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PLANTA DE PRODUCCIÓN DE ÁCIDO FÓRMICO Capítulo 3. Control e instrumentación

CAPÍTULO 3

Control e instrumentación

Planta de producción de ácido fórmico


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CAPÍTULO 3. CONTROL E INSTRUMENTACIÓN

3.1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................... 4

3.1.1 VARIABLES MANIPULADAS Y CONTROLADAS .................................................................. 4

3.1.2 TIPOS DE LAZO DE CONTROL ............................................................................................ 4

3.1.2.1 Feedback o retroalimentado: .................................................................................... 4

3.1.2.2 Feedforward o anticipativo ....................................................................................... 6

3.1.2.3 Control en cascada .................................................................................................... 6

3.2 CARACTERÍSTICAS DEL CONTROL DE LA PLANTA .................................................................... 7

3.2.1 IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL ............................................................... 7

3.2.2 DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA DE CONTROL .......................................................... 8

3.2.2.1 Recuento de señales ................................................................................................. 8

3.2.2.2 Controlador y módulos............................................................................................ 13

3.2.2.3 Módulos de comunicación y red ............................................................................. 19

3.2.3 NOMENCLATURA............................................................................................................ 20

3.2.3.1 Lazos de control ...................................................................................................... 20

3.2.3.2 Instrumentación ...................................................................................................... 21

3.3 INSTRUMENTACIÓN DE LA PLANTA ...................................................................................... 22

3.3.1 ELEMENTOS PRIMARIOS ................................................................................................ 22

3.3.1.1 Sensor de nivel ........................................................................................................ 22

3.3.1.2 Sensor de temperatura ........................................................................................... 24

3.3.1.3 Sensor de presión .................................................................................................... 25

3.3.1.4 Sensor de caudal ..................................................................................................... 26

3.3.2 ELEMENTOS FINALES ...................................................................................................... 28

3.4 LISTADO DE LAZOS DE CONTROL E INSTRUMENTOS ............................................................ 28

3.4.1 ÁREA 100 ........................................................................................................................ 28

3.4.2ÁREA 200 ......................................................................................................................... 29

3.4.3 ÁREA 300 ........................................................................................................................ 32

3.4.4 ÁREA 400 ........................................................................................................................ 35

3.4.5 ÁREA 500 ........................................................................................................................ 37

3.4.6 ÁREA 600 ........................................................................................................................ 40

3.4.7 ÁREA 700 ........................................................................................................................ 42

3.5 DESCRIPCIÓN Y DIAGRAMAS DE LOS LAZOS DE CONTROL ................................................... 44


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3.5.1 TANQUES Y DEPÓSITOS PULMÓN .................................................................................. 44

3.5.2 INTERCAMBIADORES DE CALOR ..................................................................................... 47

3.5.3 REACTORES ..................................................................................................................... 52

3.5.5 SEPARADOR DE FASES .................................................................................................... 71

3.5.6 COLUMNA DE ABSORCIÓN ............................................................................................. 75

3.5.7 COLUMNAS DE DESTILACIÓN ......................................................................................... 81


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3.1 INTRODUCCIÓN

Con la finalidad de realizar una estable y segura operación en la planta, es

necesario que los equipos incorporen sistemas de control automatizados a fin de:

- Mejorar la seguridad y estabilidad de las operaciones.

- Minimizar las perturbaciones en los equipos.

- Mejorar la calidad del producto final.

- Minimizar el impacto medioambiental.

Poder llegar a estos objetivos es lo deseado pero, la función principal del sistema

de control es el de prevenir y actuar sobre las perturbaciones que se generen en la planta

química y asegurar el correcto funcionamiento de los equipos desde la puesta en marcha

hasta la parada de planta.

Para realizar un buen sistema de control es necesario conocer la función de cada equipo,

fenómenos físicos y químicos que se desarrollan en el equipo, para así entender la acción

de las variables controladas y manipuladas.

3.1.1 VARIABLES MANIPULADAS Y CONTROLADAS

Para entender el sistema de control, primero es necesario describir laS variables

que constituyen el sistema. En primer lugar está la variable controlada, la principal del

sistema y la que se desea regular. Se relaciona con el punto de consigna o setpoint del

sistema, que es el valor que se desea de la variable a controlar, entonces el objetivo de

control es mantener la variable controlada en el setpoint.

El conjunto de esto no tendría sentido si no existiera la variable manipulada. Se

ajusta dicha variable para mantener la variable controlada en el punto de consigna,

mediante un elemento actuador o elemento final de control.

3.1.2 TIPOS DE LAZO DE CONTROL

3.1.2.1 Feedback o retroalimentado:

El control feedback es el principal método de control de procesos químicos. A

continuación en la figura 3.2.1-a se puede apreciar el esquema básico de este control.


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Figura 3.1.2.1-a: Esquema de control feedback o retroalimentación.

Se mide la variable controlada y su valor se compara con el setpoint. Se genera

una variable de error, que es la diferencia entre ambas variables. A partir del error, el

controlador genera un nuevo valor de salida que modifica la señal del elemento final de

control. Esto se realiza hasta que el valor del error se haga cero.

Dicho error se genera mediante perturbaciones en el sistema o por un cambio

en el punto de consigna.

Hay dos clases de controladores para el tipo de lazo feedback:

Control On-Off:

Ejemplo más sencillo, que consiste en medir la propiedad física, compararla con el

valor de consigna y si está por debajo del que tiene el setpoint, da un tipo de salida (todo

o nada), y si es igual o mayor la salida, es la contraria. No es muy efectiva ya que la

variable controlada oscila constantemente.

Control PID:

Este tipo de control PID es el acrónimo de “Proporcional Integral Derivativo”, y está

constituido por tres partes diferenciadas. El control puede actuar sobre elementos

finales de control que tengan posiciones intermedias entre abierto y cerrado. A

continuación en la figura 3.2.1-b se muestra el algoritmo típico de control de dicha clase.

Figura 3.1.2.1-b: Algoritmo de control tipo PID.


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El término proporcional computa una acción de control basada en el valor de

error en ese momento, e (t).

El término integral calcula constantemente la suma del error en tiempo real.

Actúa cuando el error positivo o negativo persiste.

El término derivativo mira la pendiente o velocidad de cambio del error en sí, y

su influencia es notable cuando el error está cambiando rápidamente,

ralentizando en cambio.

3.1.2.2 Feedforward o anticipativo

Este control utiliza el sensor de forma directa para medir la perturbación en el

lugar de la variable controlada. El dominio determina la necesidad de hacer cambias en

la variable manipulada. En la figura mostrada a continuación se puede apreciar el lazo

de control característico.

Figura 3.1.2.2-a: Esquema de un lazo de control feedforward.

3.1.2.3 Control en cascada

El control en cascada se caracteriza por utilizar dos lazos de control simultáneos,

el retroalimentado o feedback, uno interno y otro externo en el conjunto de control. Se

determina un controlador interno o externo llamado control maestro, que fija el punto

de consigna de dicho controlador, denominado control esclavo. Se emplea para una

mejora en la acción de control frente a perturbaciones ya que, en algunos casos, el

controlador puede actuar con demasiada lentitud. Seguidamente, se muestra un

esquema de dicho control.


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Figura 3.2.1-a: Esquema de un lazo de control en cascada.

3.2 CARACTERÍSTICAS DEL CONTROL DE LA PLANTA

3.2.1 IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL

Por tal de asegurar un estable y fiable funcionamiento de la planta, se implanta

el sistema de control DCS (Distributed Control System), el cual está especializado en

procesos de fabricación y producción. Éste tiene como característica que, al producirse

un fallo del sistema, es capaz de transferir estos datos a otra unidad de manera que no

sea necesario detener el proceso.

Para que esta estructura sea posible, cada zona de la planta ha de tener su propio

PLC o bloque de controladores (Programmable Logic Controller). Estos bloques de

controladores se comunican con un nivel superior de control, dónde se realizan las

tareas de control, monitorización y gestión.

Para el buen funcionamiento del control realizado y poder incluso modificar

alguno de los parámetros se utiliza el software SCADA (Supervisory Control and

Adquisition Data). Dicho sistema está basado en ordenadores que permiten supervisar

y controlar a distancia una instalación de cualquier tipo. Este sistema es indispensable

para monitorizar el funcionamiento de los PLC, puesto que éstos no contienen pantalla

de visualización del control.


