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NDICE DE CONTENIDO

CAPITULO1.GENERALIDADES11.1INTRODUCCIN11.2ANTECEDENTES21.3PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA31.3.1Identificacin del Problema31.3.2Formulacin del Problema41.4OBJETIVOS Y ACCIONES41.4.1Objetiv General41.4.2Objetivos Especficos41.4.3Objetivos Especficos y Acciones51.5JUSTIFICACIN61.5.1Justificacin Tcnica61.5.2Justificacin Econmica71.6ALCANCE71.6.1Alcance Temtico71.6.2Alcance Geogrfico71.6.3Alcance Temporal8CAPITULO2.FUNDAMENTO TERICO82.1DESARROLLO DE LA FUNDAMENTACIN TERICA82.2INGENIERA DEL DISEO112.2.1.Ingeniera Conceptual112.2.1Ingeniera Bsica122.3REFINACIN DEL PETRLEO132.3.1Petrleo132.3.2Refinera142.3.3Subdivisin de la Refinera162.3.4Caracterizacin del Crudo202.3.4.1Factor de Caracterizacin KUOP202.3.4.2Grado API212.3.4.3Clasificacin del Crudo212.3.5Decreto Supremo N 25502222.3.6Destilacin Primaria222.4UNIDAD DE DESTILACIN AL VACO242.4.1Crudo Residual252.4.2Equipos principales de la unidad de destilacin al vaco262.4.4Tipos de Columnas de Destilacin262.4.4.1Columnas de Rellenos272.4.4.2Tipos de relleno272.4.4.3Columnas de Platos282.4.4.4Tipos de platos282.5Proceso de Destilacin al vaco392.5.3Diseo de las Columnas de Destilacin402.5.4Mtodos de Clculo del Diseo402.5.4.1Mtodo corto y simplificado412.5.4.2Mtodo riguroso432.5.4.3Clculo del Dimetro y Altura de Columnas de Destilacin442.5.4.4Ecuaciones Complementarias452.6Simulacin de procesos462.5.1Diagramas de flujo de proceso462.5.2Simulacin462.5.3Aplicaciones de los procesos de simulacin462.5.4Simulacin estacionaria472.5.5Balance de masa472.5.6Balance de energa482.5.7Simulacin dinmica482.5.8Modelos492.6DIAGRAMA DE TUBERAS E INSTRUMENTACIN502.6.1Norma ISA S5.1-84522.6.2Identificacin funcional del instrumento532.6.3Numeracin de lazos542.6.4.2MICROSOFT VISIO552.7DISTRIBUCIN DE UNIDAD LAYOUT562.7.1Planeacin Sistemtica de la Distribucin de Planta562.7.2Los cuatro pasos de la Planeacin Sistemtica de la Distribucin de Planta572.7.3Datos bsicos para el planeamiento de la instalacin572.7.4Parmetros para la distribucin de planta58BIBLIOGRAFA ANEXOS

NDICE DE TABLASTABLA 1: EXPORTACIN DE CURDO RECONSTITUIDO4TABLA 2: OBJETIVOS ESPECFICOS Y ACCIONES5TABLA 3: ABASTECIMIENTO DE LQUIDOS - MERCADO INTERNO7TABLA 4: DESARROLLO DE LA FUNDAMENTACIN TERICA8TABLA 5:CLASIFICACION API DEL PETROLEO CRUDO20TABLA6:CLASIFICACIN DE LOS CRUDOS SEGN SU DENSIDAD .CLASIFICACIN DE CRUDO21

NDICE DE FIGURASFIGURA 2. ENTRADAS Y SALIDAS DE UNA REFINERA15FIGURA 3. DIAGRAMA ESQUEMTICO DE UNA REFINERA19FIGURA 4. ESQUEMA DEL PROCESO DE DESTILACIN PRIMARIA23FIGURA 5: PROCESO DE DESTILACIN AL VACO25FIGURA 6: VALVULAS TIPICAS28FIGURA 7:PLATOS DE CAPERUZAS DE BORBOTEO29FIGURA 8:BOMBA CENTRIFUGA.31FIGURA 9:BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO31FIGURA 10: INTERCAMBIADOR DE DOBLE TUBO33FIGURA 11: INTERCAMBIADORES DE HAZ DE TUBOS Y CORAZA33FIGURA 12: INTERCAMBIADOR CON TUBO EN U.34FIGURA 13: GEOMETRA DEL INTERCAMBIADOR DE CABEZAL FIJO35FIGURA 14: INTERCAMBIADORES DE CABEZAL FLOTANTE35FIGURA 15: PARTES DE UN SEPARADOR VERTICAL37FIGURA 16: SEPARADOR VERTICAL39

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1. GENERALIDADES1.1 INTRODUCCINLa refinera Gualberto Villarroel es la unidad de mayor capacidad de procesamiento de petrleo y la principal responsable del abastecimiento de carburantes de produccin nacional gracias a un procesamiento de petrleo de 28,000 barriles por da (BPD).Ubicada en un punto estratgico del pas, la Refinera Gualberto Villarroel se destaca no solo por ser la ms grande de Bolivia abasteciendo de carburantes a gran parte del mercado, sino tambin por su produccin de lubricantes y grasas con la marca YPFB.Est instalada en la ciudad de Cochabamba y ubicada en la Avenida Petrolera, kilmetro 6 de la carretera antigua a Santa Cruz.La Planta de Carburantes tiene una capacidad nominal de 27,250 BPD. La Planta de Lubricantes cuenta con una capacidad de 2,200 BPD y Servicios Tcnicos que se encarga de la generacin de electricidad, vapor de agua, aire y agua de enfriamiento para el uso en las diferentes unidades que conforman la Refinera Gualberto Villarroel. La Planta de Lubricantes Bases tiene como objetivo el procesamiento del crudo reducido, proveniente de la planta de carburantes (corte de fondo de la Unidad de Crudo - destilacin atmosfrica). YPFB Refinacin ejecuto proyectos de desarrollo en la Refinera Gualberto Villarroel realizados en la unidad de carburantes La Implementacin del Horno de Destilacin 1-H-1001 y la adecuacin de la planta 12,500 BPD. (YPFB REFINACIN, 2015). Sin embargo en la Unidad de Lubricantes no serealizaronproyectos de modernizacin y adecuacin.1.2 ANTECEDENTESLa Refinera Gualberto Villarroel fue fundada en la dcada de 1940,debido a su gran infraestructura fue desarrollada en varias etapas: El ao 1949 , se inici en Cochabamba la construccin de la primera Planta Topping, por la Compaa Foster Wheeler de los Estados Unidos de Norteamrica, con una capacidad de 6.000 BPDEn 1953 se empez la construccin de la Planta de Lubricantes denominada LUBOL, concluyndose en 1957. . El nuevo complejo refinero Gualberto Villarroel se puso en marcha en 1979 y comprende una planta de Carburantes la cual se inaugur con una capacidad de proceso de 27,250 BPD, una planta de lubricantes y una planta de Servicios Tcnicos. YPFB Refinacin trabaja en el desarrollo de Proyectos orientados a aumentar la produccin de productos refinados y otros proyectos para mejorar las condiciones actuales de operacin. En el 2012 se concluy el proyecto de puesta en marcha del Nuevo Horno 1H- 1001A a partir del cual se logr incrementar la carga de 25.300 a 27.200 BPD. A finales del 2013 se concluy el proyecto de Adecuacin de la Unidad 12,500 BPD. Puesta en marcha el (Revamp), es decir la Reforma y Modernizacin de la Unidad de Crudo 27,250 BPD, junto con el nuevo Horno se tendr una capacidad de procesamiento de 32,000 BPD. Con la puesta en marcha de la unidad de crudo 12,500 BPD y el incremento de capacidad de procesamiento de 32,000 BPD, se increment el crudo residual. (YPFB REFINACIN, 2015).La Unidad de Vaco de la Refinera Gualberto Villarroel procesa el producto de fondo o crudo residual de la torre de destilacin Atmosfrica o Topping T-1001, pero con las reformas y adecuaciones realizadas a la Unidad de Carburantes a la implementacin del Horno de Destilacin 1-H-1001, se increment el crudo residual a 2,355 barriles por da. En la gestin 2014 se realiz la ingeniera de diseo conceptual de la nueva Unidad de Vaco para procesar la produccin actual ms el incremento del crudo residual de la Refinera Gualberto Villarroel. Se recomend que el proyecto se considere dentro el plan de inversiones de la empresa YPFB REFINACIN y continuar con las siguientes etapas de diseo.1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA1.3.1 Identificacin del ProblemaLa Unidad de destilacin al Vaco, cuenta con una capacidad mxima de operacin 2,200 BPD , sin embargo actualmente se tiene incremento de un 7% de la produccin del crudo residual que al no procesarse pasa la unidad de crudo reconstituido.Debido a la falta de tecnologa para procesar el crudo reconstituido es comercializado hacia el pas de Chile. Actualmente en la unidad de vaco tiene como funcin se procesar el crudo residual realizando la recuperacin de Diesel ol y bases para aceites lubricantes que es el 65% de la alimentacin de carga mientras el corte de fondo es enviado a Desfaltanizacin por propano (unidad de destilacin al vaco I).Por lo tanto es necesario tener en cuenta, que el crudo reducido tiene un mayor valor agregado en comparacin con el crudo reconstituido, se tiene una prdida del 31% de recuperacin al da (de diesel oil y bases para aceites lubricantes), debido a que el incremento de crudo residual que no es procesado es enviado directamente a la Unidad de Crudo Reconstituido para su posterior exportacin del mismo. Como puede observar en la tabla 1:

