CAPÍTOL 3 CONTROL I INSTRUMENTACIÓ

(1)

CAPÍTOL 3

CONTROL I

(2)

3. CONTROL I INSTRUMENTACIÓ Producció de MCB

Capítol 3 - 1 de 94

CAPÍTOL 3. CONTROL I INSTRUMENTACIÓ

3. CONTROL I INSTRUMENTACIÓ ... 3

3.1. INTRODUCCIÓ... 3

3.1.1. CONCEPTES BÀSICS DE CONTROL ... 3

3.1.2. CONCEPTES BÀSICS DE INTRUMENTACIÓ ... 4

3.1.3. TIPUS DE LLAÇOS DE CONTROL ... 4

3.1.4. PLC ... 5 3.1.5. NOMENCLATURA ... 6 3.2. ARQUITECTURA DE CONTROL ... 8 3.3. INSTRUMENTACIÓ A LA PLANTA ... 8 3.3.1. MESURA DE TEMPERATURA ... 8 3.3.2. MESURA DE PRESSIÓ ... 11 3.3.3. MESURA DE NIVELL ... 13 3.3.4. MESURA DE CONDUCTIVITAT ... 14 3.3.5. MESURA DE CABAL ... 15 3.3.6. MESURA DE PES... 16

3.3.7. FITXES D’ESPECIFICACIONS DE INSTUMENTACIÓ ... 17

3.3.8. CONTROLADOR I UNITATS REMOTES ... 26

3.4. LLISTA DE LLAÇOS DE CONTROL I INTERLOCKS ... 28

3.5. LLISTAT DE INTRUMENTACIÓ ... 31

3.6. DESCRIPCIÓ I DIAGRAMES DE LLAÇOS DE CONTROL ... 39

(3)

3. CONTROL I INSTRUMENTACIÓ Producció de MCB Capítol 3 - 2 de 94 3.6.2. REACTORS DE CLORACIÓ C-2001/2/3 ... 50 3.6.3. REACTOR DE TRACTAMENT C-3001 ... 62 3.6.4. MIXERS ... 68 3.6.5. COLUMNES DE DESTIL·LACIÓ ... 73

3.6.6. COLUMNA D’ABSORCIÓ D’ORGÀNCS K-5001 ... 85

3.6.7. COLUMNA D’ABSORCIÓ DE ÀCID CLORHÍDRIC K-5002 ... 87

3.6.8. BOMBES I COMPRESSORS ... 91

3.6.9. TANCS PULMÓ ... 92

3.6.10. CENTRÍFUGA ... 97

(4)

Capítol 3 - 3 de 94

3. CONTROL I INSTRUMENTACIÓ

3.1. INTRODUCCIÓ

El control de la planta representa una part imprescindible per a la producció en qualsevol industria. Ja sigui per a mantenir la seguretat del procés o per a optimitzar les condicions a les que funciona aquest, un sistema de control correctament projectat suposarà que les pertorbacions que afectin al sistema no provoquin una caiguda significativa en la producció, ni posarà en risc els treballadors o el material.

En aquest capítol es definiran conceptes bàsics de control i instrumentació que serviran per a establir les bases dels fonaments que s’utilitzaran per a realitzar el control de la planta.

3.1.1. CONCEPTES BÀSICS DE CONTROL

Habitualment, s’utilitzen els següents termes a l’hora de parlar de llaços de control:

· Variable controlada: És aquell paràmetre en un punt del procés el qual es troba mesurat mitjançant un element de mesura. Habitualment es fixa un valor per aquest paràmetre (setpoint) i es realitzen les accions necessàries per a mantenir-lo fixat.

· Variable manipulada: És aquell paràmetre sobre el qual es realitzarà una acció per tal de tenir un efecte sobre la variable controlada.

· Setpoint o punt de consigna: És el valor desitjat per a la variable controlada.

· Pertorbació: Són les variables externes que afecten al procés i que provoquen canvis en la variable controlada.

3.1.2. CONCEPTES BÀSICS DE INTRUMENTACIÓ

(5)

Capítol 3 - 4 de 94

Tenint en compte aquestes etapes, es poden intuir tres grups de instruments que s’utilitzaran en una planta;

· Elements primaris: Són aquells aparells que tenen com a objectius captar un fenomen físic o químic de una variable controlada o pertorbació.

· Elements secundaris: En aquest cas, aquests instruments són aparells que converteixen la senyal captada per l’element primari a un senyal estàndard amb la que treballar. Aquestes senyals poden ser digitals si la informació es transmet de forma binaria o analògiques si poden transmetre la informació en un rang determinat.

Les senyals digitals solen treballar a 250 V en cas de zona segura o 24 V si es troba en zona ATEX. En el cas dels senyals analògic, l’estàndard utilitza senyals elèctriques de 4-20 mA i de 3-15 psi per a senyals pneumàtiques.

· Elements terciaris: Són aquells instruments que al rebre la senyal de l’element secundari realitzen una acció sobre el sistema de manera que afecten a la variable controlada.

3.1.3. TIPUS DE LLAÇOS DE CONTROL

Quan es realitzi la presentació de les especificacions de llaços, es podran distingir dos tipus de sistema de control: el llaç de control i el interlock.

El llaç tancat de control realitza un control continu d’una variable per a mantenir-la el més propera possible al setpoint indicat mitjançant senyals analògiques. Aquest tipus de control té com a objectiu controlar i corregir el procés quan es dona una pertorbació. Per altre banda, els interlocks actuen en el sistema de forma binaria (ON-OFF), el que provoca un efecte immediat i dràstic en la variable manipulada mitjançant senyals digitals.

A l’hora d’automatitzar la planta, els llaços de control són un pilar fonamental ja que permeten fixar totes les variables que siguin necessàries. A continuació, s’expliquen les configuracions de llaços que s’utilitzen en aquest projecte:

(6)

Capítol 3 - 5 de 94

· Control feedforward o control anticipatiu, el qual realitza una acció correctora abans de que la pertorbació afecti al procés.

. Ratio-control o control proporcional, el qual es basa en mantenir una relació constant entre dues variables. Una d’elles actuarà com a variable controlada i l’altre serà la que rebrà les pertorbacions. Així doncs, quan la segona variable canviï de valor, la variable controlada s’ajustarà de manera que la relació es mantingui constant.

Cal esmentar que existeixen altres tipus de configuració de llaços com ara el control en cascada o el control en Split Range els quals no es descriuen perquè no s’utilitzaran en aquest procés.

3.1.4. PLC

Un PLC ( Programmable Logic Controller o Controlador Lògic Programable) és un aparell electrònic que s’utilitza per a la recopilació i el tractament de les dades rebudes del procés.

El funcionament d’un PLC consisteix en una seqüència cíclica la qual repeteix mentre segueixi en funcionament. Aquesta seqüència es pot dividir en tres fases principals: lectura de les senyals des de la interfície d’entrada, processament del programa per a l’obtenció de senyals de control i escriptura de senyals de sortida.