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Figura 3.2.1-a. Implementación del sistema de control de la planta.

3.2.2 DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA DE CONTROL

Una vez realizado el diseño de todos los lazos de control e indicadores, se deberá

escoger el controlador(es) y módulo(s) acorde al número de señales que se registren en

cada área.

3.2.2.1 Recuento de señales

Es necesario hacer un recuento de todas las señales de entrada y salida de los

elementos por tal de dimensionar las diferentes estaciones de control.

Las entradas y las salidas pueden ser analógicas, que son aquellas que

corresponden a una variación decimal dentro de un rango de valores determinados,

cómo digitales, que son aquellas que solo pueden tener valor de 1 o 0( señales binarias).


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Por lo tanto, para realizar el correspondiente recuento se han tenido en cuenta

los siguientes criterios con los siguientes elementos de los lazos de control:

Sensor: cada sensor tiene una entrada analógica (EA).

Alarmas: cada alarma tiene una salida digital (SD).

Válvulas de regulación: cada válvula tiene una entrada digital (ED) y una salida

analógica (SA).

Válvulas de todo o nada: tienen dos entradas digitales (ED) al sistema de control y una

salida digital (SD).

Siguiendo los criterios citados, se ha hecho el recuento por áreas mostrado a

continuación:

Tabla 3.2.2.1-a. Señales digitales y analógicas del área 100.

ÁREA EQUIPO SENSORES ALARMAS V.REG V.TODO O NADA

ED EA SD SA

100

T-101a 3 1 3 1 5 3 2 3

T-102a 3 1 3 1 5 3 2 3

T-103a 3 1 3 1 5 3 2 3

T-104a 3 1 3 1 5 3 2 3

P101A 1 - - - - 1 - -

P101B

P102A 1 - - - - 1 - -

P102B

TOTAL SEÑALES 20 14 8 12

Tabla 3.2.2.1-b. Señales digitales y analógicas del área 200.


ED EA SD SA

200

EX201 1 - 1 - 2 1 - 1

EX202 1 - 1 - 2 1 - 1

R201 5 2 5 - 10 5 2 5

R202 5 2 5 - 10 5 2 5

R203 5 2 5 - 10 5 2 5

M201 1 2 1 1 3 1 3 1

P201A 1 - - - - 1 - -

P201B

P202A 1 - - - - 1 - -

P202B


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P203A 1 - - - - 1 - -

P203B


Tabla 3.2.2.1-c. Señales digitales y analógicas del área 300.


ED EA SD SA

300

EX301 1 - 1 - 2 1 - 1

EX302 1 - 1 - 2 1 - 1

T301 2 1 1 1 3 2 2 1

T302 2 1 1 1 3 2 2 1

T303 2 1 1 1 3 2 2 1

T304 2 1 1 1 3 2 2 1

T305 2 1 1 1 3 2 2 1

F301 2 1 1 1 3 2 2 1

CA301 3 1 3 - 4 3 1 3

C301 6 2 6 - 6 6 2 6

C302 6 2 6 - 6 6 2 6

M301 2 1 - 1 2 2 1 -

P301A 1 - - - - 1 - -

P301B

P302A 1 - - - 1 - -

P302B

P303A 1 - - - - 1 - -

P303B

P304A 1 - - - - 1 - -

P304B

P305A 1 - - - - 1 - -

P305B

P306A 1 - - - - 1 - -

P306B

P307A 1 - - - - 1 - -

P307B

P308A 1 - - - - 1 - -

P308B

P309A 1 - - - - 1 - -

P309B

P310A 1 - - - - 1 - -

P310B

P311A 1 - - - - 1 - -

P311B



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Tabla 3.2.2.1-d. Señales digitales y analógicas del área 400.


ED EA SD SA

400

EX401 1 - 1 - 2 1 - 1

EX402 1 - 1 - 2 1 - 1

R401 4 2 4 - 8 5 2 4

R402 4 2 4 - 8 5 2 4

R403 4 2 4 - 8 5 2 4

P401A 1 - - - - 1 - -

P401B

P402A 1 - - - - 1 - -

P402B


Tabla 3.2.2.1-e. Señales digitales y analógicas del área 500.


ED EA SD SA

500

EX501 1 - 1 - 2 1 - 1

EX502 1 - 1 - 2 1 - 1

T501 2 1 1 1 3 2 2 1

T502 2 1 1 1 3 2 2 1

T503 2 1 1 1 3 2 2 1

T504 2 1 1 1 3 2 2 1

T505 2 1 1 1 3 2 2 1

T506 2 1 1 1 3 2 2 1

T507 2 1 1 1 3 2 2 1

C501 6 2 6 - 6 6 2 6

C502 6 2 6 - 6 6 2 6

C503 6 2 6 - 6 6 2 6

M301 2 1 - 1 2 2 1 -

P501A 1 - - - - 1 - -

P501B

P502A 1 - - - 1 - -

P502B

P503A 1 - - - - 1 - -

P503B

P504A 1 - - - - 1 - -

P504B

P505A 1 - - - - 1 - -

P505B

P506A 1 - - - - 1 - -

P506B

P507A 1 - - - - 1 - -


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P507B

P508A 1 - - - - 1 - -

P508B

P509A 1 - - - - 1 - -

P509B

P510A 1 - - - - 1 - -

P510B

P511A 1 - - - - 1 - -

P311B

P512A 1 - - - - 1 - -

P512A


Tabla 3.2.2.1-f. Señales digitales y analógicas del área 600.


ED EA SD SA

600

T-601 3 1 3 1 5 3 2 3

T-602 3 1 3 1 5 3 2 3

T-603 3 1 3 1 5 3 2 3

T-604 3 1 3 1 5 3 2 3

P101A 1 - - - - 1 - -

P101B


Tabla 3.2.2.1-g. Señales digitales y analógicas del área 700.


ED EA SD SA

700

TR-701 1 - 1 - 2 1 - 1

TR702 1 - 1 - 2 1 - 1

CH-701 2 - 2 - 4 2 - 2

CH-702 7 - 7 - 14 7 - 14

CH-703 1 - 1 - 2 1 - 1

MA-701 2 1 1 1 3 2 2 1

CAL-701 2 1 1 1 3 2 2 1 P702A

1 - - - - 1 - - P702B P703A

1 - - - - 1 - - P703B P704A

1 - - - - 1 - - P704B P705A

1 - - - 1 - - P705B P706A


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P706B 1 - - - - 1 - - P707A

1 - - - - 1 - - P707B P708A

1 - - - - 1 - - P708B P709A

1 - - - - 1 - - P709B P710A

1 - - - - 1 - - P710B P711A

1 - - - - 1 - - P711B P712A

1 - - - - 1 - - P712B P713A

1 - - - - 1 - - P713B P714A

1 - - - - 1 - - P714B P715A

1 - - - - 1 - - P715B


3.2.2.2 Controlador y módulos

Hay que destacar que a la hora de seleccionar el modelo del controlador y de los

módulos, se han sobredimensionado el número de entradas y salidas digitales y

analógicas pensando en posibles futuras mejoras o ampliaciones del área.

A continuación se presentan los modelos escogidos para desempeñar esta

función, comprados a la empresa Rockwell Automation.


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CONTROLADOR

HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE CONTROLADOR

HOJA 1 DE 2

FECHA: 10/06/2016

REVISADO:

ÍTEM CONTROLADOR

PLC

PLANTA PRODUCCIÓN DE ÁCIDO FÓRMICO

LOCALIDAD IGUALADA

DATOS GENERALES

MODELO 1756-L75 Control Logix

Controller

SUMINISTRADOR Rockwell Automation

DATOS TÉCNICOS

Nº TAREAS 32

Nº PROGRAMAS 100 programas/tarea

Nº MÁX. CONEXONES 500

MEMORIA 32 MB

MEMORIA I/O 0,98 MB

Nº MÁX. I/O DIGITALES 128000

Nº MÁX. I/O ANALÓGICAS

4000

MÓDULOS

Los modelos de módulos escogidos presentados a continuación se utilizarán para

todas las áreas, aunque en varios casos el nombre de entradas o salidas permitidas por

el módulo supere la necesidad del área. Este sobredimensionamiento está pensado,

sobre todo, para unas posibles futuras mejoras y que no se tengan que substituir viejos

módulos por nuevos y tirar los antiguos. Aunque inicialmente sea un poco más alta la

inversión, si hay mejoras, tanto el dinero de un posible nuevo módulo como de su

instalación será inexistente.