TABLA 1: EXPORTACIN DE CURDO RECONSTITUIDOProducto Crudo reconstituido (Bbl)

20132014

Exportacin 961,4741879,109

Fuente: [Boletn Estadstico Yacimientos Petrolferos Fiscales Bolivianos (Enero-Septiembre)]

1.3.2 Formulacin del ProblemaCmo procesar la produccin actual y el incremento del crudo residual proveniente de la planta de carburantes en la Refinera Gualberto Villarroel? 1.4 OBJETIVOS Y ACCIONES1.4.1 Objetiv GeneralDisear la Ingeniera Bsica de una nueva Unidad de Vaco, para procesar la produccin actual y el incremento del crudo residual de la Refinera Gualberto Villarroel.1.4.2 Objetivos EspecficosPara alcanzar el objetivo general del proyecto, los objetivos especficos son: Analizar la ingeniera conceptual de la nueva Unidad de Vaco Determinar los parmetros de diseo para la Nueva Unidad de Vaco. Simular el proceso de la nueva Unidad de Vaco por medio de un software. Elaborar los diagramas de instrumentacin P&ID y el layout de la nueva Unidad de Vaco.

1.4.3 Objetivos Especficos y AccionesPara el cumplimiento de los objetivos especficos del proyecto se tienen que seguir las siguientes acciones.TABLA 2: OBJETIVOS ESPECFICOS Y ACCIONESOBJETIVOS ESPECFICOSACCIONES

Analizar la ingeniera conceptual de la nueva Unidad de Vaco. Identificar el rea de ubicacin de la nueva unidad de vaco dentro la Refinera Gualberto Villarroel.

Identificar los datos entrada de operacin de la nueva Unidad de Vaco.

Interpretar el proceso de separacin al vaco.

Caracterizar los equipos que forman parte de la nueva Unidad de Vaco.

Determinar los parmetros de diseo para la Nueva de Vaco. Caracterizar el fluido de alimentacin

Realizar los clculos correspondientes para obtener los parmetros de diseo de los equipos.

Realizar un Diagrama del Proceso de la nueva Unidad de Vaco.

Obtener un balance de materia y energa del proceso de la Nueva Unidad.

Realizar simulacindel proceso de la nueva Unidad de Vaco por medio de un software. Definir el Software de Simulacin ms Adecuado al Proceso.

Establecer las Bases para la Simulacin dinmica

elaborar la simulacin esttica y dinmica de la nueva unidad.

Determinar las condiciones finales de operacin de la nueva unidad.

Elaborar los diagramas de instrumentacin P&ID y el layout de la nueva Unidad de Vaco. Revisar y analizar las normas, cdigos aplicables para establecer la simbologa requerida en los equipos, vlvulas y lneas

Identificar los controladores e indicadores.

Realizar el diagrama PFD de la nueva unidad.

Sistematizar los equipos para el acceso a los servicios bsicos generales.

Aplicar un software para visualizar el diagrama P&ID.

Realizar los diagramas requeridos para el layout de la nueva Unidad de Vaco.

Fuente: [Elaboracin propia, 2015]

1.5 JUSTIFICACIN1.5.1 Justificacin TcnicaLa nueva Unidad de Vaco, proporcionara la capacidad suficiente para procesar el crudo residual y el incremento en sus nuevas condiciones y as asegurar la continuidad operativa de la planta de lubricantes. 1.5.2 Justificacin EconmicaLa nueva Unidad de Vaco, permitir aumentar la produccin de aceites bases para la formulacin de aceites y grasas terminadas listas para satisfacer a las necesidades del mercado. De igual manera se tendr un incremento en la produccin de Diesel Oil, as reduciendo la importacin del mismo, como se muestra en la tabla 3: TABLA 3: ABASTECIMIENTO DE LQUIDOS - MERCADO INTERNOProducto Demanda AnualImportado%Nacional%

Diesel Ol130104,000m35347

Costos de importacin 254071,018.9 $

Fuente: [Programa de Inversiones YPFB 2013] 1.6 ALCANCE1.6.1 Alcance TemticoEl rea de trabajo especfico es Refinacin del petrleo, utilizando otras materias como: Mecnica de fluidos Termodinmica Instrumentacin y automatizacin Modelo de simulacin1.6.2 Alcance GeogrficoEl desarrollo de la ingeniera conceptual de una Unidad de Destilacin al Vaco se realizar en la zona de Valle Hermoso en la provincia Cercado del departamento de Cochabamba. 1.6.3 Alcance TemporalEl proyecto se realizara durante la gestin I-II del 2015.

2. FUNDAMENTO TERICO2.1 DESARROLLO DE LA FUNDAMENTACIN TERICAPara el cumplimiento del proyecto se tienen que seguir los siguientes puntos en el fundamento terico.TABLA 4. DESARROLLO DE LA FUNDAMENTACIN TERICAOBJETIVOS ESPECFICOSACCIONESFundamento terico

Analizar la ingeniera conceptual de la nueva Unidad de Vaco. Identificar el rea de ubicacin de la nueva unidad de vaco dentro la Refinera Gualberto Villarroel.Ingeniera de diseo Ingeniera conceptual Ingeniera bsica Refinacin del petrleo Subdivisin de la refineraCaracterizacin del crudo Grado apiClasificacin del crudoDecreto supremo N25502

Identificar los datos entrada de operacin de la nueva Unidad de Vaco.

Interpretar el proceso de separacin al vaco.

Caracterizar los equipos que forman parte de la nueva Unidad de Vaco.