(7)

Capítol 3 - 6 de 94

Figura 3.1. Cicle de servei d’un PLC

3.1.5. NOMENCLATURA

Per a la identificació dels llaços implementats s’ha utilitzat un sistema de nomenclatura per a poder-los distingir ràpidament. La estructura que utilitza aquesta nomenclatura es de A-B-C, on cada lletra significa el següent:

A: Variable controlada

Taula 3.1. Nomenclatura de les variables controlades

(8)

Capítol 3 - 7 de 94

Pes W

B: Equip a on té efecte el llaç de control

C: Número de llaç, aquest valor ve donat per la suma de la zona més la posició del llaç en la llista

de llaços de control.

Per exemple, un llaç de control de temperatura al reactor C-2003 s’anomenaria T-C2003-2001, suposant que aquest llaç es trobes primer a la llista de la zona 2000.

En el cas de la instrumentació, la estructura que utilitza la seva nomenclatura es de A-B, on cada lletra vol dir el següent:

A: Indica de quin instrument es tracta i amb quina variable treballa. S’indica primer la variable i,

a continuació, de quin instrument es tracte.

Taula 3.2. Nomenclatura de la instrumentació utilitzada

INSTURMENT SÍMBOL E Element de mesura T Transmissor S Switch o interruptor V Vàlvula H De alta X De baixa A Alarma C Control I Indicador

I/P Transductor de senyal

Les lletres indicades es poden combinar amb les variables definides prèviament per a definir instrument amb una funció concreta. Per exemple, un pressòstat (interruptor de pressió) s’anomenaria PS. En cas de que aquest pressòstat utilitzes un valor de alta d’un equip, s’indicaria com a PSH.

B: Indica el número de llaç per a identificar ràpidament a on pertany l’instrument.

(9)

Capítol 3 - 8 de 94

3.2. ARQUITECTURA DE CONTROL

El control de la planta es distribuirà mitjançant un control centralitzat en un sol PLC en comptes de un sistema distribuït per àrees. S’ha implementat aquest sistema perquè el cost que suposa un PLC en cada àrea és excessiu en comparació amb el sistema centralitzat.

En concret, el control centralitzat consta de un PLC connectat a un SCADA (Supervisory Control And Data Adquisition) i unitats remotes distribuïdes per la planta per tal de recopilar dades.

Aquestes unitats remotes es distribuiran en funció de la quantitat de senyals que hauran de rebre. Inicialment, es planteja la possibilitat de posar una unitat remota a cada àrea de la planta a on es porti a terme el procés.

3.3. INSTRUMENTACIÓ A LA PLANTA

En aquest apartat es descriuran els instruments de mesura que s’utilitzaran per a portar a terme el control de la planta. Cal tenir en compte que la selecció d’aquests instruments ha de ser realitzada tenint en compte varis factors com ara les condicions del procés, la funció que han de portar a terme, la protecció i seguretat que han de garantir o la disposició d’aquests a la planta.

Amb la selecció del model adequat els punts esmentats no haurien de portar cap problemàtica, en excepció de que molts d’aquests instruments porten un transmissor instal·lat per a enviar senyals al sistema remot corresponent i, en cas de caiguda en el sistema elèctric, no hi hauria cap manera de conèixer les condicions al moment. Per a evitar una situació com la descrita, al punt més proper possible de on es trobi un element amb transmissor s’instal·larà un element de mesura mecànic que permeti realitzar una lectura independentment de la situació.

3.3.1. MESURA DE TEMPERATURA

(10)

Capítol 3 - 9 de 94

Concretament, s’utilitzaran termorresistencies (TR) Pt-100. El seu funcionament es basa en la variació de la resistència que ofereix una peça metàl·lica en funció de la temperatura. En el cas de les Pt-100, la peça serà de platí i, com a referència, a una temperatura de 0 ºC generarà una resistència de 100 ohms.

Passant per un transmissor l’interior del capçal de la TR, aquest instrument permet convertir una mesura mecànica de temperatura a un senyal elèctric de 4-20 mA el qual es pot enviar a la unitat remota corresponent.

El model de TR que s’utilitzarà a la planta serà una TR10-B de WIKA o, en cas de necessitar un equip preparat per a explosions (ATEX), el model TR10-L. El indicador, al treballar amb senyal PROFIBUS, serà el model T53 també de WIKA.

Figura 3.2. Termorresistencia TR10-B amb capçal i transmissor T53

Per a la mesura mecànica, els termòmetres que s’utilitzaran a la planta seran termòmetres bimetàl·lics. Aquests instruments basen en seu funcionament en les forces que generen la diferencia coeficients de dilatació de dos metalls diferents exposats a variacions de la temperatura. Aquests dos metalls es troben entrellaçats en un mateix eix i, al dilatar-se, generen una força que desplaça l’agulla del dial per a la seva lectura. A l’hora de seleccionar el rang del termòmetre s’elegirà aquell que mantingui la temperatura de operació entre un 40 i un 60 per cent del fons d’escala.

(11)

Capítol 3 - 10 de 94

Figura 3.3. Termòmetres bimetàl·lic S55

Tots aquest aparells, que estaran en contacte directe amb el fluid de procés, hauran d’estar protegits amb una beina (també coneguda com thermowell TW en anglès). Una TW consisteix en una barra perforada de tal manera que es pugui introduir l’element de mesura al seu interior. La longitud d’aquesta ve determinada principalment per el punt de mesura que es vulgui realitzar, tenint en compte que haurà de superar el gruix del recobriment de la canonada i la canonada en si, però també cal tenir en compte que la velocitat de fluid generarà una força sobre aquesta que podria portar a una ruptura. Per això s’hauran de realitzar els càlculs d’estrès corresponent per a garantir la integritat del TW.

A més, s’haurà de seleccionar un material adequat per a cada aplicació; en el cas de estar en contacte amb un fluid amb àcid clorhídric, es realitzarà un recobriment d’aquesta amb PTFE.

(12)

Capítol 3 - 11 de 94

3.3.2. MESURA DE PRESSIÓ

La mesura de la pressió a la planta es portarà a terme mitjançant transmissors de pressió o PT (Pressure Transimitters). El seu funcionament consisteix en una peça metàl·lica o diafragma a l’interior de l’equip el qual es veurà deformat en funció de la pressió que se li apliqui. Aquesta peça es caracteritza per la seva variació en la resistència que proporciona a un circuit en funció de la deformació que pateix. Aquest fenomen permet convertir una mesura mecànica com al pressió a una senyal elèctrica al rebre-la el transmissor i convertir-ho en una senyal 4-20 mA per al sistema remot connectat.

El model que s’utilitzarà per a la mesura electrònica de pressió relativa serà el IPT-10 i, per a la mesura diferencial, el model DPT-10; tots dos de WIKA.

Figura 3.5. Transmissor de pressió amb pantalla LCS, model IPT-10

Els manòmetres que s’instal·laran seran del tipus Bourdon, els quals consisteixen en una peça metàl·lica buida a on entrarà el fluid a mesurar. En funció de la pressió que generi aquest fluid el tub es desplaçarà i, mitjançant una connexió, es traslladarà a l’agulla per a realitzar la lectura.

Per a protegir el tub Bourdon de la corrosió del fluid de procés, en els casos on sigui necessari es realitzarà un muntatge amb segell separador amb recobriment, el qual consisteix en una membrana la qual transfereix la pressió de procés a un líquid de transmissió sense perill per a el instruments (habitualment oli de silicona KN2).