Dicho esto, cada módulo instalado tendrá capacidad de 32 o de 16 salidas/entradas

analógicas o digitales. En caso de que la demanda de un área supere las 32

salidas/entradas, se colocarán dos módulos, el segundo pudiendo ser de 16 si la

demanda supera las 32 salidas/entradas por poco margen.

El suministrador será Rockwell Automation y los modelos escogidos son los

siguientes:


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Página 3-15

Módulo de entradas digitales:

HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE MÓDULO

HOJA 1 DE 2

FECHA: 10/06/2016

REVISADO:

ÍTEM MED

PLC


LOCALIDAD IGUALADA

DATOS GENERALES

MODELO 1756-IB32 SUMINISTRADOR Rockwell Automation

FUNCIÓN Recibir entradas

digitales

DATOS TÉCNICOS

Entradas/ Inputs 32

Voltaje 10-31 V


HOJA 1 DE 2

FECHA: 10/06/2016

REVISADO:

ÍTEM MED

PLC


LOCALIDAD IGUALADA

DATOS GENERALES

MODELO 1756-IB16ISOE SUMINISTRADOR Rockwell Automation


digitales

DATOS TÉCNICOS

Entradas/ Inputs 16

Voltaje 10-55 V


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Página 3-16

Módulo de salidas digitales:


HOJA 1 DE 2

FECHA: 10/06/2016

REVISADO:

ÍTEM MSD

PLC


LOCALIDAD IGUALADA

DATOS GENERALES

MODELO 1756-OB32


FUNCIÓN Enviar salidas digitales

DATOS TÉCNICOS

Entradas/ Inputs 32

Voltaje 10-31 V


HOJA 1 DE 2

FECHA: 10/06/2016

REVISADO:

ÍTEM MSD

PLC


LOCALIDAD IGUALADA

DATOS GENERALES

MODELO 1756-IA16I


FUNCIÓN Enviar salidas digitales

DATOS TÉCNICOS

Entradas/ Inputs 16

Voltaje 10-55 V


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Página 3-17

Módulo de entradas analógicas:


HOJA 1 DE 2

FECHA: 10/06/2016

REVISADO:

ÍTEM MEA

PLC


LOCALIDAD IGUALADA

DATOS GENERALES

MODELO 1756-IV32 SUMINISTRADOR Rockwell Automation


analógicas

DATOS TÉCNICOS

Entradas/ Inputs 32

Voltaje 10-31 V


HOJA 1 DE 2

FECHA: 10/06/2016

REVISADO:

ÍTEM MEA

PLC


LOCALIDAD IGUALADA

DATOS GENERALES

MODELO 1756-IF16H SUMINISTRADOR Rockwell Automation


analógicas

DATOS TÉCNICOS

Entradas/ Inputs 16

Rango de entrada: 4-20 mA


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Página 3-18

Módulo de salidas analógicas:


HOJA 1 DE 2

FECHA: 10/06/2016

REVISADO:

ÍTEM MSA

PLC


LOCALIDAD IGUALADA

DATOS GENERALES

MODELO 1756-OV32 10-31 VDC Input 32 Pts (36 Pin)


FUNCIÓN Enviar salidas

analógicas

DATOS TÉCNICOS

Entradas/ Inputs 32

Voltaje 10-31 V


HOJA 1 DE 2

FECHA: 10/06/2016

REVISADO:

ÍTEM MSA

PLC


LOCALIDAD IGUALADA

DATOS GENERALES

MODELO 1756-OV16E 10-31 VDC

Input 32 Pts (36 Pin) SUMINISTRADOR Rockwell Automation

FUNCIÓN Enviar salidas

analógicas

DATOS TÉCNICOS

Entradas/ Inputs 16

Voltaje 10-30 V


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Página 3-19

A continuación se presenta un recuento total de módulos por área, especificando

su capacidad:

Tabla 3.2.2.2-a. Total de módulos de la planta.

ED EA SD SA

SEÑALES ÁREA 100 20 14 8 12

MÓDULOS ÁREA 100 1 de 32 Inputs 1 de 32 Inputs 1 de 16 Outputs 1 de 16 Outputs


MÓDULOS ÁREA 200 1 de 32 Inputs

1 de 32 Inputs 1 de 16 Outputs 1 de 32 Outputs 1 de 16 Inputs

SEÑALES ÁREA 300 40 42 18 23

MÓDULOS ÁREA 300 1 de 32 Inputs 1 de 32 Inputs

1 de 32 Outputs 1 de 32 Outputs 1 de 16 Inputs 1 de 16 Inputs


MÓDULOS ÁREA 400 1 de 32 Inputs 1 de 32 Inputs 1 de 16 Outputs

1 1 de 16 Outputs

SEÑALES ÁREA 500 45 48 21 27

MÓDULOS ÁREA 500 1 de 32 Inputs 1 de 32 Inputs

1 de 32 Outputs 1 de 32 Outputs 1 de 16 Inputs 1 de 16 Inputs





TOTAL MÓDULOS 7 de 32 3 de 16

6 de 32 3 de 16

2 de 32 5 de 16

4 de 32 3 de 16

3.2.2.3 Módulos de comunicación y red

Para conectar el PLC a una red de nivel de control que comunica el PLC con los

equipos de proceso que envían los datos se ha de elegir un módulo. De esta manera, en

caso de que cualquier equipo tuviese una avería se enviaría un código de error al PLC

por una red especial y éste lo enviaría al sistema SCADA, advirtiendo al operario de la

sala de control.

El modelo elegido es el siguiente:


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Página 3-20

HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE MÓDULO DE COMUNICACIÓN Y RED

HOJA 1 DE 2

FECHA: 10/06/2016

REVISADO:

ÍTEM MCR

PLC


LOCALIDAD IGUALADA

DATOS GENERALES

MODELO 1756-CN2/C 10-31 VDC

Input 32 Pts (36 Pin) SUMINISTRADOR Rockwell Automation

DATOS TÉCNICOS

Conexiones 128

Voltaje 10-30 V

Nº de Nodos 99

Rango de comunicación 9 Mbps

3.2.3 NOMENCLATURA

Por tal de un buen funcionamiento y organización en la planta, los lazos de

control y la instrumentación han de ser fácilmente identificables y localizables. A

continuación se describe la nomenclatura utilizada para estos casos.

3.2.3.1 Lazos de control

V-EQXXX-YYY

Dónde:

- V: abreviatura de la variable controlada (Tabla 3.2.3.1-a)

- EQXXX: nomenclatura del equipo controlado

- YYY: número del lazo de control

Tabla 3.2.3.1-a. Abreviaturas de las variables controladas.


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Página 3-21

ABREVIATURA VARIABLE CONTROLADA

P PRESIÓN

T TEMPERATURA

L NIVEL

F CAUDAL

Ejemplo:

T-EX301-307

Dónde:

- T: temperatura

- EX301: intercambiador de calor del área 300

- 307: número del lazo de control

3.2.3.2 Instrumentación

VI-XXX

Dónde:

- V: abreviatura de la variable controlada(Tabla 3.2.3.1-a)

- I: instrumento de control(Tabla 3.2.3.2-a)

- YYY: número del lazo de control

Tabla 3.2.3.2-a. Abreviaturas de los instrumentos de control.

ABREVIATURA INSTRUMENTO DE CONTROL

E SENSOR

T TRANSMISOR

IC CONTROLADOR E INDICADOR

I/P TRANDUCTOR DE INTENSIDAD A PRESIÓN

CV VÁLVULA DE CONTROL

I INDICADOR

AH ALARMA DE NIVEL ALTO

AL ALARMA DE NIVEL BAJO

AHH ALARMA DE NIVEL ALTO ALTO

ALL ALARMA DE NIVEL BAJO BAJO


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Ejemplo:

PI-304

Dónde:

- P: presión

- I: indicador

- 304: número del lazo de control

3.3 INSTRUMENTACIÓN DE LA PLANTA

La implantación de un sistema de control en una planta viene definida por la

variable que se quiere controlar, medir y/o manipular en cada momento a lo largo del

transcurso del proceso. Dependiendo de la función que desempeña cada elemento de

control se le puede englobar en uno de los siguientes grupos:

Elementos primarios: aquellos cual función es medir y/o transmitir la señal.