Determinar los parmetros de diseo para la Nueva de Vaco. Caracterizar el fluido de alimentacin Unidad de destilacin Crudo residualEquipos principales de la unidad de destilacinTorreso columnas de destilacin Tipos de columnas de destilacin Columnas de rellenosColumnas de platosEquipos secundarios de a unidad de destilacin Proceso de destilacin Consideraciones de diseo y operacin de operacin de equipos en proceso de destilacin al vacioDiseo de las torres de destilacinMtodos de calculo para el diseo Mtodos cortos simplificados Mtodos rigurosos Calculo del dimetro y altura de la columna de destilacinEcuaciones complementarias

Realizar los clculos correspondientes para obtener los parmetros de diseo de los equipos.

Realizar un Diagrama del Proceso de la nueva Unidad de Vaco.

Obtener un balance de materia y energa del proceso de la Nueva Unidad.

Realizar simulacin del proceso de la nueva Unidad de Vaco por medio de un software. Definir el Software de Simulacin ms Adecuado al Proceso.Simulacin Principios de la simulacinTipos de simuladoresSimulacin estacionaria Balance de energaBalance de masaSimulacin Dinmica Modelo matemticoTipos de modelo matemtico

Establecer las Bases para la Simulacin dinmica

Elaborar la simulacin esttica y dinmica de la nueva unidad.

Determinar las condiciones finales de operacin de la nueva unidad.

Elaborar los diagramas de instrumentacin P&ID y el layout de la nueva Unidad de Vaco. Revisar y analizar las normas, cdigos aplicables para establecer la simbologa requerida en los equipos, vlvulas y lneasNorma ISA S5.i-84definicin de P&IDindicadores controladoresDiagramas de flujoDistribucin de la unidadDefinicin de Layout

Identificar los controladores e indicadores.

Realizar el diagrama PFD de la nueva unidad.

Sistematizar los equipos para el acceso a los servicios bsicos generales.

Aplicar un software para visualizar el diagrama P&ID.

Realizar los diagramas requeridos para el layout de la nueva Unidad de Vaco.

Fuente: [Elaboracin propia]

2.2 INGENIERA DEL DISEOSegn SUDEL (Empresa venezolana de suministros elctricos), la ingeniera de un proyecto cuanta con tres fases fundamentales, las cuales son:2.2.1. Ingeniera ConceptualLa ingeniera conceptual es la primera etapa de un proyecto, despus de que se ha planteado su necesidad. Durante esta etapa se definen, de una manera preliminar, aspectos como los siguientes: Capacidad requerida para la instalacin. Ubicacin aproximada. rea fsica de la instalacin. Costo de inversin. Costo de mantenimiento. Rentabilidad de la inversin. Previsin para ampliaciones futuras. Disposicin general de los equipos en el rea de la planta. Diagrama de flujo de los procesos principales. Estudio de vas de acceso. Requerimientos de los servicios pblicos o determinacin de produccin propia. (SUDEL, 2015).2.2.1 Ingeniera BsicaLa ingeniera bsica es una profundizacin del anlisis realizado en la ingeniera conceptual previa cuyo resultado son los datos de entrada para esta etapa del diseo. Algunos de los avances que se logran en la ingeniera bsica son los siguientes: Revisin de los diagramas de flujo de los procesos principales, y elaboracin de los diagramas de procesos. Determinacin preliminar de las condiciones de operacin y dimensiones de los equipos principales del proceso. Especificaciones de compra de los equipos principales, y otros que presenten largos tiempos de entrega. Diagrama preliminar de tubera e instrumentacin P&ID Estimados de costo, el cual se hace a partir de los cmputos mencionados anteriormente. Es desarrollar en detalle el alcance y los planes de ejecucin de opcin seleccionada para permitir la consecucin de fondos u obtener el financiamiento requerido para ejecutar del proyecto y preparar la documentacin que sirva de base para la ingeniera de detalle y la contratacin de la ejecucin del proyecto. (SUDEL, 2015). (SUDEL, C.A., 2015) Revisin de los diagramas de flujo de los procesos principales, y elaboracin de los diagramas de procesos. Muestra las relaciones entre equipos principales del sistema, tambin se tabulan los valores de diseo de proceso de los equipos en diferentes modos de operacin.[ECOPETROL,2015] Determinacin preliminar de las condiciones de operacin y dimensiones de los equipos principales del proceso: Hace referencia a la identificacin, especificacin y dimensionamiento preliminar de equipos nuevos en el proyecto.[ECOPETROL,2015] Diagrama preliminar de tubera e instrumentacin P&ID Es la representacin grfica de la secuencia de equipos, tuberas, accesorios que intervienen directamente en el proceso.[ECOPETROL,2015]

2.3 REFINACIN DEL PETRLEOEl refino del petrleo comienza con la destilacin, o fraccionamiento de los crudos en grupos de hidrocarburos separados. Los productos resultantes estn directamente relacionados con las caractersticas del petrleo crudo que se procesa. La mayora de estos productos de la destilacin se convierten a su vez en productos ms tiles cambiando sus estructuras fsicas y moleculares mediante craqueo, reforma y otros procesos de conversin.A continuacin, estos productos se someten a diversos procesos de tratamiento y separacin (extraccin, hidrotratamiento y desmercaptanizacin), para obtener productos terminados. Mientras que las refineras ms sencillas se limitan generalmente a la destilacin atmosfrica y al vaco, en las refineras integradas se hace fraccionamiento, conversin, tratamiento y mezcla con lubricante, combustibles pesados y fabricacin de asfalto, y, en ocasiones, procesado petroqumico. (Kraus.S., 2001).

2.3.1 PetrleoEl petrleo El petrleo crudo es un mineral lquido oleoso ms liviano que el agua llamado tambin aceite mineral y oro negro, de color obscuro y olor fuerte el cual contiene una mezcla de hidrocarburos, compuestos que contienen en su estructura molecular carbono e hidrgeno principalmente. En la actualidad es una fuente muy importante de energa en el planeta, sus utilidades como fuente de energa y materia prima para la fabricacin de compuestos qumicos, y materiales lo constituyen como una de la materia prima ms importante. El petrleo est compuesto por: parafinas, naftenos, aromticos y residuos asflticos. (Cerutti, 1992)

2.3.2 RefineraUna refinera es una planta de manufactura de productos qumicos y combustibles. Como se puede observar en la Figura 1., la materia prima es petrleo crudo y los productos finales son gasolina, querosina, nafta, combustleos, lubricantes, asfalto, azufre, gas y otros productos tiles para el hombre derivados del petrleo. En trminos generales, los crudos ligeros, comnmente de base parafnica o mixta, cuestan ms que los crudos pesados ya que es ms fcil obtener gasolina de ellos por mtodos simples de refinacin.FIGURA 2. ENTRADAS Y SALIDAS DE UNA REFINERA