(13)

Capítol 3 - 12 de 94

en conjunt amb el manifold. El rang de treball del manòmetre haurà de trobar-se en un interval que deixi la pressió d’operació entre un 40 i un 60 per cent del fons d’escala.

El model de WIKA sense glicerina (per a evitar vibracions) serà el 232.50 i en cas de requerir-se protecció a les vibracions s’utilitzarà el model 233.50.

Figura 3.6. Manòmetre tipus Bourdon i manifold per a muntatge típic.

Finalment, els pressure switches o pressòstats s’instal·laran en les zones a on es vulgui realitzar una acció a partir de un punt concret de pressió o punt d’ajust. El funcionament del pressòstat es basa en el sistema Bourdon esmentat anteriorment: el tub metàl·lic es desplaça amb l’augment o la disminució de la pressió però en aquest cas no està connectat a una agulla sinó que s’instal·la amb una cadena de Reed la qual s’obre o es tanca i permet generar un senyal elèctric. Aquest aparells s’utilitzaran a la planta en els casos on es vulgui utilitzar una vàlvula on-off o per a l’activació de alarmes.

Figura 3.7. Pressòstat de membrana, model MW

(14)

Capítol 3 - 13 de 94

3.3.3. MESURA DE NIVELL

Per a portar a terme la mesura continua del nivell a la planta s’utilitzaran transmissors de nivell per radar, el funcionament dels quals consisteix en que l’instrument emet constantment una senyal radar a través d’una antena la qual és reflexada a la superfície del producte i es rebuda després d’un temps determinat. El temps obtingut és inversament proporcional a l’alçada del fluid; com més elevat sigui el nivell, menor serà el temps de rebuda de la senyal.

S’ha seleccionat aquest tipus de mesura de nivell degut a que es pot instal·lar en aplicacions amb agitació i escumes com ara els reactors i mescladors que s’utilitzen en aquest procés. El model OPTIFLEX 1010 de KROHNE serà el que s’utilitzi com a mesura per radar.

Figura 3.8. Transmissor de nivell per radar, model OPTIFLEX 1010

(15)

Capítol 3 - 14 de 94

Figura 3.9. Interruptor de nivell magnètic, model HLS

3.3.4. MESURA DE CONDUCTIVITAT

La mesura de la conductivitat es realitzarà amb un conductímetre el qual consisteix en la generació d’un corrent elèctric al fluid mitjançant dos elèctrodes i mesura la resistència elèctrica de la solució. Aquest aparells poden portar integrat una termorresistencia per a compensar la temperatura a l’hora de realitzar la mesura. El model que s’utilitzarà serà el HE300R, de HORIBA.

Figura 3.10. Conductímetre HE300R de Ambientalia

3.3.5. MESURA DE CABAL

(16)

Capítol 3 - 15 de 94

Una placa orifici consisteix en una placa del diàmetre de la canonada que s’instal·la al seu interior. A aquesta placa se li realitzà un forat d’unes dimensions dependents del cabal que hi circularà, la pressió de vaporització del fluid o la pèrdua de càrrega que es vol mesurar.

Cal tenir en compte que aquests equips són molt sensibles ha els sòlids en suspensió ja que es poden obstruir. Tenint en compte això, no s’instal·laran cabalímetres a les àrees A-2000 ni A-3000 ja que circularà clorur fèrric en suspensió.

Figura 3.11. Esquema de funcionament d’un cabalímetre

(17)

Capítol 3 - 16 de 94

Figura 3.12. Interior de la unitat sensora d’un cabalímetre màssic

3.3.6. MESURA DE PES

A les tolves d’emmagatzematge de sòlids s’instal·laran cèl·lules de càrrega per a controlar que no es carregui l’equip més del que recomana el fabricant. El funcionament d’una cèl·lula de càrrega és molt semblant al funcionament d’un transmissor de pressió: una galga produeix una resistència elèctrica en un circuit i, al ser deformada, canvia el valor d’aquesta. En aquest cas la pressió que provocarà la deformació la produirà la pressió que provocarà el pes dels sòlids en comptes del fluid circulant per una canonada.

La instal·lació òptima d’aquest instruments s’ha de realitzar de manera que no rebi forces laterals ni rotatives, per tant, anirà instal·lat a una subjecció del tanc.

.

(18)

Capítol 3 - 17 de 94

3.3.7. FITXES D’ESPECIFICACIONS DE INSTUMENTACIÓ

(19)

Capítol 3 - 18 de 94

Taula 3.3. Full d’especificacions per a una termorresistencia

ÍTEM ÀREA

PLANTA Clorbenzè DATA LOCALITAT Igualada REVISAT PER:

OPERACIÓ MÀXIM - -- -- -Temperatura DIAMETRE DE LA SONDA 6 mm

MATERIAL SENSOR 316 SS + recobrimeent PTFE si fos necessari

CONEXIÓ A PROCÉS Bridada / roscada / Soldada

DIAMETRE DEL ORIFICI 6,6 mm

CARACTERÍSTIQUES DE LA BEINA (TW)

LONGITUD DE INSERCIÓ U En funció del punt de mesura desitjat

LONGITUD TOTAL U + longitud addicional

MÍNIM ESTAT -FLUID TEMPERATURA PRESSIÓ DENSITAT RANG DE MESURA -200…600 ºC -Longitud de la beina -5 mm AISI 316 / HASTELLOY SUBMINISTRADOR DADES D'INSTAL·LACIÓ TR10-B + TW10 MODEL SENYAL ENVIADA A -LLAÇ DE CONTROL -CONDICIONS DE SERVEI

POSICIÓ Vertical / Horitzontal

ELEMENT DE MESURA ALIMENTACIÓ VARIABLE MESURADA TEMPERATURA MÁXIMA SENYAL DE SORTIDA SENSIBILITAT INDICADOR DE CAMP LONGITUD DE LA SONDA MATERIAL SENSOR

CARACTERÍSTIQUES DEL INTRUMENT

ELEMENT SENSOR 1x Pt-100, 2 fils

CONEXIÓ A PROCÉS Veure TW

Full 1-8 Clase A segons EN 60751 Sí, pantalla LCD integrada Termorresistencia 24 V 4 -20 mA DENOMINACIÓ DADES DE OPERACIÓ IDENTIFICIACIÓ

-FULL D'ESPECIFICACIÓ PER A INSTURMENTACIÓ

(20)

Capítol 3 - 19 de 94

Taula 3.4. Full d’especificacions per a un termòmetre bimetàl·lic

ÍTEM ÀREA

OPERACIÓ MÀXIM

-

--

-DADES D'INSTAL·LACIÓ

MODEL S55 + TW10

SUBMINISTRADOR WIKA

LONGITUD TOTAL U + longitud addicional

DIAMETRE DEL ORIFICI 6,6 mm

MATERIAL SENSOR 316 SS + recobrimeent PTFE si fos necessari

MATERIAL SENSOR AISI 316

CARACTERÍSTIQUES DE LA BEINA (TW)