Elementos finales: aquellos cual función es actuar a fin de modificar la variable

controlada.

3.3.1 ELEMENTOS PRIMARIOS

Los elementos primarios son aquellos destinados a medir con un elemento de

medida o una sonda y a transmitir los valores de la variable que se desea controlar al

controlador. Físicamente, el sensor ya incluye el transmisor.

3.3.1.1 Sensor de nivel

Se utilizan dos tipos distintos de sensor de nivel en la planta:

El medidor mecánico, que viene determinado por un flotador o boya, el cual está

unido a un elemento mecánico para poder transmitir la posición del flotador al

transmisor, que consecuentemente mandará la señal al sistema de control

situado en el panel local.


______________________________________________________________________________________________

Página 3-23

HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE SENSOR DE NIVEL

HOJA 1 DE 2

FECHA: 10/06/2016

REVISADO:

ÍTEM LE-106

ÁREA 100


LOCALIDAD IGUALADA

DATOS GENERALES

DENOMINACIÓN SENSOR DE NIVEL LE-106

SEÑAL ENVIADA A LIC-106

DATOS DE OPERACIÓN

ELEMENTO DE MEDIDA Flotador magnético

ALIMENTACIÓN 24 V

VARIABLE MEDIDA Nivel del tanque

SEÑAL DE SALIDA 4-20 mA

SENSIBILIDAD 0,1 %

CALIBRADO No

DATOS DE CONSTRUCIÓN

ELEMENTO SENSOR Flotador

CONEXIÓN A PROCESO Brida

TEMPERATURA MÁXIMA (OC) 200

PRESIÓN MÁXIMA(Kpa) 1600

ALTURA/DIAMETRO (mm) 52/44

PESO (kg) 0,3

SUMINISTRADOR WIKA

MODELO LM30.03

El otro medidor de nivel consiste en la medición del nivel partiendo de la presión

hidrostática. Dicha presión se utiliza para determinar el nivel a través de la

medición de la columna de líquido y es directamente proporcional a la altura de

llenado, el peso específico del fluido y la fuerza de la gravedad. Por lo tanto, a

través de la presión se pueden determinar el nivel de los tanques.

HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE SENSOR DE NIVEL

HOJA 1 DE 2

FECHA: 10/06/2016

REVISADO:

ÍTEM LE-108

ÁREA 100


LOCALIDAD IGUALADA

DATOS GENERALES


SEÑAL ENVIADA A LIC-108

DATOS DE OPERACIÓN


______________________________________________________________________________________________

Página 3-24

ELEMENTO DE MEDIDA Medidor hidroestático

ALIMENTACIÓN 24 V

VARIABLE MEDIDA Nivel del tanque a través de la presión


SENSIBILIDAD 0,1 %

CALIBRADO Sí


ELEMENTO SENSOR Sello de

diafragma





PESO (kg) 9

SUMINISTRADOR Rosemount

MODELO 3051 S-L

3.3.1.2 Sensor de temperatura

Para medir la temperatura se necesita un sensor el cuál su rango de temperatura

esté dentro de las temperaturas máximas y mínimas de operación. También hay que

tener en cuenta el material de la sonda que está en contacto con el fluido a la hora de

escoger un sensor, ya que en muchos casos deberá soportar corrosión. El modelo

elegido se presenta a continuación:

HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE SENSOR DE TEMPERATURA

HOJA 1 DE 2

FECHA: 10/06/2016

REVISADO:

ÍTEM TE-212

ÁREA 200


LOCALIDAD IGUALADA

DATOS GENERALES


SEÑAL ENVIADA A TIC-212

DATOS DE OPERACIÓN

ELEMENTO DE MEDIDA Termómetro de resistencia

ALIMENTACIÓN 24 V

VARIABLE MEDIDA Temperatura


SENSIBILIDAD 0,1 %

CALIBRADO Sí



______________________________________________________________________________________________

Página 3-25

ELEMENTO SENSOR PT-100





PESO (kg) -

SUMINISTRADOR Spirax sarco

MODELO EL-2271

3.3.1.3 Sensor de presión

Al igual que los sensores de temperatura, si el fluido que se quiere medir es

corrosivo, se tendrán que utilizar materiales resistentes. A continuación se presenta el

modelo elegido en la hoja de especificación:

HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE SENSOR PRESIÓN

HOJA 1 DE 2

FECHA: 10/06/2016

REVISADO:

ÍTEM PE-214

ÁREA 200


LOCALIDAD IGUALADA

DATOS GENERALES

DENOMINACIÓN SENSOR DE PRESIÓN PE-214

SEÑAL ENVIADA A PIC-212

DATOS DE OPERACIÓN

ELEMENTO DE MEDIDA Sensor de cerámica

ALIMENTACIÓN 24 V

VARIABLE MEDIDA Presión


SENSIBILIDAD 0,075 %

CALIBRADO Sí


ELEMENTO SENSOR Sensor

piezoresistivo


______________________________________________________________________________________________

Página 3-26

CONEXIÓN A PROCESO Rosca y Brida

DN



ALTURA/DIAMETRO (mm) -

PESO (kg) -

SUMINISTRADOR Endress+ Hauser

MODELO Cerabar 5

PMP75

3.3.1.4 Sensor de caudal

Los sensores de caudal también varían dependiendo si el fluido que circula es

corrosivo o no como en el caso de la temperatura y la presión. Si el fluido es corrosivo

el disco ovalado es el sensor que mejor se adapta a las necesidades de la planta, ya que

está destinado a líquidos viscosos corrosivos y no es muy caro. Si el fluido no es corrosivo

el medidor de caudal utilizado será el tipo rotámetro. A continuación se especifican

ambos modelos:

HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE SENSOR DE CAUDAL

HOJA 1 DE 2

FECHA: 10/06/2016

REVISADO:

ÍTEM FE-114

ÁREA 100


LOCALIDAD IGUALADA

DATOS GENERALES

DENOMINACIÓN SENSOR DE PRESIÓN FE-114

SEÑAL ENVIADA A FIC-114

DATOS DE OPERACIÓN

ELEMENTO DE MEDIDA Disco ovalado

ALIMENTACIÓN 24 V

VARIABLE MEDIDA Caudal


SENSIBILIDAD 1 %

CALIBRADO Sí


______________________________________________________________________________________________

Página 3-27


ELEMENTO SENSOR Interruptor de

láminas

CONEXIÓN A PROCESO Conexión hembra


PRESIÓN MÁXIMA(Kpa) -


PESO (kg) 0,92

SUMINISTRADOR Bürkert

MODELO 8072

HOJA DE ESPECIFICACIÓN DE SENSOR DE CAUDAL

HOJA 1 DE 2

FECHA: 10/06/2016

REVISADO:

ÍTEM FE-315

ÁREA 100


LOCALIDAD IGUALADA

DATOS GENERALES

DENOMINACIÓN SENSOR DE PRESIÓN FE-315

SEÑAL ENVIADA A FIC-315

DATOS DE OPERACIÓN

ELEMENTO DE MEDIDA Rotámetro

ALIMENTACIÓN 24 V

VARIABLE MEDIDA Caudal


SENSIBILIDAD 0,1 %

CALIBRADO No


ELEMENTO SENSOR Tubo de vidrio

borosilicato

CONEXIÓN A PROCESO Conexión higiénica


PRESIÓN MÁXIMA(Kpa) -

ALTURA/DIAMETRO (mm) -

PESO (kg) 7,9

SUMINISTRADOR Tecfluid

MODELO C37-M0501


______________________________________________________________________________________________

Página 3-28

3.3.2 ELEMENTOS FINALES

Los elementos finales son aquellos que reciben la señal del controlador y actúan

sobre el proceso, es decir, es el elemento que lleva a cabo las acciones de las decisiones

previamente realizadas sobre las variables manipuladas para mantener la variable

controlada cercana al set point en cuestión.

En la planta diseñada, estos elementos de control son las válvulas automáticas

de regulación y las válvulas todo o nada.

3.4 LISTADO DE LAZOS DE CONTROL E INSTRUMENTOS

3.4.1 ÁREA 100

Tabla 3.4.1.a. Listado de lazos de control del área 100.

