaciones en el proceso.

Indicador Controlador de Nivel.- Se caracteriza por controlar y a la vez enviar señales que indican el nivel de cierto fluido que puede estar siendo almacenado en un recipiente.

Alarma de Bajo Nivel.- Este es un instrumento que nos brinda una señal de alarma el momento que un sistema no esté funcionando en los niveles previamente establecidos.

Si el fluido llega a niveles menores que el establecido este instrumento nos puede brindar señales luminosas o acústicas las cuales nos van a notificar del problema existente.

Alarma de Alto Nivel.- El funcionamiento de este instrumento es similar al anterior con la diferencia que este nos va a brindar señales de alarma cuando el nivel del fluido este superando al previamente establecido.

LCV

LIC

LAL

LAH

Registrador Controlador de Caudal.- Este dispositivo nos registra y a la vez controla el caudal que está trabajando en un sistema.

Alarma de Alto Caudal.- Este instrumento va a brindarnos una señal preventiva el momento que el caudal de un proceso supere las especificaciones establecidas con anterioridad, para que el sistema funcione.

Alarma de Bajo Caudal.- Este instrumentos va a brindarnos una señal preventiva el momento que el caudal de un proceso no esté cumpliendo con la cantidad suficiente para que el sistema funcione de una buena manera.

Alarma de Baja Presión.- Es un instrumento el cual nos brinda una alarma el momento que el sistema no esté funcionando con la presión adecuada o le empiece hacer falta la cantidad suficiente de dicha presión.

FRC

FAH

FAL

PAL

Alarma de Alta Presión.- Es un instrumento el cual brindara una señal de alarma el momento que un sistema este empezando a sobrepasar la presión admitida.

Registrador Controlador de Presión.- Este dispositivo controla la presión de un sistema para que este funcione de una buena manera.

Al mismo tiempo este dispositivo tiene la capacidad de registrar las presiones que han oscilado en el sistema.

Válvula Controladora de Presión.- Este válvula controla el paso de caudal y a la vez la presión que debe pasar por el sistema para que funcione de una buena manera.

Estos son los principales instrumentos que intervienen en la destilación de Benceno en la hidrodealquilación del tolueno, a la vez también tenemos ciertos elementos los cuales citamos a continuación:

Elemento de Nivel Elemento de Temperatura

Elemento de Caudal Elemento de Presión

Transmisor de Caudal Transmisor de Nivel

PAH

PRC

PRC

LE TE

FE PE

PT LT

HIDRODEALQUILACION DE TOLUENO

Descripción del procesoLa estructura para la producción de benceno a partir del tolueno se describe de la siguiente manera:

Química del proceso:A altas temperaturas el hidrogeno consigue separar el grupo metil del tolueno formando metano.Pese al exceso de hidrogeno no se puede evitar la presencia de una reacción secundaria.

Cambiador de proceso y hornoToda la alimentación se precalienta a través de un cambiador en contra corriente y después en un horno antes de ser alimentada al reactor. El cambiador tiene una pérdida de carga

ReactorUna mezcla de tolueno fresco, tolueno reciclado del tren de destilación, de hidrogeno y de gas de reciclo se alimenta al reactor. Toda la alimentación debe de calentarse a 620 C y 35 atm antes de entrar al reactor.Inicialmente tiene la reacción principal de deshidrogenación del tolueno, para esta reacción se considera una conversión de un 75% de tolueno.

Además de esta reacción está la dimerización del benceno, la cual tiene una conversión del 3% del benceno total (es decir, el presente en la alimentación más el generado por la reacción principal).

Separador de fasesLa salida del reactor contiene bastante hidrogeno que no ha reaccionado además de tolueno.

Columna de destilación de bencenoLos fondos de la columna estabilizadora contienen principalmente benceno y tolueno, pero también difenil y algo de las especies gaseosas. Esta columna de destilación separa la mezcla obteniéndose un destilado rico en benceno y unos fondos ricos en tolueno. La columna opera a presión atmosférica. Esta columna separa el difenil del tolueno para purgarlo. El destilado es por tanto rico en tolueno y se recicla y mezcla con el tolueno fresco