CONEXIÓ A PROCÉS Bridada / roscada / Soldada

LONGITUD DE INSERCIÓ U En funció del punt de mesura desitjat

TEMPERATURA MÁXIMA DIAL 60 º C

DIAMETRE DE LA SONDA 6 mm

LONGITUD DE LA SONDA Longitud de la beina -10 mm

LIQUID AL DIAL Glicerina, si hi han vibracions

ELEMENT SENSOR Element bimetàl·lic

CONEXIÓ A PROCÉS Veure TW

SENYAL DE SORTIDA Dial de 100 mm

RANG DE MESURA -70…600 ºC

SENSIBILITAT Clase 1 segons EN 13190

DADES DE OPERACIÓ

ELEMENT DE MESURA Bimetàl·lic

ALIMENTACIÓ N/A

VARIABLE MESURADA Temperatura

TEMPERATURA -PRESSIÓ -DENSITAT -CONDICIONS DE SERVEI FLUID ESTAT -MÍNIM IDENTIFICIACIÓ DENOMINACIÓ

-LLAÇ DE CONTROL N/A

SENYAL ENVIADA A N/A

Full 2-8

FULL D'ESPECIFICACIÓ PER A INSTURMENTACIÓ

(21)

Capítol 3 - 20 de 94

 Especificacions de pressió

Taula 3.5. Full d’especificacions per un transmissor de pressió

ÍTEM ÀREA

-

--

-DADES D'INSTAL·LACIÓ

MODEL IPT-10 SUBMINISTRADOR WIKA 316 SS o Hastelloy MATERIAL MEMBRANA MATERIAL SENSOR 316 SS SEGELL SEPARADOR

CONEXIÓ A PROCÉS Brida / Rosca

CAPIL·LAR Si la temperatura al capçal supera els 70 ªC

TEMPERATURA MÁXIMA 70 ºC

INDICADOR Sí, pantalla LCD integrada

CARACTERÍSTIQUES DEL INTRUMENT ELEMENT SENSOR

CONEXIÓ A PROCÉS

Cèl·lula de medició metàl·lica Vèure segell separador

SENYAL DE SORTIDA 4 - 20 mA

RANG DE MESURA 0 - 4000 bar

SENSIBILITAT 0,1%

ELEMENT DE MESURA Transmissor de pressió

ALIMENTACIÓ 12…36 V

VARIABLE MESURADA Pressió

TEMPERATURA -PRESSIÓ -DENSITAT -CONDICIONS DE SERVEI FLUID ESTAT -MÍNIM IDENTIFICIACIÓ DENOMINACIÓ -LLAÇ DE CONTROL -SENYAL ENVIADA A -Full 3-8

(22)

Capítol 3 - 21 de 94

Taula 3.6. Full d’especificacions per a un manòmetre

ÍTEM ÀREA

-

--

-SUBMINISTRADOR WIKA

ACCESORIS Manifold + Sifó si és necessari

CAPIL·LAR / TORRE DE REFRIGERACIÓ Si la temperatura al capçal supera la màxima

MATERIAL MEMBRANA 316 SS amb recobriment de PTFE si és necessari

DADES D'INSTAL·LACIÓ

MODEL 232.50 / 233.50

TEMPERATURA MÁXIMA 100 ºC amb glicerina, 200 ºC sense

MATERIAL SENSOR 316 SS

SEGELL SEPARADOR

CONEXIÓ A PROCÉS Brida / Rosca

LIQUID AL DIAL Glicerina, si hi han vibracions

ELEMENT SENSOR Tub Bourdon

CONEXIÓ A PROCÉS Vèure segell separador

SENYAL DE SORTIDA Visual, dial de 100 mm

RANG DE MESURA 0 - 1600 bar

SENSIBILITAT Clase 1 segons EN 13190

ELEMENT DE MESURA Manòmetre

ALIMENTACIÓ N/A

VARIABLE MESURADA Pressió

TEMPERATURA -PRESSIÓ -DENSITAT -CONDICIONS DE SERVEI FLUID ESTAT -MÍNIM IDENTIFICIACIÓ DENOMINACIÓ

-LLAÇ DE CONTROL N/A

SENYAL ENVIADA A N/A

Full 4-8

(23)

Capítol 3 - 22 de 94

 Especificacions de nivell

Taula 3.7. Full d’especificacions per a un interruptor de nivell

ÍTEM ÀREA

OPERACIÓ MÀXIM - -- -- -DIAMETRE FLOTADOR LONGITUD DE INSERCCIÓ 44 mm 990 mm DADES D'INSTAL·LACIÓ POSICIÓ Horitzontal MODEL HLS-S SUBMINISTRADOR WIKA TEMPERATURA MÁXIMA 350 ºC

MATERIAL FLOTADOR Metal·lic o plàstic

INDICADOR No

ELEMENT SENSOR Flotador + cadena de Reed

CONEXIÓ A PROCÉS Bridada

SENYAL DE SORTIDA 230 V

RANG DE MESURA Segons consigna o setpoint

SENSIBILITAT +/- 20 mm

ELEMENT DE MESURA Interruptor de nivell

ALIMENTACIÓ 230 V

VARIABLE MESURADA Nivell

(24)

Capítol 3 - 23 de 94

Taula 3.8. Full d’especificacions per a un transmissor de nivell

ÍTEM ÀREA

-

--

-MATERIAL FLOTADOR Alumini / INOX

DADES D'INSTAL·LACIÓ POSICIÓ Vertical MODEL OPTIWAVE 1010 SUBMINISTRADOR DIAMETRE FLOTADOR LONGITUD DE INSERCCIÓ TEMPERATURA MÁXIMA 85 ºC

INDICADOR Si, pantalla LCD integrada

ELEMENT SENSOR Ràdar FMCW en banda C

SENYAL DE SORTIDA 4- 20 mA

DISTÀNCIA MÀXIMA DE MESURA 8 m

SENSIBILITAT +/- 10 mm

ELEMENT DE MESURA Transmissor de nivell

VARIABLE MESURADA Nivell

(25)

Capítol 3 - 24 de 94

 Especificacions de cabal

Taula 3.9. Full d’especificacions per a un cabalímetre màssic

ÍTEM ÀREA

-

--

-MATERIAL DEL TUB INOX, titani, Hastelloy o tàntal

DADES D'INSTAL·LACIÓ POSICIÓ Horitzontal MODEL OPTIMASS 7400 SUBMINISTRADOR DIAMETRE DE TUB 220 mm FREQÜÈNCIA D'OSCIL·LACIÓ 600 - 1000 Hz TEMPERATURA MÁXIMA 130 ºC

ELEMENT SENSOR Cabalímetre màssic

CABAL MÀXIM 560000 kg/h

ELEMENT DE MESURA Transmissor de caudal

VARIABLE MESURADA Cabal màssic

(26)

Capítol 3 - 25 de 94

 Especificacions de conductivitat

Taula 3.10. Full d’especificacions per a un conductímetre

ÍTEM ÀREA

PLANTA Clorbenzè DATA

LOCALITAT Igualada REVISAT PER:

OPERACIÓ MÀXIM - -- -- -MATERIAL DE SENSOR PVDF DADES D'INSTAL·LACIÓ POSICIÓ Horitzontal

MODEL ESH-001 + HE-300C

SUBMINISTRADOR

LONGITUD DE CAPIL·LAR 10-100 m

COMPENSACIÓ DE TEMPERATURA Pt-1000 (ºC)

ELEMENT SENSOR 2x electrodes

CONEXIÓ A PROCÉS Roscada

CABAL MÀXIM 0 - 2000 uS/cm

ELEMENT DE MESURA Transmissor de conductivitat

VARIABLE MESURADA Conductivitat

(27)

Capítol 3 - 26 de 94

3.3.8. CONTROLADOR I UNITATS REMOTES

El PLC que s’utilitzarà per a portar a terme el control de la plantà serà el model AS 417FH de Siemens. Addicionalment, el sistema es composarà de dos subsistemes redundats amb dues CPU independents per tal de evitar parades en el sistema en cas de fallida del PLC.