Lazo de control

Tipo Variable controlada Variable

manipulada Elemento

final Set point

L-T101a-102a

Feedback Nivel alto del tanque Caudal de entrada al

tanque

LCV-102a

4,5 m

P-T101a-104a Feedback Presión del tanque Caudal del nitrogeno

PCV-104a 1,01 bar

L-T101a-106a Feedback Nivel bajo del

tanque Caudal de salida

del tanque LCV-106a 0,5 m

L-T102a-107a


tanque

LCV-107a

4,5 m


PCV-107a 1,01 bar




L-T103a-112a


tanque

LCV-112a

4,5 m


PCV-114a 1,01 bar




L-T104a-117a


tanque

LCV-117a

4,5 m


______________________________________________________________________________________________

Página 3-29


PCV-119a 1,01 bar




Tabla 3.4.1-b. Listado de instrumentos del área 100.

Equipo Ítem Variable

controlada Descripción Actuación

Set point

T-101a

LI-105a Indicador de

presión del tanque Manómetro Eléctrica -

TI-103a Indicador de nivel

del tanque Indicador Eléctrica -

LAHH-101a Nivel alto alto del

tanque Válvula todo o

nada Eléctrica 4,85 m

T-102a








T-103a








T-104a








P101A PI-101a

Indicador de presión

Manómetro Eléctrica - P101B

P102A PI-127a



3.4.2ÁREA 200

Tabla 3.4.2-a. Listado de lazos de control del área 2100.

Lazo de control


manipulada Elemento

final Set point

T-EX201-201

Feedback Temperatura salida

coraza/tubos Caudal del

refrigerante TCV-201

80 oC


______________________________________________________________________________________________

Página 3-30

T-EX202-202 Feedback Temperatura salida



80 oC

F-R201-203 Feedback Caudal de entrada de CO al reactor

Caudal de entrada de CO al

reactor FCV-203 50 m3/h

F-R201-204

Feedback Caudal de entrada

de metanol al reactor

Caudal de entrada de metanol al

reactor

FCV-204 40,64 m3/h

P-R201-205 Feedback Presión del reactor Caudal de salida

gaseosa PCV-205 44 bar

T-R201-206 Feedback Temperatura del

reactor

Caudal de refrigerante en la media caña

TCV-206 80 oC

L-R201-207

Feedback Nivel del reactor Caudal de salida

líquida

LCV-207 4,35 m




F-R202-208




reactor

FCV-208 40,64 m3/h


gaseosa PCV-209

44 bar


reactor


TCV-210 80 oC

L-R202-211


líquida

LCV-221 4,35 m




F-R203-212




reactor

FCV-212 40,64 m3/h


gaseosa PCV-213

44 bar


reactor


TCV-214 80 oC

L-R203-215


líquida

LCV-215 4,35

P-M201-221 Feedback Presión del tanque

mezclador Caudal de nitrógeno

PCV-221 1,01 bar


______________________________________________________________________________________________

Página 3-31

P-R201-222 Feedback Presión del reactor Caudal de nitrógeno

PCV-222 44 bar


PCV-223 44 bar


PCV-224 44 bar

Tabla 3.4.2-b. Listado de instrumentos de control del área 200.