Fuente: [Torres & Castro, 2002]La refinera convierte el petrleo crudo y produce una variedad de derivados a travs de una serie compleja de reacciones qumicas y de cambios fsicos que se pueden englobar bsicamente en las seis siguientes operaciones principales: Fraccionar: porque separa una mezcla de hidrocarburos lquidos en diversos grupos especficos que incluyen a la gasolina, diesel, los combustibles y otras sustancias ms ligeras. Desintegrar: porque rompe los hidrocarburos grandes, convirtindolos en compuestos ms pequeos y de mayor utilidad. La desintegracin puede llevarse a cabo trmica o catalticamente. Rearreglar: porque con altas temperaturas y con catalizadores rearregla la estructura qumica de los hidrocarburos del petrleo. Combinar: porque hace reaccionar dos o ms hidrocarburos o no hidrocarburos, tales como el azufre o el hidrogeno, para obtener otros productos que son considerados como mejorados. Tratar: porque convierte materiales contaminantes a una forma tal que puedan ser desechados al medio ambiente sin causar problemas ecolgicos. Mezclar: porque combina diferentes lquidos para producir los materiales finales con ciertas propiedades deseadas. (Torres y Castro, 2002).2.3.3 Subdivisin de la RefineraUna refinera tpica podra ser subdividida en doce procesos o unidades, dependiendo si se integran los procesos que elaboran compuestos oxigenados. Los cuales a continuacin sern desarrollados: Destilacin primaria de crudo Este proceso inicia la refinacin del petrleo y su funcin es separar los diferentes componentes del crudo en una torre de destilacin atmosfrica. Destilacin al vaco En este proceso se alimenta el crudo reducido de la destilacin primaria y su funcin es la de separar an ms esta fraccin realizando una destilacin al vaco. HidrodesulfuracinEn esta unidad se purifica la corriente alimentada eliminndole bsicamente los componentes de azufre; tambin se eliminan nitrgeno, oxgeno y metales pesados. Todo esto es con objeto de proteger los catalizadores empleados en otros procesos de la refinera. Isomerizacin En este proceso se emplea como materia prima la gasolina producto de la destilacin primaria y desulfurizada. En este proceso tambin son rearreglados o reacomodados hidrocarburos de la gasolina, en presencia de un catalizador de platino o cloruro de aluminio. Reformacin La nafta desulfurizada se bombea a este proceso, el cual cumple la funcin de rearreglar los hidrocarburos por medio de desintegracin en catalizadores de platino-aluminio y bimetlico para producir gasolina de alto octano. Desintegracin cataltica En este proceso la carga es el gasleo ligero, el cual cumple la funcin de romper los hidrocarburos del gasleo con ayuda de un catalizador que normalmente es de compuestos de slice-aluminio. Los productos son gasolina cataltica, destilados ligeros y gasolina que se emplean como combustleos destilados. Alquilacin Los compuestos de cuatro tomos de carbono, butilenos y butanos y algunas veces los de tres tomos de carbono, propilenos, que provienen de otros procesos en la refinera, se hacen reaccionar en esta unidad de alquilacin para formar el alquilado ligero. En esta unidad se utiliza como catalizador el cido fluorhdrico o cido sulfrico. Los productos del proceso son: alquilado ligero de alto octano y gas licuado del petrleo. Polimerizacin En este proceso son aprovechados los polipropilenos que se producen en la desintegracin cataltica hacindolos reaccionar entre s y en presencia de un catalizador con base de cido fosfrico o de slice. En este proceso se producen la gasolina de polimerizacin de alto octano y gas licuado del petrleo. Coquizacin Los residuos de la destilacin al vaco son desintegrados trmicamente para convertirlos en combustibles ligeros y en coque. Los productos en este proceso son: gas combustible, nafta, gasleos ligeros y pesados y coque. Recuperacin de azufre En varios procesos de una refinera se produce cido sulfhdrico (H2S); en la mayora de las hidrodesulfuradoras ste es recolectado en forma gaseosa o disuelto en soluciones de amina y es convertido en materiales ms comerciales que son el azufre y el cido sulfrico. El producto de la unidad es azufre. Mezclado de gasolina En esta unidad se reciben todos los componentes para el mezclado de gasolinas, estas provienen de diferentes unidades. Una vez formada una mezcla se le agregan aditivos que son compuestos oxigenados, que sirven como antidetonantes y que dan los grados de octanaje necesarios en las gasolinas con antidetonante de alto y bajo octano. Unidad de servicios auxiliariesEn esta unidad se da un soporte tcnico a los otros once procesos suministrndoles vapor de agua de alta, media y baja presin, electricidad, aire comprimido y agua de enfriamiento. En algunas refinerias se utiliza parte del vapor para producir electricidad y en otras se compra. (Torres & Castro, 2002). En la figura 2, se puede observar un diagrama esquemtico de una refinera de petrleo, mostrando sus diferentes divisiones de procesos o unidades.

FIGURA 3. DIAGRAMA ESQUEMTICO DE UNA REFINERA

Fuente: [SENER,2002]2.3.4 Caracterizacin del CrudoAunque la destilacin y el anlisis elemental de los productos proporcionan una buena informacin de la calidad de un crudo, sin embargo son insuficientes. Debido a los numerosos usos del petrleo es necesario un anlisis molecular detallado de todas las fracciones obtenidas por destilacin. As algunos crudos se valoran fundamentalmente por sus fracciones ligeras usadas como carburantes, otros son de inters por que proporcionan aceites lubricantes de calidad y otros porque dan excelentes bases para la formulacin de asfaltos. (Wauquier, 2004).

2.3.4.1 Factor de Caracterizacin KUOPEl factor de caracterizacin (KUOP) fue introducido por los investigadores de la Sociedad Universal Ol Products Co.. Dicho factor parte de la base de que la densidad de los hidrocarburos est ligada a la relacin H/C (por tanto a su carcter qumico) y que su punto de ebullicin est relacionado con el nmero de tomos de carbono. As, se ha definido un factor de caracterizacin KUOP, para los hidrocarburos puros que dependen nicamente de su punto de ebullicin y de su densidad. Ec 1Dnde: = Factor de Caracterizacin.S = densidad relativa (d60/60).T= temperatura de ebullicin en Kelvin.Asi, la KUOP de los hidrocarburos puros es de: 12 y 13 para parafinas 11 y 12 para naftenos 10 y 11 para aromticos El factor KUOP indica cualitativamente la fraccin dominante. (Wauquier, 2004).2.3.4.2 Grado APILa densidad de los aceites de petrleo se expresa en trminos de densidad API mejor que en trminos de peso especfico; se relaciona con el peso especfico de tal manera que un incremento en la densidad API corresponde a un descenso en el peso especfico. La densidad o grados API se expresa as: Ec 2 5 Dnde:A= grado APISG= densidad relativa estndar.(Wauquier, 2004). Los Crudos pueden ser clasificados segn el grado API como se muestra en la tabla 5:TABLA 5.CLASIFICACION API DEL PETROLEO CRUDO

Grado API

Petrleos ligeros. Mayores a 45

Petrleos intermedios. 20 30

Petrleos pesados. 10 20

Fuente: [Wauquier, 2004]

2.3.4.3 Clasificacin del CrudoEl conocimiento de las caractersticas fisicoqumicas globales de los crudos va a condicionar su tratamiento inicial (separacin de los gases asociados y estabilizacin en el campo de produccin), su transporte, almacenamiento y por supuesto su precio.(Wauquier,2004)Un anlisis detallado de las propiedades de los productos que se extraen de ellos es de una gran importancia tcnica y econmica primordial, ya que mientras menor sea su densidad API, como se observa en la tabla 5:

TABLA 6. CLASIFICACIN DE LOS CRUDOS SEGN SU DENSIDAD CLASIFICACIN DE CRUDO

Densidad ()