Figura 3.14. PLC mode AS 417FH, de Siemens

Aquest controlador es comunicarà amb les unitats perifèriques mitjançant un protocol PROFIBUS.

Les unitats remotes que s’utilitzaran a cada àrea hauran de poder-se instal·lar en un armari elèctric i hauran de tenir connexions digitals i analògiques suficients per a encabir totes es senyals de la àrea corresponent.

(28)

Capítol 3 - 27 de 94

Taula 3.11. Recompte de senyals per instrument i àrea

Així doncs, les unitats remotes seleccionades seran el model ET2000SP, en el quals es poden instal·lar els mòduls necessaris per a la recepció de totes les senyals.

Figura 3.15. Sistema E/S, model ET2000SP de Siemens

Àrea A-1000 A-2000 A-3000 A-4000 A-5000 A-6000 A-7000

LSH 12 2 6 6 LSL 12 6 6 TSL 8 LHV/LXV 24 2 12 12 TXV 8 LCV 4 3 2 LE 4 3 2 PCV 6 1 2 3 PE 6 1 4 3 TCV 6 2 6 3 TE 6 2 6 3 WAH 1 2 WE 1 2 SC 1 CCV 1 CE 1 FCV 2 1 FE 1 2 2 TOTAL 64 34 16 30 15 28 24 Localitat: Igualada Data: 12-06-2017

(29)

Capítol 3 - 28 de 94

3.4. LLISTA DE LLAÇOS DE CONTROL I INTERLOCKS

A continuació es presenten les taules on es troben indicats tots els llaços de control i quina funció realitzen:

Taula 3.12. Llista de llaços e interlocks de A-1000

EQUIP ITEM VARIABLE CONTROLADA VARIABLE MANIPULADA CONFIGURACIÓ

B-1001 L-B1001-1001 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-1001 T-B1001-1002 Temperatura del tanc Cabal entrada calefactor Tot-res B-1002 L-B1002-1003 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-1002 T-B1002-1004 Temperatura del tanc Cabal entrada calefactor Tot-res B-1003 L-B1003-1005 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-1003 T-B1003-1006 Temperatura del tanc Cabal entrada calefactor Tot-res B-1004 L-B1004-1007 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-1004 T-B1004-1008 Temperatura del tanc Cabal entrada calefactor Tot-res B-1005 L-B1005-1009 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-1005 T-B1005-1010 Temperatura del tanc Cabal entrada calefactor Tot-res B-1006 L-B1006-1011 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-1006 T-B1006-1012 Temperatura del tanc Cabal entrada calefactor Tot-res B-1007 L-B1007-1013 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-1008 L-B1008-1014 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-1009 L-B1009-1015 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-1010 L-B1010-1016 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-1011 L-B1011-1017 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-1011 T-B1011-1018 Temperatura del tanc Cabal entrada calefactor Tot-res B-1012 L-B1012-1019 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-1012 T-B1012-1020 Temperatura del tanc Cabal entrada calefactor Tot-res

Taula 1 de 7 PLANTA DE PRODUCCIÓ DE MCB

Data: 12-06-2017 Localitat: Igualada

LLISTAT DE LLAÇOS DE CONTROL A-1000 Emmagatzematge de reactius

R-2001 L-R2001-2001 Nivell del mesclador Cabal de sortida del mesclador Feedback W-2001 T-W2001-2002 Temperatura de procés a la sortida Cabal de refrigerant Feedback B-2001 W-B2001-2003 Pes de la tolva Activació de la alarma Feedback N-2001 P-N2001-2004 Pressió de sortida del compressor Potència del compressor Feedback W-2002 T-W2002-2005 Temperatura de procés a la sortida Cabal de refrigerant Feedback W-2003 T-W2003-2006 Temperatura de procés a la sortida Cabal de refrigerant Feedback C-2001 P-C2001-2007 Pressió al reactor Cabal de sortida de gas Feedback C-2001 T-C2001-2008 Temperatura al reactor Cabal de refrigerant Feedback C-2001 L-C2001-2009 Nivell del reactor Cabal de sortida del reactor Feedback C-2002 P-C2002-2010 Pressió al reactor Cabal de sortida de gas Feedback C-2002 T-C2002-2011 Temperatura al reactor Cabal de refrigerant Feedback C-2002 L-C2002-2012 Nivell del reactor Cabal de sortida del reactor Feedback C-2003 P-C2003-2013 Pressió al reactor Cabal de sortida de gas Feedback C-2003 T-C2003-2014 Temperatura al reactor Cabal de refrigerant Feedback C-2003 L-C2003-2015 Nivell del reactor Cabal de sortida del reactor Feedback N-2002 P-N2002-2016 Pressió de sortida del compressor Potència del compressor Feedback B-2002 P-B2002-2017 Pressió al dipòsit d'expansió Sortida de gas Feedback

(30)

Capítol 3 - 29 de 94

R-3001 L-R3001-3001 Nivell del mesclador Cabal entrada de aigua Feedback R-3001 C-R3001-3002 Conductivitat del mesclador Cabal entrada de NaOH Feedback W-3001 T-W3001-3003 Temperatura de procés a la sortida Cabal de refrigerant Feedback C-3001 P-C3001-3004 Pressió al reactor Vàlvula pèrdua de càrrega Feedback C-3001 L-C3001-3005 Nivell del reactor Cabal de sortida del reactor Feedback C-3001 T-C3001-3006 Temperatura del reactor Cabal de refrigerant Feedback S-3001 F-S3001-3007 Cabal màssic de entrada Potència de la centrífuga Feedforward B-3001 L-B3001-3008 Nivell de tanc pulmó Cabal de sortida del tanc Feedback

LLISTAT DE LLAÇOS DE CONTROL Taula 3 de 7 PLANTA DE PRODUCCIÓ DE MCB A-3000 Tractament de catalitzador Data: 12-06-2017 Localitat: Igualada

B-4001 L-B4001-4001 Nivell de tanc pulmó Sortida del tanc pulmó Tot-res K-4001 F-K4001-4002 Cabal de entrada a la columna Cabal de entrada a la columna Feedback K-4001 T-K4001-4003 Temperatura a caps de columna Cabal de recirculat Feedback H-4001 L-H4001-4004 Nivell del dipòsit de condensats Cabal de destilat Feedback W-4002 T-W4002-4005 Temperatura de procés a la sortida Cabal de refrigerant Feedback W-4003 T-W4003-4006 Temperatura de procés a la sortida Cabal de refrigerant Feedback W-4004 P-W4004-4007 Pressió diferencial a la columna Caudal de calefactor al reboiler Feedback H-4002 L-H4002-4008 Nivell del dipòsit de condensats Cabal de destilat Feedback K-4002 F-K4002-4009 Cabal de entrada a la columna Cabal de entrada a la columna Feedback K-4002 T-K4002-4010 Temperatura a caps de columna Cabal de recirculat Feedback B-4003 L-B4003-4011 Nivell de tanc pulmó Sortida del tanc pulmó Tot-res W-4006 T-W4006-4012 Temperatura de procés a la sortida Cabal de refrigerant feedback W-4007 T-W4007-4013 Temperatura de procés a la sortida Cabal de refrigerant Feedback W-4008 P-W4008-4014 Pressió diferencial a la columna Caudal de calefactor al reboiler Feedback W-4008 P-W4008-4014 Pressió diferencial a la columna Caudal de calefactor al reboiler Feedback