Set point

R-201

PAH-205 Presión alta del

reactor Alarma

Sonora/ Visual

45 bar

PAL-205 Presión baja Alarma Sonora/ Visual

43 bar

LAH-207 Nivel alto del

reactor Alarma

Sonora/ Visual

4,7 m

LAL-207 Nivel bajo del

reactor Alarma

Sonora/ Visual

4,2 m

R-202


reactor Alarma

Sonora/ Visual

45 bar


43 bar


reactor Alarma

Sonora/ Visual

4,7 m


reactor Alarma

Sonora/ Visual

4,2 m

R-203


reactor Alarma

Sonora/ Visual

45 bar


43 bar


reactor Alarma

Sonora/ Visual

4,7 m


reactor Alarma

Sonora/ Visual

4,2 m

M-201

PI-221 Indicador de


LI-225 Indicador de nivel


LAHH-225 Nivel alto alto del



P201A PI-218




______________________________________________________________________________________________

Página 3-32

P202A PI-219


Manómetro Eléctrica -

P202B

P203A PI-220



3.4.3 ÁREA 300


Lazo de control


manipulada Elemento

final Set point

P-F301-301

Feedback Presión del separador

de fases Caudal de salida

del gas PCV-301 1,01 bar

L-F301-302 Feedback Nivel del separador de

fases Caudal de salida

del líquido LCV-302 1,5 m



refrigerante TCV-303 30 oC

T-CA301-304 Feedback Temperatura de la

columna de absorción

Caudal del metanol en

contracorriente TCV-304 15 oC

P-CA301-305 Feedback Presión de la columna

de absorción Caudal de salida

del gas PCV-305 1,01 bar

L-CA301-306 Feedback Nivel de la columna de

absorción Caudal de la

salida del líquido LCV-306 1,75 m

F-C301-307 Feedback Caudal de entrada a la

columna de destilación

Caudal de entrada a la columna de destilación

FCV-307 68 m3/h

T-C301-308 Feedback Temperatura de salida

del destilado

Caudal del reflujo

condensado TCV-308 30,6 oC

T-C301-309 Feedback Temperatura del

tanque de condensado

Caudal del refrigerante

TCV-309 30,6 oC

L-C301-310 Feedback Nivel del tanque de

condensado Caudal de salida LTV-310 0,72 m

P-RB301-311 Feedback Presión de la columna

de destilación Caudal del vapor PCV-311 1,01 bar

L-C301-312 Feedback Nivel de la columna de

destilación Caudal de salida LCV-312 5,2 m

F-C301-313 Feedback Caudal de

recirculación Caudal de la

purga FCV-313





______________________________________________________________________________________________

Página 3-33




FCV-315 4,57 m3/h


del destilado

Caudal del reflujo

condensado TCV-316 62,1 oC




TCV-317 62,1 oC



T-RB302-319 Feedback Presión de la columna




L-T303-321 Feedback Nivel del tanque

pulmón Caudal de salida LTV-318 3,7 m




Set point

T-301

PI-323 Indicador de presión del tanque




LAHH-324 Nivel alto alto del tanque

Válvula todo o nada

Eléctrica 2, 9 m

T-302

TI-309 Indicador de temperatura del

tanque Indicador

Eléctrica -





Eléctrica 0,9 m

T-303







Eléctrica 0,8 m

T-304






______________________________________________________________________________________________

Página 3-34



Eléctrica 4 m

T-305


Manómetro Eléctrica

-





Eléctrica 3,5 m

F-301 LAH-302

Nivel alto de separador

Alarma Sonora /

Visual 1,8 m


separador Alarma

Sonora / Visual

0,8 m

CA-301

LAH-306 Nivel alto de

columna Alarma

Sonora / Visual

2 m


columna Alarma

Sonora / Visual

1,5 m

M-301







Eléctrica 3,3 m

C-301

PAH-311 Presión alta de

columna Alarma

Sonora / Visual

1,2 bar

PAL-311 Presión baja de

columna Alarma

Sonora / Visual

1 bar


columna Alarma

Sonora / Visual

5,5 m


columna Alarma

Sonora / Visual

5 m

C-302


columna Alarma

Sonora / Visual

1,2 bar


columna Alarma

Sonora / Visual

1 bar


columna Alarma

Sonora / Visual

5 m


columna Alarma

Sonora / Visual

4,5 m

P301A PI-325



P302A PI-328



P302B

P303A PI-333



P303B

P304A PI-334



P304B


______________________________________________________________________________________________

Página 3-35

P305A PI-335



P305B

P306A PI-336



P306B

P307A PI-337



P307B

P308A PI-338



P308B

P309A PI-339



P309B

P310A PI-340



P310B

P311A PI-341



P311B

3.4.4 ÁREA 400


Lazo de control


manipulada Elemento

final Set point

T-EX401-401

Feedback Temperatura salida



130 oC

F-R401-402 Feedback Caudal de entrada

de formiato de metilo al reactor

Caudal de entrada de formiato de

metilo al reactor

FCV-402 36,96 m3/h

F-R401-403

Feedback Caudal de entrada de agua al reactor

Caudal de entrada de agua

al reactor FCV-403 23,51 m3/h

L-R401-404 Feedback Nivel del reactor Caudal de salida LCV-404 2,5 m


reactor


TCV-405 130 oC




metilo al reactor

FCV-406 36,96 m3/h

F-R402-407






______________________________________________________________________________________________

Página 3-36


reactor


TCV-409 130 oC




metilo al reactor

FCV-410 36,96 m3/h

F-R403-411






reactor


TCV-413 130 oC





PCV-416 15,6 bar


PCV-417 15,6 bar


PCV-418 15,6 bar




Set point

R-401


reactor Alarma

Sonora/ Visual

17 bar


15 bar


reactor Alarma

Sonora/ Visual

3 m


reactor Alarma

Sonora/ Visual

2 m

R-402


reactor Alarma

Sonora/ Visual

17 bar


15 bar


reactor Alarma

Sonora/ Visual

3 m


reactor Alarma

Sonora/ Visual

2 m


______________________________________________________________________________________________

Página 3-37

R-403


reactor Alarma

Sonora/ Visual

17 bar


15 bar


reactor Alarma

Sonora/ Visual

3 m


reactor Alarma

Sonora/ Visual

2 m

P401A PI-414



3.4.5 ÁREA 500


Lazo de control


manipulada Elemento

final Set point

F-C501-501

Feedback Caudal de entrada a la



PCV-501

34,08 m3/h


del destilado

Caudal del reflujo

condensado LCV-502 62,7 oC




TCV-503 62,7 oC


condensado Caudal de salida TCV-504 0,81 m








FCV-507 18,2 m3/h


del destilado

Caudal del reflujo

condensado TCV-508 123 oC




TCV-509 123 oC






______________________________________________________________________________________________

Página 3-38






FCV-513 10,7 m3/h


del destilado

Caudal del reflujo

condensado TCV-514 127 oC




FCV-515 127 oC


condensado

Caudal de salida TCV-516 0,6 m


de destilación Caudal del vapor TCV-517 1,01 bar


destilación Caudal de salida LTV-518 2,8 m




L-T505-520 Feedback Nivel del tanque

pulmón Caudal de salida LTV-520 2 m

F-T505-521 Feedback Caudal que se

recircula de DMF Caudal de

recirculación FTV-521 2,95 m3/h







Set point

T-501

PI-503 Indicador de






nada Eléctrica 1 m

T-502

PI-509 Indicador de







T-503 PI-526

Indicador de presión del tanque





______________________________________________________________________________________________

Página 3-39




T-504

PI-535 Indicador de







T-505

PI-540 Indicador de







T-506

PI-523 Indicador de







T-507

PI-515 Indicador de







M-501

PI-530 Indicador de







C-501


columna Alarma

Sonora / Visual

1,2 bar


columna Alarma

Sonora / Visual

1 bar


tanque Alarma

Sonora / Visual

5,4 m


tanque Alarma

Sonora / Visual

5 m

C-502


columna Alarma

Sonora / Visual

1,2 bar


columna Alarma

Sonora / Visual

1 bar


tanque Alarma

Sonora / Visual

5 m


______________________________________________________________________________________________

Página 3-40


tanque Alarma

Sonora / Visual

4,8 m

C-503


columna Alarma

Sonora / Visual

1,2 bar


columna Alarma

Sonora / Visual

1 bar


tanque Alarma

Sonora / Visual

2,9 m


tanque Alarma

Sonora / Visual

2,7 m

P501A PI-522



P502A PI-525



P502B

P503A PI-529



P503B

P504A PI-532



P504B

P505A PI-533



P505B

P506A PI-517



P506B

P507A PI-534



P507B

P508A PI-537



P508B

P509A PI-528



P509B

P510A PI-538



P510B

P511A PI-539



P511B

P512A PI-542



P512B

3.4.6 ÁREA 600


Lazo de control


manipulada Elemento

final Set point

L-T601-602


tanque

LCV-602

6,86

P-T601-604 Feedback Presión del tanque Caudal del nitrogeno

PCV-604 1,01 bar


______________________________________________________________________________________________

Página 3-41

L-T601-606 Feedback Nivel bajo del


del tanque LCV-606 0,5 m

L-T602-607


tanque

LCV-607

6,86


PCV-610 1,01 bar




L-T603-613


tanque

LCV-613

6,86


PCV-616 1,01 bar




L-T604-619


tanque

LCV-619

6,86


PCV-621 1,01 bar







Set point

T-601

LI-605 Indicador de


TI-603 Indicador de nivel




nada Eléctrica 7 m

T-602

LI-611 Indicador de






nada Eléctrica 7 m

T-603

LI-617 Indicador de






nada Eléctrica 7 m

T-604 LI-622 Indicador de



______________________________________________________________________________________________

Página 3-42





nada Eléctrica 7 m

P601A PI-625



3.4.7 ÁREA 700

Tabla 3.4.7-a. Listado de instrumentos del área 700.

Lazo de control


manipulada Elemento

final Set point

L-TR701-701

Feedback Nivel de la torre de

refrigeración Caudal de salida

de la torre

LCV-701 -

L-TR702-702 Feedback Nivel de la torre de

refrigeración Caudal de salida

de la torre

LCV-702 -

F-CH702-707 Feedback Caudal de salida del

chiller Caudal de salida

del chiller FCV-707 0,33 m3/h









del chiller FCV-713 136 m3/h



















L-CAL701-731

Feedback Nivel de líquido en la

caldera Caudal de salida

de la caldera FCV-513 -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-43




Set point

MA-701 PI-732 Indicador de

presión Manómetro Eléctrica -

CAL-701 PI-726 Indicador de

presión Manómetro Eléctrica -

P702A PI-703



P703A PI-704



P704A PI-705



P705A PI-706



P706A PI-708



P707A PI-710



P708A PI-712



P709A PI-714



P710A PI-716



P711A PI-718



P712A PI-720



P713A PI-722



P714A PI-724



P715A PI-729




______________________________________________________________________________________________

Página 3-44

3.5 DESCRIPCIÓN Y DIAGRAMAS DE LOS LAZOS DE CONTROL

3.5.1 TANQUES Y DEPÓSITOS PULMÓN

LAZO P-T101a-104ª

Lazo diseñado para controlar la presión del tanque a través del caudal de

nitrógeno. La presión se mide en el interior del tanque y dependiendo de si excede el

set point, se le introduce más caudal de nitrógeno o no.

CARACTERIZACIÓN DE LOS LAZOS:

ÁREA 100:

ÍTEM P-T101a-104a

VARIABLE CONTROLADA PRESIÓN EN EL INTERIOR DEL TANQUE

VARIABLE MANIPULADA CAUDAL DE NITROGENO

SET POINT 1,01 BAR

TIPO DE CONTROL FEEDBACK

INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM P-T102a-109a



SET POINT 1,01 BAR


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM P-T103a-114a



SET POINT 1,01 BAR


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM P-T104a-119a



SET POINT 1,01 BAR


______________________________________________________________________________________________

Página 3-45


INDICADOR -

ALARMA -

ÁREA 600:

ÍTEM P-T601-604



SET POINT 1,01 BAR


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM P-T602-610



SET POINT 1,01 BAR


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM P-T603-616



SET POINT 1,01 BAR


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM P-T604-621



SET POINT 1,01 BAR


INDICADOR -

ALARMA -

Destacar que este tipo de lazo también se ha utilizado para todos los depósitos

pulmón y los tanques de mezcla de la planta, aunque no se hayan contabilizado en este

apartado ya que son exactamente iguales y están contabilizados en las diferentes tablas

del apartado 3.4.


______________________________________________________________________________________________

Página 3-46


______________________________________________________________________________________________

Página 3-47

3.5.2 INTERCAMBIADORES DE CALOR

Para el control de todos los intercambiadores de la planta se han diseñado lazos

de control de temperatura.

Dependiendo de si el corriente de proceso que queremos calentar o enfriar se

hace circular por la coraza o por los tubos, se distinguen dos lazos distintos.

LAZO T-EX201-202

En este lazo, el corriente del proceso se hace circular por los tubos. Por tanto, el

caudal de refrigerante, ya sea frío o caliente, variará dependiendo de que la temperatura

en la salida de los tubos sea inferior o superior al set point.