Crudos ligeros Menores a 0.825

Crudos Medios 0.825 - 80.75

Crudos Pesados 0.875 - 1.00

Crudos sper pesados Mayores a 1.00

Fuente: [Wauquier, 2004]2.3.5 Decreto Supremo N 25502El decreto supremo N 25502, es el reglamento para la construccin y operacin de refineras, plantas petroqumicas y unidades de proceso, los cuales se dividen en captulos y artculos.(ver Anexo A)2.3.6 Destilacin PrimariaEsta destilacin es el primer tratamiento a que se somete el crudo despus de su extraccin. Una primera operacin de desalado, permite extraer las sales del crudo con el fin de reducir corrosin cida y minimizar el ensuciamiento y los depsitos.A continuacin el crudo se destila en diferentes fracciones adecuadas a su utilizacin posterior. Los principales productos de esta destilacin son: Gases de refinera Gases licuados de petrleo (propano/butano) Naftas (ligeras/pesadas) Querosenes, petrleos lampantes, combustibles de aviacin Gasleos de automocin y gasleo de calefaccin (GO, GOD) Fuelleos pesados industriales. (Wauquier, 2004).En la figura 3, se puede observar un esquema referente al proceso de destilacin primaria:FIGURA 4. ESQUEMA DEL PROCESO DE DESTILACIN PRIMARIAFuente:[Kraus, 2001]En las torres de destilacin atmosfrica, el crudo desalinizado se precalienta utilizando calor recuperado del proceso. Despus pasa a un calentador de carga de crudo de caldeo directo, y desde all a la columna de destilacin vertical, justo por encima del fondo, a presiones ligeramente superiores a la atmosfrica y a temperaturas comprendidas entre 343 C y 371 C, para evitar el craqueo trmico que se producira a temperaturas superiores.Las fracciones ligeras (de bajo punto de ebullicin) se difunden en la parte superior de la torre, de donde son extradas continuamente y enviadas a otras unidades para su ulterior proceso, tratamiento, mezcla y distribucin. (Kraus, 2001).2.4 UNIDAD DE DESTILACIN AL VACOLa destilacin al vaco es la continuacin del proceso de destilacin de crudo. El crudo reducido proveniente de la columna de destilacin atmosfrica se calienta en un horno y se destila a presin sub-atmosfrica para recuperar destilados adicionales y gas oil.La presin reducida permite la extraccin de estos materiales del fondo de topping sin emplear temperaturas excesivas y reduce el arrastre de metales y materiales formadores de carbn al producto gas oil.Existen dos tipos de operaciones de destilacin al vaco en las refineras. La operacin ms comn extrae gas oil para carga de las unidades de cracking que se encuentran aguas abajo en la refinera donde se convierte en gases livianos y lquidos. El segundo tipo de operacin extrae cortes de petrleo del crudo reducido que son adecuados para la produccin de aceites lubricantes. Este proceso difiere de la produccin de gas oil en el hecho que la columna de vaco tiene ms reflujo interno, y los productos laterales son extrados para alcanzar viscosidades especficas y otras propiedades relacionadas que son importantes en los lubricantes. No todos los crudos reducidos son adecuados para la produccin de aceites lubricantes.En los crudos de base asfltica, el producto de fondo de la columna de vaco se utiliza para hacer asfalto de rutas. En otros tipos de crudos, este material se carga generalmente a un proceso de coking, donde es craqueado destructivamente para obtener coque de petrleo y gas oil de bajo grado. Los gas oils de los procesos d coking, usualmente, deben ser tratados para eliminar azufre y nitrgeno antes de cargarlos en las unidades de cracking.Las torres de destilacin al vaco proporcionan la presin reducida necesaria para evitar el craqueo trmico al destilar el residuo, o crudo reducido, que llega de la torre atmosfrica a mayores temperaturas.Los diseos internos de algunas torres de vaco se diferencian de los de las torres atmosfricas en que en lugar de platos se utiliza relleno al azar y pastillas separadoras de partculas areas. A veces se emplean tambin torres de mayor dimetro para reducir las velocidades. (Kraus, 2001).

En la siguiente figura 4, se puede observar el esquema del proceso de destilacin al vaco.FIGURA 5: PROCESO DE DESTILACIN AL VACO

Fuente: [Wauquie, 2004,].2.4.1 Crudo ResidualLos hidrocarburos menos voltiles, cuyos puntos de ebullicin son superiores a la temperatura mxima de la torre atmosfrica, se drenan como lquidos por el fondo de la columna, denominndose crudo reducido. El crudo residual son aquellas fracciones pesadas, de alto punto de ebullicin que se condensan o permanecen en el fondo de la torre, se utilizan como fuel, para fabricar betn o como carga de craqueo, o bien se conducen a un calentador y a la torre de destilacin al vaco para su ulterior fraccionamiento. (Kraus, 2001).2.4.2 Equipos principales de la unidad de destilacin al vacoLos equipos principales de la unidad de destilacin al vaco son: columnas o torres de destilacin, strippers.2.4.3 Columnas o torres de destilacin Estos equipos se utilizan para separar los aceites crudos por destilacin en fracciones de acuerdo al punto de ebullicin de manera que cada una de las unidades de procesamiento siguientes tendrn materias primas que cumplen sus especificaciones particulares.Esta operacin se realiza en forma continua en las denominadas columnas o torres de destilacin donde por un lado asciende vapor (material liviano) proveniente del lquido hasta salir por la cabeza de la columna y por el otro va descendiendo el lquido (material pesado) hasta llegar a la base, como se puede observar en la Figura 4. En estos tiene lugar una mezcla entre las dos fases, de tal modo que pueden efectuarse extracciones a distintos niveles de la columna para obtener productos ms o menos pesados.

Las variables que regulan el funcionamiento de una columna son la presin en la cabeza de la columna, el caudal, la composicin y la temperatura de la alimentacin, el calor aadido y las caloras extradas y los caudales de destilado y de producto extrados en la base. Por lo tanto, dichas variables deben ser controladas de manera adecuada, al igual que en los dems equipos, para evitar daos en el proceso, equipo o en el personal que lo opera. [Amador,2012]2.4.4 Tipos de Columnas de DestilacinLas columnas de destilacin se pueden clasificar segn sus dispositivos internos con las que se disean a fin de promover una mejor transferencia de masa y calor entre las fases lquida y vapor existentes. (Marcilla, 1998).

2.4.4.1 Columnas de RellenosEl diseo de una columna de relleno supone las siguientes etapas:1) Seleccionar el tipo y el tamao de relleno 2) Determinar el dimetro de la columna (capacidad) necesaria en funcin de los flujos de lquido y vapor.3) Determinar la altura de la columna que se necesita para llevar a cabo la separacin especifica.4) Seleccionar y disear los dispositivos interiores de la columna: distribuidor del lquido de alimentacin, redistribuidores de lquido, platos de soporte y de inyeccin del gas y platos de sujecin. (Marcilla, 1998).2.4.4.2 Tipos de rellenoLos principales requisitos que debe cumplir el relleno de una columna son: Proporcionar una gran rea superficial: rea interracial alta entre el gas y el lquido Tener una estructura abierta: baja resistencia al flujo de gas Facilitar la distribucin uniforme del lquido sobre su superficie Facilitar el paso uniforme del vapor a travs de toda la seccin de la columnaPara satisfacer estos requerimientos se han desarrollado distintos tipos de relleno. Se pueden dividir en dos grupos: relleno ordenado (dispuesto de una forma regular dentro de la columna) y relleno al azar. (Marcilla, 1998).a) Relleno ordenado Tienen una estructura abierta, y se usan para velocidades de gas elevadas donde se necesita una prdida de presin baja (por ejemplo en las torres de enfriamiento). La interface vapor-lquido es estacionaria y depende fundamentalmente del mojado de la superficie y la capilaridad. Por tanto, es de esperar que haya buena eficacia an para flujos de lquido bajos. (Marcilla, 1998).b) Relleno al azarLos rellenos al azar son ms comunes. Con este tipo de relleno (al igual que en las columnas de platos), la interface de vapor-lquido se crea por combinacin de los efectos de penetracin de superficie, burbujeo y formacin de niebla. (Marcilla, 1998).2.4.4.3 Columnas de PlatosEl equipo para separaciones en mltiple etapa consiste frecuentemente en platos horizontales de contacto entre las fases dispuestos en una columna vertical. El lquido fluye a travs del plato en flujo cruzado y el vapor asciende a travs del plato.(Marcilla,1998) 2.4.4.4 Tipos de platosLos tipos ms comunes de platos son: platos de vlvula, platos perforados y platos caperuzas de borbote. a) Platos de vlvula Son platos con orificios de gran dimetro cubiertos por tapaderas mviles que se elevan cuando el flujo de vapor aumenta. Como el rea para el paso del vapor vara en funcin de la velocidad del flujo, los platos de vlvula pueden operar eficazmente a velocidades bajas de vapor (las vlvulas se cierran). (Marcilla, 1998)En la Figura 5 se muestran algunas vlvulas tpicas. FIGURA 6: VALVULAS TIPICAS