Taula 4 de 7 PLANTA DE PRODUCCIÓ DE MCB A-4000 Purificació Data: 12-06-2017 Localitat: Igualada

LLISTAT DE LLAÇOS DE CONTROL

K-5001 P-K5001-5001 Pressió a la columna d'absorció Cabal sortida de gas Feedback N-5001 P-N5001-5002 Pressió de sortida del compressor Potència del compressor Feedback W-5001 T-W5001-5003 Temperatura de procés a la sortida Cabal de refrigerant Feedback K-5002 F-K5002-5004 Cabal entrada de HCl Cabal entrada de aigua Ratio-Control K-5002 T-K5002-5005 Temperatura de la columna Cabal de refrigerant Feedback N-5002 P-N5002-5006 Pressió de sortida del compressor Potència del compressor Feedback W-5002 T-W5002-5007 Temperatura de procés a la sortida Cabal de refrigerant Feedback

PLANTA DE PRODUCCIÓ DE MCB LLISTAT DE LLAÇOS DE CONTROL Taula 5 de 7

(31)

Capítol 3 - 30 de 94

B-6001 L-B6001-6001 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-6002 L-B6002-6002 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-6003 L-B6003-6003 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-6004 L-B6004-6004 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-6005 L-B6005-6005 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-6006 L-B6006-6006 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-6007 W-B6007-6007 Pes de la tolva Activació de la alarma Tot-res B-6007 W-B6007-6007 Pes de la tolva Activació de la alarma Tot-res B-6008 W-B6008-6008 Pes de la tolva Activació de la alarma Tot-res B-6008 W-B6008-6008 Pes de la tolva Activació de la alarma Tot-res

Taula 6 de 7 PLANTA DE PRODUCCIÓ DE MCB A-6000 Emmagatzematge de orgànics Data: 12-06-2017 Localitat: Igualada

LLISTAT DE LLAÇOS DE CONTROL

B-7001 L-B7001-7001 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-7002 L-B7002-7002 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-7003 L-B7003-7003 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-7004 L-B7004-7004 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-7005 L-B7005-7005 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res B-7006 L-B7006-7006 Nivell del tanc Entrada i sortida del tanc Tot-res

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

Capítol 3 - 39 de 94

3.6. DESCRIPCIÓ I DIAGRAMES DE LLAÇOS DE CONTROL

3.6.1. BESCANVIADORS DE CALOR

Per tal de que els bescanviadors de calor portin a terme la seva funció correctament s’implementarà un llaç de control per a que es pugui garantir que la temperatura de sortida serà la esperada.

 Llaç de control de temperatura

Aquest llaç de control consisteix en controlar la temperatura de sortida del bescanviador per a que, en funció de si puja o baixa respecte al setpoint, augmenti i disminueix el cabal de refrigerant que entra al equip.

A continuació es presenta una taula amb els setpoint per a cada bescanviador:

Taula 3.19. Caracterització dels llaços de control de temperatura dels bescanviadors

EQUIP LLAÇ DE CONTROL SETPOINT

(41)

Capítol 3 - 40 de 94

3.6.2. REACTORS DE CLORACIÓ C-2001/2/3

Per a portar a terme el control d’aquests reactors, s’instal·laran llaços de control de nivell, pressió i temperatura.

 Llaç de control de nivel

Aquest llaç de control es portarà a terme mesurant amb un transmissor el nivell del reactor i, en funció de com varií l’alçada del líquid, s’obrirà o es tancarà la vàlvula de control a la sortida de líquids del reactor.

Taula 3.20. Caracterització dels llaços de control de nivell dels reactors de cloració

C-2001 L-C2001-2009 80%

C-2002 L-C2002-2012 80%

C-2003 L-C2003-2015 80%

Aquest llaç de control es durà a terme mesurant amb un transmissor de temperatura quina és la temperatura a l’interior del reactor. Aquest llaç és molt important ja que la producció de monoclorbenzè està lligada a la temperatura de treball, tenint en compte que si augmenta en excés, hi haurà una major producció de diclorbenzè.

El llaç de control quedarà tancat amb el control del cabal de refrigerant tant a la camisa com als serpentins.

Taula 3.21. Caracterització dels llaços de control de temperatural dels reactors de cloració

C-2001 T-C2001-2008 54 ºC

C-2002 T-C2002-2011 54 ºC

(42)

Capítol 3 - 41 de 94

 Llaç de control de pressió

Aquest llaç de control es portarà a terme mesurant la pressió a l’interior del tanc i, si augmenta en excés, s’obrirà la vàlvula de control de sortida de gasos del reactor.

Aquest llaç es durà a terme perquè, al ser un equip a pressió treballant amb fase gasosa, és important que no hi hagi una sobrepressió que pugui provocar un accident. A més, la reacció és optima a una pressió de 240 kPa, raó per la qual interessa mantenir-se el més proper possible a aquets valor.

Taula 3.22. Caracterització dels llaços de control de pressió dels reactors de cloració

C-2001 P-C2001-2007 240 kPa

C-2002 P-C2002-2010 240 kPa

C-2003 P-C2003-2013 240 kPa

3.6.3. REACTOR DE TRACTAMENT C-3001

Per a portar a terme el control d’aquest reactors, s’instal·laran llaços de control de nivell, pressió i temperatura.

El fluid que arribarà ha aquest equip des de el reactor anterior estarà aproximadament a 2 atm de pressió, mentre que aquí interessa funcionar a 1 atm. Així doncs, s’instal·larà una vàlvula pensada per a que realitzi una pèrdua de càrrega suficient com per a reduir aquesta atmosfera de diferència. El llaç de control es realitzarà amb l’objectiu de regular la obertura de la vàlvula per a què provoqui la pèrdua de càrrega necessària, en cas contrari s’hagués instal·lat un orifici de restricció.

Taula 3.23. Caracterització dels llaços de pressió del reactor de tractament

(43)

Capítol 3 - 42 de 94

 Llaç de control de nivell

Per a garantir que no hi haurà cap inundació, ja sigui per una entrada excessiva de fluid de procés a causa de una pertorbació en un equip anterior o sigui perquè el reactor es buidi i l’agitació perdi efectivitat, s’instal·larà un llaç tancat de control de nivell connectant el transmissor al reactor i una vàlvula de control a la sortida del equip.