Seguidamente, se muestran las características y el diagrama del lazo mencionado

y de su análogo, especificando cada una de las características comentadas:


ÁREA 200:

ÍTEM T-EX201-202

VARIABLE CONTROLADA TEMPERATURA DEL FLUIDO EN SALIDA DE TUBOS

VARIABLE MANIPULADA CAUDAL DEL VAPOR

SET POINT 80 OC


INDICADOR -

ALARMA -

ÁREA 500:

ÍTEM T-EX501-519


VARIABLE MANIPULADA CAUDAL DEL REFRIGERANTE

SET POINT 125 OC


INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-48


______________________________________________________________________________________________

Página 3-49

LAZO T-EX202-201

En este lazo, el corriente del proceso se hace circular por La coraza. Por tanto, el

caudal de refrigerante, ya sea frío o caliente, variará dependiendo de que la temperatura

en la salida de la coraza sea inferior o superior al set point.


y de sus análogos, especificando cada una de las características comentadas:


ÁREA 200:

ÍTEM T-EX202-201

VARIABLE CONTROLADA TEMPERATURA DEL FLUIDO EN SALIDA DE CORAZA


SET POINT 80 OC


INDICADOR -

ALARMA -

ÁREA 300:

ÍTEM T-EX301-303


VARIABLE MANIPULADA CAUDAL DEL REFRIGERANTE

SET POINT 17 OC


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM T-EX302-314



SET POINT 23 OC


INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-50

ÁREA 400:

ÍTEM T-EX401-401



SET POINT 127 OC


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM T-EX402-415



SET POINT 127 OC


INDICADOR -

ALARMA -

ÁREA 500:

ÍTEM T-EX502-522



SET POINT 45OC


INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-51


______________________________________________________________________________________________

Página 3-52

3.5.3 REACTORES

Los diferentes reactores de las dos reacciones se controlan de la misma manera

en casi su mayoría y a través de las mismas variables. A continuación se detallan los lazos

que tienen en común ambos y los que no.

LAZO F-R201-203

Lazo que permite controlar la entrada de reactivos a los reactores. En el caso del

área 200 se trata de la entrada de CO en fase gas, mientras que en el área 400 se trata

de la entrada de agua líquida.


y sus análogos, especificando cada una de las características comentadas:

CARACTERIZACIÓN DEL LAZO:

ÁREA 200:

ÍTEM F-R201-203

VARIABLE CONTROLADA CAUDAL DE ENTRADA DE CO

VARIABLE MANIPULADA CAUDAL DE ENTRADA DE CO

SET POINT 50 m3/h


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM F-R202-216



SET POINT 50 m3/h


INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-53

ÍTEM F-R203-217



SET POINT 50 m3/h


INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-54


______________________________________________________________________________________________

Página 3-55

ÁREA 400:

ÍTEM F-R401-403

VARIABLE CONTROLADA CAUDAL DE ENTRADA DE AGUA

VARIABLE MANIPULADA CAUDAL DE ENTRADA DE AGUA

SET POINT 23,51 m3/h


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM F-R402-407





INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM F-403-411





INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-56


______________________________________________________________________________________________

Página 3-57

LAZO F-R201-204

Lazo que permite controlar la entrada de reactivos a los reactores. En el caso del

área 200 se trata de la entrada del metanol mezclado con el catalizador, mientras que

en el área 400 se trata de la entrada de formiato de metilo.




ÁREA 200:

ÍTEM F-R201-204

VARIABLE CONTROLADA CAUDAL DE ENTRADA DE METANOL

VARIABLE MANIPULADA CAUDAL DE ENTRADA DE METANOL



INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM F-R202-208





INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM F-R203-212





INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-58

ÁREA 400:

ÍTEM F-R401-402

VARIABLE CONTROLADA CAUDAL DE ENTRADA DE FORMIATO DE METILO

VARIABLE MANIPULADA CAUDAL DE ENTRADA DE FORMIATO DE METILO



INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM F-R402-406





INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM F-R403-410





INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-59


______________________________________________________________________________________________

Página 3-60

LAZO P-R201-205

Este lazo solo lo tienen incorporado los reactores del área 200, ya que controla

la presión a través del caudal de salida de gas, salida inexistente en los reactores del

área 400.




ÁREA 200:

ÍTEM P-R201-205

VARIABLE CONTROLADA PRESIÓN DEL REACTOR

VARIABLE MANIPULADA CAUDAL DE SALIDA DE GAS

SET POINT 44 BAR


INDICADOR -

ALARMA PAH-205, LAL-205

ÍTEM P-R202-209



SET POINT 44 BAR


INDICADOR -


ÍTEM P-R203-213



SET POINT 44 BAR


INDICADOR -



______________________________________________________________________________________________

Página 3-61


______________________________________________________________________________________________

Página 3-62

LAZO T-R201-206

Lazo que permite controlar que la temperatura no supere el set point deseado,

ya que al ser exotérmicas tienden a superarlo. Este lazo actúa en el caudal de

refrigerante que se hace pasar por la media caña de los reactores.




ÁREA 200:

ÍTEM T-R201-206

VARIABLE CONTROLADA TEMPERATURA DEL REACTOR

VARIABLE MANIPULADA CAUDAL QUE PASA POR LA MEDIA CAÑA

SET POINT 80 oC


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM T-R202-210



SET POINT 80 oC


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM T-R203-214



SET POINT 80 oC


INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-63

ÁREA 400:

ÍTEM T-R401-405



SET POINT 130oC


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM T-R402-409



SET POINT 130oC


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM T-R403-413



SET POINT 130oC


INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-64


______________________________________________________________________________________________

Página 3-65

LAZO L-R201-207

Lazo que permite controlar el nivel de ambos reactores, de manera que no se

inferior ni superior al deseado. Este lazo actuará sobre la válvula de caudal de salida de

líquido de los reactores.




ÁREA 200:

ÍTEM L-R201-207

VARIABLE CONTROLADA NIVEL DEL REACTOR

VARIABLE MANIPULADA CAUDAL DE SALIDA DE LÍQUIDO

SET POINT 4,35 m


INDICADOR -

ALARMA LAH-207, LAL-207

ÍTEM L-R202-211



SET POINT 4,35 m


INDICADOR -


ÍTEM L-R203-215



SET POINT 4,35 m


INDICADOR -



______________________________________________________________________________________________

Página 3-66

ÁREA 400:

ÍTEM L-R401-404



SET POINT 2,5 m


INDICADOR -


ÍTEM L-R402-408



SET POINT 2,5 m


INDICADOR -


ÍTEM L-R403-412



SET POINT 2,5 m


INDICADOR -



______________________________________________________________________________________________

Página 3-67


______________________________________________________________________________________________

Página 3-68

LAZO P-R201-222

Lazo que permite controlar que la presión no exceda el set point a través del

caudal de nitrógeno.




ÁREA 200:

ÍTEM P-R201-222



SET POINT 44 BAR


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM P-R202-223



SET POINT 44 BAR


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM P-R203-224



SET POINT 44 BAR


INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-69

ÁREA 400:

ÍTEM P-R401-416



SET POINT 16,57 BAR


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM P-R402-417



SET POINT 16,57 BAR


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM P-R403-418



SET POINT 17,516,57 BAR


INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-70


______________________________________________________________________________________________

Página 3-71

3.5.5 SEPARADOR DE FASES

Para un control óptimo del separador de fases, se ha decidido diseñar los lazos

para controlar la presión y el nivel de éste.

LAZO P-F301-301

Este lazo permite controlar la presión del separador de fases de manera que ésta

no exceda o no llegue al valor del set point. Para variar esta presión, la válvula actuará

en la salida de los gases del separador, incrementándola o disminuyéndola dependiendo

de la situación.

Seguidamente, se muestran las características y el diagrama del lazo

mencionado, especificando cada una de las características comentadas:


ÁREA 300:

ÍTEM P-F301-301

VARIABLE CONTROLADA PRESIÓN EN EL INTERIOR DEL SEPARADOR DE FASES

VARIABLE MANIPULADA CAUDAL DE SALIDA DEL GAS

SET POINT 1,01 BAR


INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-72


______________________________________________________________________________________________

Página 3-73

LAZO L-F301-302

Este lazo permite controlar el nivel del líquido en el separador de fases de

manera que ésta no exceda o no llegue al valor del set point. Para variarlo, la válvula

actuará en la salida del corriente líquido, incrementándolo o disminuyéndolo

dependiendo de la situación.