Fuente: [Marcilla,1998]b) Platos perforados

Los platos perforados ms ampliamente utilizados tienen placas con orificios, circulando el lquido con flujo cruzado a travs del plato. Sin embargo, tambin se utilizan platos de lluvia con flujo en contracorriente y sin tubos de descenso, en los que el lquido y el vapor fluyen a travs de los mismos orificios. (Marcilla, 1998). c) Platos de caperuzas de borboteo Una caperuza de borboteo consta de un tubo ascendente sujeto al plato mediante soldadura, tornillos, etc., y una caperuza sujeta al tubo ascendente o al plato. Aunque la mayor parte de las caperuzas tienen ranuras (de 0.30 a 0.95 cm de ancho y 1.3 a 3.81 cm de longitud), algunas no las presentan, saliendo el vapor de la caperuza por debajo del reborde inferior que est a una distancia inferior a 3.81 cm del plato. El tamao de las caperuzas comerciales est comprendido entre 2.54 y 15 cm de dimetro. Generalmente estn dispuestas sobre el plato en los vrtices de tringulos equilteros formando filas orientadas en direccin perpendicular al flujo. (Marcilla, 1998)En la figura 6, se puede observar algunos platos de caperuzas de borboteo. FIGURA 7:PLATOS DE CAPERUZAS DE BORBOTEO

Fuente:[Marcilla, 1998]2.4.5 Stripper Tambin llamados despojadores o strippers, son empleados para separar parte de los componentes ligeros de los cortes laterales y fondos de la fraccionadora, que hacen que el punto de inflamacin (flash point) de los productos sea bajo, haciendo que la eficiencia en la recuperacin de componentes ligeros sea menor. Para ello existen los agotadores de solvente, kerosene y diesel, en los cuales los componentes ms ligeros son despojados por el arrastre del vapor de agua.La principal variable de operacin es el flujo de vapor, es decir, un aumento en el flujo al agotador aumentar la eficiencia, o, en trminos concretos, subir el punto de inflamacin de los productos (as como sus puntos iniciales de ebullicin).(Amador,2012)2.4.6 Equipos complementarios de la unidad2.4.6.1 Bombas La necesidad de bombear los fluidos surge de la necesidad de transportar estos de un lugar a otro a travs de ductos o canales. Los medios comnmente empleados para lograr flujo en los fluidos son: gravedad, desplazamiento, fuerza centrfuga, fuerza electromagntica, transferencia de cantidad de movimiento (momentum), impulso mecnico, o combinaciones de estos seis medios bsicos. Despus de la gravedad, el medio ms empleado actualmente es la fuerza centrfuga. (Amador, 2012) Tipos de bombas Bomba centrfuga. La bomba centrifuga, como la mostrada en la Figura 16, es el tipo que se utiliza ms en la industria qumica para transferir lquidos de todos los tipos materias primas, materiales de fabricacin y productos acabados-, as como tambin para los servicios generales de abastecimiento de agua, alimentacin a los quemadores, circulacin de condensadores, regreso de condensado, etc. Estas bombas estn disponibles en una variedad amplia de tamaos. El tamao y el tipo ms adecuado para una aplicacin dada solo se pueden determinar mediante un estudio de ingeniera del problema. se observar en la figura 7 la bomba centrifuga FIGURA 8:BOMBA CENTRIFUGA.

Fuente:[WORLD DISPENS S.A,2012]Las ventajas primordiales de una bomba centrfuga son la sencillez, el bajo costo inicial, el flujo uniforme (sin pulsaciones), el pequeo espacio necesario para su instalacin, los costos bajos de mantenimiento, el funcionamiento silencioso y su capacidad de adaptacin para su empleo con unidad motriz de motor elctrico o de turbina,88 por esto son las ms utilizadas casi en cualquier sistema en el que tenga que moverse o desplazarse,(Amador, 2012) Bombas de desplazamiento positivoEn general, las eficiencias generales de las bombas de desplazamiento positivo son ms elevadas que las de los equipos centrfugos, porque se minimizan las perdidas internas. Por otra parte la flexibilidad de cada unidad para el manejo de una gama amplia de capacidades se ve limitada, hasta cierto punto.( SOTO CRUZ ,1996)Como se muestra en la figura8 la bomba de desplazamiento positivoFIGURA 9:BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Fuente:[WORLD DISPENS S.A,2012]2.4.6.2 Intercambiador de calorUn intercambiador de calor se puede describir de un modo muy elemental como un equipo en el que dos corrientes a distintas temperaturas fluyen sin mezclarse con el objeto de enfriar una de ellas o calentar la otra o ambas cosas a la vez.( Rodriguez, 1998) Tipos de intercambiadores de calor El intercambiador de calor es unos de los equipos industriales ms frecuentes. Existe mucha variacin de diseos en los equipos de intercambio de calor, tipos de intercambiadores de calor ms comunes son:a) Intercambiadores de calor tubos lisos o rectoslos intercambiadores ms habituales son los que usan tubos. Estos comprenden a los serpentines, intercambiadores de doble tubo, los intercambiadores de tubo y coraza.( Rodriguez, 1998) Serpentines Los intercambiadores de serpentin es un simple tubo que se dobla en forma helicoidal y se sumerge en el lquido. Se usa normalmente para tanques y puede operar por conveccin natural o forzada. Debido a su bajo costo y rpida construccin. (Rodriguez,1998 ) Intercambiador de doble tubo el intercambiador de doble tubo es el tipo mas simple que se puede encontrar de tubos rectos. Bsicamente consiste en dos tubos concntricos, lisos o aletados. Normalmente el fluido frio se coloca en el espacio anular y el fluido clido va en el interior de tubo interno. (Rodriguez, 1998)La disposicin geomtrica se lo puede observar en a Figura 9

FIGURA 10: INTERCAMBIADOR DE DOBLE TUBO

Fuente:[Rodriguez, 1998 Intercambiadores de haz de tubos y corazaLos intercambiadores tipo haz de tubo y coraza se usa para servicios en los que se requieren grandes superficies deintercambio, generalmente asociados caudales mucho mayores de los que puede manejar un intercambio de doble tubo. En efecto, el intercambiador de doble tubo requiere una gran cantidad de espacio, y con aumento de la cantidad de uniones que son puntos dbiles porque en ellas la posibilidad de fugas es mayor. La solucin consiste en ubicar los tubos en un haz, rodeados por un tubo de gran dimetro denominado coraza, de este modo los puntos dbiles donde se puedan producir fugas en las uniones del extremo de los tubos con placa, estn contenidos en corazas. .( Rodriguez, 1998)Como se puede observar en la siguiente figura 10.FIGURA 11: INTERCAMBIADORES DE HAZ DE TUBOS Y CORAZA

Fuente:[Rodriguez, 1998] Intercambiadores tubos en ULos intercambiadores de tubos en u tiene los tubos de haz doblados formando una u para evitar un de las dos placas de tubos, que el separar el espacio del fluido de la coraza el espacio del fluido de tubos ofrece un punto dbil en la unin de los tubos con la placa que puede ser causa de fugas. Adems, los tubos en u presentan cambios de direccin ms graduales, porque la curva que forman en el extremo es muy abierta, lo que ofrece menor resistencia al flujo. En la Figura 11 se muestra el intercambiador con tubo en U.( Rodriguez, 1998)

FIGURA 12: INTERCAMBIADOR CON TUBO EN U.