Taula 3.24. Caracterització dels llaços de control de nivell dels reactors de cloració

C-3001 L-C3001-3005 80 %

Al igual que el reactor de cloració, la temperatura a la que es produeixi la reacció és un factor clau que cal controlar per tal de maximitzar la productivitat. En aquest cas, s’instal·larà un transmissor de temperatura al reactor per a què, després de tractar les dades, el PLC enviï una senyal a la vàlvula de control del sistema de refrigeració per a que reguli el cabal de aigua que entra al equip de refrigeració que envolta al reactor.

Taula 3.25. Caracterització dels llaços de control de temperatura dels reactors de cloració

(44)

Capítol 3 - 43 de 94

3.6.4. MIXERS

Al llarg de procés es poden trobar dos mixers els quals és necessari controlar per a evitar que les mescles que arriben als equips posterior siguin les adequades. En concret, es realitza control de nivell a tots els mescladors per a que l’agitació sigui el més òptima possible i, en concret, al mesclador R-3001 se li aplica un control de conductivitat per a controlar la concentració de la mescla.

 Llaç de control de nivell

El llaç de control de nivell als mescladors, tal i com s’ha esmentat anteriorment, té el propòsit de evitar inundacions o que el mesclador quedi buit. A més, interessa mantenir la mescla a un nivell constant per a que no quedi per sota del agitador i perdi la seva eficàcia.

A continuació es presenta una taula amb els setpoint per a cada mesclador:

Taula 3.26. Caracterització dels llaços de control de nivell dels mescladors

R-2001 L-R2001-2001 85 %

R-3001 L-R3001-3001 75 %

 Llaç de control de conductivitat

En el cas del mesclador R-3001, es realitza una mescla de una solució de NaOH amb aigua amb l’objectiu de rebaixar-la. Per a minimitzar el consum de aigua i garantir que la concentració és la idònia per a entrar-la al reactor, es controlarà la concentració de ions a la mescla a través de la conductivitat.

En cas de que la mescla es trobi massa diluïda s’augmentarà el cabal d’entrada de solució mare i, en cas de trobar una concentració massa elevada es reduirà la entrada de solució.

Taula 3.27. Caracterització dels llaços de control de conductivitat del mesclador R-3001

(45)

Capítol 3 - 44 de 94

** Aquest valor de conductivitat és per a una concentració del 5% a 25 ºC, quan les condicions d’interès són un 3% de concentració de NaOH a 55 ºC. Caldria ajustar el setpoint a un valor més adient.

3.6.5. COLUMNES DE DESTIL·LACIÓ

Per a portar a terme el correcte funcionament de les columnes de destil·lació, s’implementaran llaços de control claus a cada columna per a controlar els factor més importants.

 Llaç de control de diferencial de pressió

L’objectiu d’aquest llaç de control és controlar la pèrdua de càrrega al llarg de la columna que generen el cabal de líquid descendent i el cabal de gas ascendent. Si algun d’aquest cabals augmenta o disminueix pot causar una variació en la pèrdua de càrrega. Per a controlar aquesta pèrdua de càrrega, s’utilitzaran dos transmissors de pressió per a comprovar la pressió de diferencia a la columna i s’obrirà o es tancarà el cabal de calefactor al reboiler per a generar un cabal menor o major de gas d’entrada al equip.

Com que la columna és atmosfèrica no hi haurà d’haver diferencia de pressió entre cap i cues, per tant, qualsevol variació en el diferencial de pressió implicarà que s’ha de realitzar una acció.

Taula 3.28. Caracterització dels llaços de control de pressió diferencial de les columnes

W-4004 P-W4004-4007 0 kPa

(46)

Capítol 3 - 45 de 94

 Llaç de control de cabal

L’objectiu d’aquest llaç de control és controlar el cabal d’entrada a la columna de mescla mitjançant un cabalímetre i una vàlvula de control en sèrie. La idea de portar a terme aquest llaç és mantenir fixat el cabal de entrada a la columna per a evitar que es provoqui un augment en la pressió o s’inundi la columna.

A continuació es presenta la taula amb els setpoint corresponents:

Taula 3.29. Caracterització dels llaços de control de cabal de les columnes

K-4001 F-K4001-4002 17,22 m3_/h

K-4002 F-W4002-4009 9,47 m3_/h

L’objectiu d’aquest llaç és controlar la temperatura de caps de columna mitjançant l’obertura o tancament de la vàlvula que regula el cabal de reflux que retorna a caps. El propòsit amb el que es posa aquest control es que si la temperatura de sortida per caps coincideix amb la temperatura d’ebullició del destil·lat, el funcionament és correcte. En cas de que la temperatura sigui més alta voldria dir que el gas està sobreescalfat i s’haurà d’augmentar el cabal de recirculació. Si la temperatura fos inferior a la de destil·lació caldria reduir el cabal de recirculació.

Taula 3.30. Caracterització dels llaços de control de temperatura de les columnes

K-4001 T-K4001-4003 80,11 ºC

(47)

Capítol 3 - 46 de 94

 Llaç de control de nivell de condensats

L’objectiu d’aquest llaç és controlar el nivell al dipòsit de condensats de cada columna per tal de que no sobrepassi la seva capacitat màxima recomanada. Aquesta acció es portarà a terme regulant el cabal de destil·lat que sortirà de la columna.

Taula 3.31. Caracterització dels llaços de control de nivell de condensats

H-4001 L-H4001-4004 80 %

H-4002 L-H4002-4008 80 %

3.6.6. COLUMNA D’ABSORCIÓ D’ORGÀNCS K-5001

La columna d’absorció d’orgànics consisteix en un tractament en contracorrent d’un corrent orgànic, principalment benzè, amb un corrent buit de àcid clorhídric. Com que aquesta columna operarà amb cabals de gas, és fàcil que la pressió augmenti, per tant, s’instal·larà un llaç de control de pressió.

Aquest llaç de control, tal i com s’ha esmentat al paràgraf anterior, s’utilitzarà per a mantenir la pressió a un valor constant. Aquest control es portarà a terme amb un transmissor de pressió instal·lat a la columna i una vàlvula de control instal·lada a la sortida de gasos del equip. Si la pressió augmentés en excés, el cabal de sortida de gasos augmentaria alleujant d’aquesta manera la pressió.

Taula 3.32. Caracterització dels llaços de control de pressió de la columna d’absorció d’orgànics

(48)

Capítol 3 - 47 de 94

3.6.7. COLUMNA D’ABSORCIÓ DE ÀCID CLORHÍDRIC K-5002

La de tractament de gasos consisteix en un corrent gasós de àcid clorhídric que es posa en contacte amb aigua per a que quedi absorbit en el líquid. S’implementaran llaços de control de temperatura i de cabal.

 Llaç de control de cabal

Aquest llaç de control s’utilitzarà per a ajustar el cabal de aigua que entra a la columna el màxim possible amb l’idea de reduir el consum d’aquesta al mínim, a més d’obtenir la concentració de HCl aquós planificat. Aquest control es portarà mitjançant una configuració Ratio-control de manera que, en funció del corrent gasos que entri a la columna, entrarà més o menys cabal de aigua en aquesta.

A continuació s’indica quina és aquesta proporció HCl/Aigua:

Taula 3.33. Caracterització dels llaços de control de cabal de la columna de tractament

K-5002 F-K5002-5004 33 L kg H20/kg HCl

Com que aquesta absorció genera calor al llarg de la columna, s’ha instal·lat un sistema de refrigeració en forma de camisa al qual cal realitzar un control de temperatura.