ÁREA 300:

ÍTEM l-F301-302

VARIABLE CONTROLADA NIVEL DE LÍQUIDO EN EL INTERIOR DEL SEPARADOR

DE FASES

VARIABLE MANIPULADA CAUDAL DE SALIDA DEL LÍQUIDO

SET POINT 1,2 m


INDICADOR -



______________________________________________________________________________________________

Página 3-74


______________________________________________________________________________________________

Página 3-75

3.5.6 COLUMNA DE ABSORCIÓN

Para un buen y seguro control de la columna de absorción, se ha decidido diseñar

los lazos para controlar la presión, la temperatura y el nivel de ésta.

LAZO T-CA301-304

Este lazo permite controlar la temperatura en toda la columna, de manera que

ésta no exceda o no llegue al valor del set point. Para variar esta temperatura, la válvula

actuará en la entrada del caudal de líquido en contracorriente, incrementándola en caso

de que sea necesario disminuir la temperatura o viceversa.




ÁREA 300:

ÍTEM T-CA301-304

VARIABLE CONTROLADA TEMPERATURA INTERIOR DE LA COLUMNA DE

ABSORCIÓN

VARIABLE MANIPULADA CAUDAL DE ENTRADA DE LÍQUIDO EN

CONTRACORRIENTE

SET POINT 15 oC


INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-76


______________________________________________________________________________________________

Página 3-77

LAZO P-CA301-305

Este lazo permite controlar la presión en toda la columna, de manera que ésta

no exceda o no llegue al valor del set point. Para variar esta presión, la válvula actuará

en la salida del caudal de gas, incrementándola en caso de que sea necesario disminuir

la presión o viceversa.




ÁREA 300:

ÍTEM P-CA301-305

VARIABLE CONTROLADA PRESIÓN EN EL INTERIOR DE LA COLUMNA

VARIABLE MANIPULADA CAUDAL DE SALIDA DEL GAS

SET POINT 1,01 BAR


INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-78


______________________________________________________________________________________________

Página 3-79

LAZO L-CA301-306

Este lazo permite controlar el nivel de líquido la columna, de manera que ésta no

exceda o no llegue al valor del set point. Para variarlo, la válvula actuará en la salida del

caudal de líquido, incrementándola en caso de que sea necesario disminuir el nivel o

viceversa.




ÁREA 300:

ÍTEM T-CA301-304

VARIABLE CONTROLADA NIVEL DEL LÍQUIDO DE LA COLUMNA DE ABSORCIÓN


SET POINT 1,3 METROS


INDICADOR -



______________________________________________________________________________________________

Página 3-80


______________________________________________________________________________________________

Página 3-81

3.5.7 COLUMNAS DE DESTILACIÓN

A continuación se presentan los lazos diseñados para el control de las columnas

de destilación del área 300 y 500.

LAZO F-C301-307

Lazo que permite controlar y regular el caudal del corriente que entra en la

columna para separarse. Para variarlo, la válvula actuará antes del separador,

incrementándolo o disminuyéndolo dependiendo de la situación.

Seguidamente, se muestran las características y los diagramas del lazo



ÁREA 300:

ÍTEM F-C301-307

VARIABLE CONTROLADA CAUDAL EN LA ENTRADA DE LA COLUMNA

VARIABLE MANIPULADA CAUDAL DE ENTRADA DE LA COLUMNA

SET POINT 68 m3/h


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM F-C302-315



SET POINT 4, 57 m3/h


INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-82

ÁREA 500:

ÍTEM F-C501-501





INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM F-C502-507



SET POINT 18,2 m3/h


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM F-C503-513



SET POINT 10,7 m3/h


INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-83


______________________________________________________________________________________________

Página 3-84

LAZO T-C301-308

Lazo que permite controlar y regular la temperatura de la parte superior de la

columna. Ésta se regula cambiando el caudal del reflujo de la columna. A más reflujo,

menor será la temperatura del interior de la columna.




ÁREA 300:

ÍTEM T-C301-308

VARIABLE CONTROLADA TEMPERATURA POR CABEZAS EN LA COLUMNA

VARIABLE MANIPULADA CAUDAL DE REFLUJO

SET POINT 41 oC


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM T-C302-316



SET POINT 62 oC


INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-85

ÁREA 500:

ÍTEM T-C501-502



SET POINT 62,7 oC


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM T-C502-508



SET POINT 123 oC


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM T-C503-514



SET POINT 127 oC


INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-86


______________________________________________________________________________________________

Página 3-87

LAZO T-C301-309

Lazo que permite controlar y regular el caudal de refrigerante que entra en el

condensador. Si la temperatura del tanque de condensado aumenta, significa que no se

está condensando todo el vapor necesario, por lo que el caudal de refrigerante del

condensador aumentará.




ÁREA 300:

ÍTEM T-C301-309

VARIABLE CONTROLADA TEMPERATURA DEL TANQUE DE CONDENSADO

VARIABLE MANIPULADA CAUDAL DE REFRIGERANTE DEL CONDENSADOR

SET POINT 30,06 oC


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM T-C302-317



SET POINT 62,1 oC


INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-88

ÁREA 500:

ÍTEM T-C501-503



SET POINT 62,7 oC


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM T-C502-509



SET POINT 123,3 oC


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM T-C503-515



SET POINT 127 oC


INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-89


______________________________________________________________________________________________

Página 3-90

LAZO L-C301-310

Este lazo está diseñado para mantener el nivel de líquido en el tanque de

condensado constante, a fin de que tanto el caudal de reflujo como el caudal de salida

de destilado también lo sean. El control actuará en la válvula de salida del destilado.




ÁREA 300:

ÍTEM L-C301-310

VARIABLE CONTROLADA NIVEL DE LÍQUIDO DEL TANQUE DE CONDENSADO

VARIABLE MANIPULADA CAUDAL DE SALIDA DEL DESTILADO

SET POINT 0,72 m


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM L-C302-318



SET POINT 0,6 m


INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-91

ÁREA 500:

ÍTEM L-C501-504



SET POINT 0,81 m


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM L-C502-510



SET POINT 0,6 m


INDICADOR -

ALARMA -

ÍTEM L-C503-516



SET POINT 0,6 m


INDICADOR -

ALARMA -


______________________________________________________________________________________________

Página 3-92


______________________________________________________________________________________________

Página 3-93

LAZO P-RB301-311

Lazo diseñado para controlar el incremento de presión a lo largo de la columna.

El control actuará en la válvula de entrada del vapor en el termosifón, incrementando

este caudal en el caso de querer aumentar la presión en la columna o viceversa.




ÁREA 300:

ÍTEM P-RB301-311

VARIABLE CONTROLADA INCREMENTO DE PRESIÓN EN LA COLUMNA

VARIABLE MANIPULADA CAUDAL DE ENTRADA DE VAPOR EN EL TERMOSIFÓN

SET POINT 1,01 BAR


INDICADOR -

ALARMA PAH-311, PAL-311

ÍTEM P-RB302-319



SET POINT 1,01 BAR


INDICADOR -



______________________________________________________________________________________________

Página 3-94

ÁREA 500:

ÍTEM P-RB501-505



SET POINT 1,01 BAR


INDICADOR -


ÍTEM P-RB502-511



SET POINT 1,01 BAR


INDICADOR -


ÍTEM P-RB503-517



SET POINT 1,01 BAR


INDICADOR -



______________________________________________________________________________________________

Página 3-95


______________________________________________________________________________________________

Página 3-96

LAZO L-C301-312

Este lazo permite controlar el nivel del líquido de las columnas de manera que

ésta no exceda o no llegue al valor del set point. Para variarlo, la válvula actuará en la

salida del corriente líquido por fondos, incrementándolo o disminuyéndolo

dependiendo de la situación.




ÁREA 300:

ÍTEM L-C301-312

VARIABLE CONTROLADA NIVEL DE LÍQUIDO EN LA COLUMNA

VARIABLE MANIPULADA CAUDAL DE SALIDA POR FONDOS

SET POINT 5,2 m


INDICADOR -


ÍTEM L-C302-320



SET POINT 4,73 m


INDICADOR -



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Página 3-97

ÁREA 500:

ÍTEM L-C501-506



SET POINT 5,2 m


INDICADOR -


ÍTEM L-C502-512



SET POINT 4,9 m


INDICADOR -


ÍTEM L-C503-518



SET POINT 2,8 m


INDICADOR -



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capítulo 3 control e instrumentación · pdf file3.4.3 área 300 ......

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