Fuente:[Rodriguez, 1998] Intercambiador de cabezal fijoEs el tipo ms popular cuando se desea minimizar la cantidad de juntas, no hay esfuerzos de origen trmico y no es preciso sacar el haz (ambos fluidos no son corrosivos y el fluido del lado de coraza es limpio). Este intercambiador es sumamente proclive a tener fallas cuando hay esfuerzos trmicos severos, resultados en que se producen fugas tanto internas como externas. (Rodriguez, 1998)Se observa en la figura 12, la geometra del intercambiador de cabezal fijo.

FIGURA 13: GEOMETRA DEL INTERCAMBIADOR DE CABEZAL FIJO

Fuente:[Rodriguez, 1998]

Intercambiadores de cabezal flotanteEs el tipo ms sofisticado (y caro) de intercambiador de haz de tubos y coraza. Esta indicado en servicios en los que la limpieza de tubos y/o su reemplazo es frecuente. Hay dos tipos bsicos de intercambiadores de cabezal flotante. Uno emplea un cabezal flotante con o sin anillo seleccionado, como se puede observar en la figura 13 .( Rodriguez, 1998)FIGURA 14: INTERCAMBIADORES DE CABEZAL FLOTANTE

Fuente:[Rodriguez, 1998]b) intercambiadores con superficies extendidasLos tubos aleteados se usan porque las aletas aumentan en el intercambio de calor alrededor de a veces por unidad de longitud. Las aletas se fabrican d una gran variedad de diseos y formas geomtricas. Las aletas longitudinales se usan en intercambiadores de doble tubo y coraza.(Jorge A. Rodriguez,1998 )2.4.6.3 SeparadoresLos separadores son dispositivos mecnicos que se emplea en la separacin de lquidos(agua, hidrocarburos, glicol, aminas, etc.,) de los gases.Los separadores de mezcla gas/lquidos forman parte de un gran grupo de equipos que involucran los procesos fsicos de separacin de fases: Slidas, lquidas y gaseosas.Se disean equipos para separar las diferentes fases: gas-lquido, slido-slido, slido-lquido-gas.(PDVSA,1991) Clasificacin de los separadoresa. Separadores HorizontalesEl fluido entra en el separador y se contacta con un desviador de ingreso, causando un cambio repentino en el impulso y la separacin bruta inicial de lquido y vapor. La gravedad causa que gotas de lquido caigan de la corriente de gas al fondo del recipiente de recoleccin. Esta seccin de recoleccin de lquido provee el tiempo de retencin necesario para que el gas arrastrado evolucione del petrleo y suba al espacio de vapor. Tambin provee volumen de oleada, si fuese necesario, para manejar los sobrepesos intermitentes de lquido. Luego el lquido sale del recipiente mediante una vlvula de descarga de lquidos, que es regulada por un controlador de nivel. El controlador de nivel siente cambios en el nivel del lquido y controla la vlvula de descarga. (PDVSA,1991)Ventajas:1.-Tienen mayor capacidad para manejar gas que los verticales.2.-Son ms econmico que los verticales.3.-Son ms fcil de instalar que los verticales.4.-Son muy adecuado para manejar aceite con alto contenido de espuma. Para esto, donde queda la interface gas-lquido, se instalan placas rompedoras de espuma.

Desventajas:1.- No son adecuados para manejar flujos de pozos que contienen materiales slidos como arena o lodo, pues es difcil limpiar este tipo de separadores.2.- El control de nivel de lquido es ms crtico que en los se paradores verticales. (PDVSA,1991)En la figura 14, se observa un separador vertical indicando sus partes.FIGURA 15: PARTES DE UN SEPARADOR VERTICAL

Fuente: [PDVSA,1991]b. Separadores verticales La figura 15 es un esquema de un separador vertical. En esta configuracin el flujo de entrada entra al recipiente por un lado. A igual que con el separador horizontal, el desviador de ingreso hace la separacin bruta inicial. El lquido fluye hacia abajo a la seccin de recoleccin de lquidos en el recipiente, y luego baja a la salida de lquidos. Cuando el lquido llega al equilibrio, las burbujas de gas fluyen en sentido contrario a la direccin del flujo de lquidos y eventualmente migran al espacio de vapor. El controlador de nivel y la vlvula de descarga de lquidos opera de la misma forma como en el separador horizontal. (PDVSA,1991)Ventajas:1.- Es fcil mantenerlos limpios, por lo que se recomiendan para manejar flujos de pozos con alto contenido de lodo, arena o cualquier material slido.2. El control de nivel de lquido no es crtico, puesto que se puede emplear un flotador vertical, logrando que el control de nivel sea ms sensible a los cambios.3.- Debido a que el nivel de lquido se puede mover en forma moderada, son muy recomendables para flujos de pozos que producen por bombeo neumtico, con el fin de manejar baches imprevistos de lquido que entren al separador.4.-Hay menor tendencia de revalorizacin de lquidos.Desventajas:1.-Son ms costoso que los horizontales.2.-Son ms difcil de instalar que los horizontales.3.-Se necesita un dimetro mayor que el de los horizontales para manejar la misma cantidad de gas.

FIGURA 16: SEPARADOR VERTICAL

Fuente: [PDVSA,1991]2.5 Proceso de Destilacin al vaco

2.5.2 Guas generales para la seleccin de procesos de separacin El problema inicial que se tiene ante la necesidad de separar una mezcla es elegir el proceso de separacin adecuado. Una vez hecha esta seleccin, puede pensarse en el diseo y la optimizacin de ese proceso de separacin. A continuacin se establecen algunas guas para la seleccin inicial de sistemas de separacin. (Gutirrez, 2003).

a. Bsqueda de propiedades fsicas El primer paso en la bsqueda de un proceso de separacin adecuado es detectar propiedades fsicas de la mezcla; en base a esta informacin se pude elegir el sistema de separacin que ofrezca mayor potencial, o al menos se puede reducir el nmero de alternativas de las posibles operaciones unitarias. Un tamizado inicial puede rechazar alternativas que requieran condiciones de operacin extremas (muy altas, o muy bajas) para llevar a cabo la separacin.

b. Valor del producto El valor de un producto puede oscilar entre pocos centavos por libra hasta varios dlares por libra. El valor del producto afecta la seleccin del sistema de separacin, pues habr opciones que pueden ser recomendables para productos caros que no tendran una economa favorable para productos baratos. Si el precio de venta del producto es bajo, el proceso de separacin debe tener a gastar poca energa, o a usar algn solvente barato. El otro factor inherente es el nivel de demanda del producto, que define la capacidad de la planta. (Gutirrez, 2003).

c. Dao al producto En algunas aplicaciones es importante cuidar que la adicin de calor o de algn componente externo no dae el producto. Es por eso que se requiere de especial cuidado en la seleccin de procesos de separacin. (Gutirrez, 2003).2.5.3 Diseo de las Columnas de DestilacinSiendo la destilacin el mtodo de separacin ms usado en la industria, es conveniente revisar brevemente los enfoques del diseo de columnas de destilacin. Existen dos niveles generales para el diseo de columnas; el uso de mtodos cortos o aproximados y el uso de mtodos rigurosos. (Gutirrez, 2003).