Aquest control es realitzarà amb un transmissor de temperatura al reactor i una vàlvula a l’entrada de refrigerant per a que reguli el cabal.

Taula 3.34. Caracterització dels llaços de control de temperatura de la columna de tractament

(49)

Capítol 3 - 48 de 94

3.6.8. BOMBES I COMPRESSORS

La regulació de la potència de les bombes i compressors es fixarà a partir del variador de freqüència que s’instal·li en el armari elèctric més proper. Inicialment, s’indica un valor inicial de potència tal i com s’especifica al capítol 4 d’aquest projecte i en funció de les circumstancies que es donin al procés es realitzaran variacions.

En el cas de les bombes, no es realitzarà cap llaç de control en aquestes. El seu muntatge consistirà en una vàlvula a la entrada i un altre a la sortida d’aquesta; a més d’un filtre en Y en les bombes localitzades a punts. Addicionalment s’instal·larà un manòmetre a la sortida del equip per a poder comprovar periòdicament que està augmentant la pressió del fluid correctament.

En el cas dels compressors, es realitzarà un muntatge idèntic al de les bombes: una vàlvula a la entrada, una a la sortida i un manòmetre per a poder veure a quina pressió surt el gas. En aquest cas si que s’instal·larà un llaç de control de pressió a els compressors ja que en el cas dels gasos pot tenir un efecte major el fet de que el compressor no treballi a la potència adient.

A continuació es presenta la taula amb els setpoint corresponents:

Taula 3.35. Caracterització dels llaços de control dels compressors

N-2001 P-N2001-2004 1,4 bar

N-2002 P-N2002-2016 0,8 bar

N-5001 P-N5001-5002 0,5 bar

(50)

Capítol 3 - 49 de 94

3.6.9. TANCS PULMÓ

Els llaços de control que es portaran a terme a els tancs pulmó seran exclusivament de nivell, ja que la seva funció consisteix en acumular i mantenir el fluid de procés en punts claus de la planta.

Depenent de les circumstàncies que envoltin el tanc, disposarà d’un control discret mitjançant interruptors de nivell i vàlvules on-off o disposarà d’un control constant mitjançant un transmissor de nivell.

També s’haurà de controlar la pressió a el tanc d’expansió B-2002 ja que serà un punt a on arribarà clor a una pressió elevada.

A continuació es realitza un resum del llaços de control amb els seus setpoints:

Taula 3.36. Caracterització dels llaços de control els tancs pulmó

EQUIP LLAÇ DE CONTROL SETPOINT VALOR H/HH

B-2002 P-B2002-2017 0,8 bar -

B-3001 L-B3001-3008 85 % -

B-4001 L-B4001-401 - 85 %

(51)

Capítol 3 - 50 de 94

3.6.10. CENTRÍFUGA

El propòsit de la centrifuga al procés és la separació d’una fase liquida d’una fase sòlida. Com que no es vol que més enllà d’aquest equip hi hagin sòlids en suspensió s’instal·larà un cabalímetre màssic a la entrada d’aquesta que permeti tenir una mesura de la quantitat de sòlids que hi ha al fluid (si es considera que el cabal de fluid és constant). Així doncs, el llaç de control que es realitzarà consistirà en un cabalímetre mesurant el cabal de entrada i es variarà la potència de al centrifuga en funció de la quantitat de sòlids que hagin de entrar: si hi ha una quantitat major de la esperada de sòlids el equip augmentarà la potencia per a arribar a centrifugar-los tots.

Taula 3.37. Caracterització dels llaços de control de la centrifuga

(52)

Capítol 3 - 51 de 94

3.6.10. TANCS DE EMMAGATZEMATGE

 Interlocks per a càrrega de descàrrega

Per a facilitar la càrrega i descàrrega del tanc de emmagatzematge, s’instal·larà un sistema d’interlocks que consisteix en una configuració de interruptors de nivell i vàlvules on-off que permet la obertura i tancament automàtic dels tancs a mesura que s’omplen o es buiden. Aquest sistema funciona de la següent manera:

En el cas de la descarrega, un cop connectat al procés el camió amb els reactius es comença a bombejar el reactiu al tanc corresponent. Una vegada el nivell del tanc arribi al interruptor de nivell de alta instal·lat, s’obrirà la vàlvula que dona al següent tanc per a començar a omplir-lo sense canviar la connexió del camió.

En el cas de la descàrrega el cicle funciona a la inversa. A mesura que el camió succiona el producte al seu interior, el nivell del tanc va baixant fins que acciona el interruptor de nivell de baixa instal·lat, el qual dona la senyal de tancament del tanc i obre el següent.

A continuació s’indiquen tots els valors de alta i de baixa de cada tanc de emmagatzematge:

Taula 3.38. Caracterització dels interlocks de nivell dels tancs de emmagatzematge

EQUIP LLAÇ DE CONTROL VALOR H/HH VALOR L/LL

(53)

3. CONTROL I INSTRUMENTACIÓ Producció de MCB Capítol 3 - 52 de 94 B-7003 L-7003-7003 85% 5% B-7004 L-7004-7004 85% 5% B-7005 L-7005-7005 85% 5% B-7006 L-7006-7006 85% 5% B-7007 L-7007-7007 85% 5%  Control de temperatura

Hi ha tancs d’emmagatzematge que disposen d’un sistema de calefacció que s’haurà d’activar en cas de que la temperatura baixi per sota d’una valor en concret. En cas del benzè, si la temperatura baixa de 10 ºC el benzè solidificarà al interior del tanc. En el cas del NaOH al 50% de concentració, a temperatures inferiors a 18 ºC també solidificarà. Com que aquestes temperatures de solidificació poden succeir qualsevol dia d’hivern a la àrea a on es portarà a terme el projecte és imprescindible instal·lar aquest sistema.

Taula 3.39. Caracterització dels interlocks de temeratura dels tancs de emmagatzematge

B-1001 T-B1001-1002 - 10 ºC B-1002 T-B1002-1004 - 10 ºC B-1003 T-B1003-1006 - 10 ºC B-1004 T-B1004-1008 - 10 ºC B-1005 T-B1005-1010 - 10 ºC B-1006 T-B1006-1012 - 10 ºC B-1012 T-B1012-1018 - 18 ºC B-1013 T-B1013-1020 - 18 ºC  Control de pes

Finalment, els tancs restants són aquells que emmagatzemen sòlids, és a dir, sitges. Per a controlar les sitges es disposaran cèl·lules de carrega a la seva base per tal de conèixer quina quantitat de sòlids hi ha emmagatzemada. Aquest control és necessari realitzar-lo ja que aquestes sitges tenen un límit de pes indicat per el fabricant. Si es dones la situació a la que es carrega excessivament el equip, una alarma s’activarà per tal de poder prendre acció.

Taula 3.40. Caracterització dels interlocks de pes de les sitges

(54)

Capítol 3 - 53 de 94

B-6007 T-B6007-6007 33 Tn -

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

(73)

(74)

(75)

(76)

(77)

(78)

(79)

(80)

(81)

(82)

(83)

(84)

(85)

(86)

(87)

(88)

(89)

(90)

(91)

(92)

(93)

(94)