2.5.4 Mtodos de Clculo del DiseoEn la destilacin Multicomponente, como en la binaria, se suponen etapas o platos ideales para los clculos etapa por etapa. Usando los datos de equilibrio, los clculos de equilibrio se emplean para obtener los puntos de ebullicin y la composicin del vapor en el equilibrio a partir del lquido, o el punto de roci y dicha composicin a partir de una composicin dada del vapor. Despus se usan balances de materia y de calor. Estos clculos de diseo etapa por etapa implican clculos de prueba y error, y generalmente se emplean computadoras digitales de alta velocidad para proporcionar soluciones rigurosas. (Geankoplis, 1998).2.5.4.1 Mtodo corto y simplificadoLos mtodos cortos dan una solucin aproximada de la destilacin de multicomponentes, estos mtodos son tiles para estudiar un gran nmero de casos con gran rapidez para ayudar a oriental al diseador, para determinar las condiciones ptimas aproximadas o para proporcionar informacin con respecto a los estimados de costos.Antes de estudiar estos mtodos se deben describir las relaciones de equilibrio y los mtodos de clculo de punto de burbuja, punto de roci y de vaporizacin instantnea para los sistemas multicomponentes. (Geankoplis, 1998). Dentro de los mtodos cortos uno de los ms usados consiste en el uso secuencial de tres relaciones que desembocan en el clculo del nmero de etapas ideales que se requieren para llevar a cabo una separacin especificada. Las relaciones bsicas de este mtodo que engloban las ecuaciones de Fenske, Underwood y Gilliland, que nos permiten calcular: el nmero mnimo de etapas, la relacin mnima de reflujo y el nmero de etapas ideales. La ecuacin de Underwood est compuesta por dos partes, la primera se basa en condiciones de alimentacin y se usa para encontrar el valor de una constante, mediante algn mtodo numrico, debe recalcarse que la ecuacin de Underwood tiene varias races y la raz de inters es la que se encuentra entre las volatilidades relativas de los componentes clave. (Perry, 1992). a) Mtodo Fenske Underwood Gilliland: Las ecuaciones basicas de este metodo son las siguientes:

Nmero minimo de etapas (Ecuacin de Fenske)

Ec-1Dnde: Nmin: es el nmero de etapas mnimas X: representa la fraccin del componente D: el flujo de destilado (Kgmol/h) B: el flujo de fondo (Kgmol/h) LK: el componente clave ligero HK: el componente clave pesado LK,Hk: la volatilidad relativa HK ,LK(Perry,1992). Relacin mnima de reflujo (Ecuacin de Underwood)

Ec 2Ec - 3 Dnde: q: condicin trmica de la alimentacin (q=0 vapor saturado, q= 0.5 vapor y lquido, q=1 lquido saturado) F: la alimentacin (Kgmol/h) X: representa la fraccin del componente Rmin: la relacin de reflujo mnima : Parmetro ajustable Vmin: flujo de vapor mnimo (Kgmol/h) Estas ecuaciones se resuelven simultneamente para encontrar el valor de . La raz correcta de , debe encontrarse entre los valores de () de los componentes clave, con ese calor se calcula el reflujo mnimo. (Perry, 1992). Nmero de platos tericos (Ecuacin de Gilliland)

Se emplea para el clculo de etapas con reflujo de operacin. Como la relacin de reflujo y el nmero de etapas, deben ser mayores que los mnimos, estos parmetrosPueden ser calculados como si uno de ellos es fijado como un mltiplo. Obteniendo el otro por medio de la correlacin: Ec - 4 Ec - 5Dnde: N: nmero de etapas tericas X: factor de relacin de reflujo R: relacin de reflujo. (Perry, 1992). Correlacin de Kirkbride

Utilizada para localizar la etapa de alimentacin optima, esto supone una distribucin ideal de las zonas de rectificacin y de agotamiento. Definida por la siguiente ecuacin: Ec - 6 Dnde: NR: nmero de platos en la zona de rectificacin. X: representa la fraccin del componente. NS: nmero de platos en la zona de agotamiento. Al igual que la ecuacin de Gilliland presenta un error cuando la zona de agotamiento es ms importante que la zona de rectificacin. (Geankoplis, 1998).2.5.4.2 Mtodo rigurosoLa separacin de mezclas en componentes esencialmente puros es de capital importancia en la fabricacin de productos qumicos. La mayor parte del equipo de una planta qumica tpica tiene como fin la purificacin de materias primas, productos intermedios y productos finales, mediante las operaciones de transferencia de materia en mltiple fase que se describen cualitativamente en este captulo.Las operaciones de separacin son procesos de transferencia de materia entre fases debido a que implican la creacin, mediante la adicin de calor, como ocurre en destilacin o de un agente material, como en absorcin o extraccin, de una segunda fase, y la subsiguiente separacin selectiva de componentes qumicos de la mezcla monofsica original por transferencia hacia la nueva fase creada. Se consideran contactares de fase mltiple con diferentes formas de flujo. (Henley Ernest, 2000)

2.5.4.3 Clculo del Dimetro y Altura de Columnas de DestilacinPara el clculo del dimetro y altura de una columna de destilacin, se utiliza las Ecuaciones de Heaven, las cuales a continuacin sern desarrolladas. oDimetro de la columna, Dc

Ec 7Ec - 8 Dnde: Dc: es el dimetro de la columna, m T: temperatura media de los vapores de cabeza, C P: presin media absoluta en la cabeza de la torre, mmHgV: velocidad media de los vapores, m/s k: caudal de vapor, Kmol/k : 3.141516 oAltura de la columna, Hc

Ec 9 Dnde: Hc: altura de la columna, m n: es la eficiencia promedio de los platos de la columna S: es el nmero de etapas ideales. (Gutirrez, 2003). 2.5.4.4 Ecuaciones ComplementariasPara poder realizar el clculo, con los diferentes mtodos del clculo de columnas de destilacin se tiene las siguientes ecuaciones:

a) Ecuacin de AntonieEc 10Dnde: A,B y C : son constantes : Presin de vapor, mmHg v PT: Temperatura, C. (Perry, 1992). b) Ecuacin de la Volatilidad relativa

Ec 11 Dnde: : volatilidad relativa Pv, cl: presin de vapor respecto al clave ligero, mmHgPv ,cp : presin de vapor respecto al clave pesado, mmHg. (Geankoplis, 1998). c) Ecuacin de la densidad del gas

Ec-12 Dnde: : Densidad del gas, lb/ft3 gas WM : Peso molecular, lb/lbmolP: Presin, psiaR: 10.732, ft*psi/R*lb-mol T: Temperatura, RZ: Factor de compresibilidad. (Geankoplis, 1998).

2.6 Simulacin de procesosDesde el punto de vista fsico y qumico la industria petrolera es la ms compleja de todas las industrias qumicas de proceso. Sin embargo se puede lograr un entendimiento total de su funcionamiento, sin adentrase en los problemas de diseo, construccin y funcionamiento, a travs del estudio de los principios o fundamentos en los que se basa la operacin de esta industria. Como se ha mencionado la refinacin del petrleo es esencialmente un proceso de separacin que involucra la destilacin y seguido de algunas modificaciones qumicas necesarias para poder obtener productos deseables. As, podr asegurarse que la industria posee dos tipos de procesos: los fsicos y los qumicos. El estudio de estos procesos se puede realizar tomando en cuenta que estos deben cumplir ciertos requisitos fundamentales o principios en los cuales estn basados. Estos principios son: La conservacin de la materia La conservacin de la energa El principio de incremento de entropa

Un anlisis completo del sistema se realiza cuando se estudian bajo estos principios. Cuando se aplican nicamente los tres primeros se dice que se aplican los fenmenos de transferencia o de transporte de masa, energa y momento, respectivamente y se ha llevado a cabo en ellos como resultado de su operacin en su funcionamiento. Por otro lado como ya se ha dicho el nmero de compuestos contenidos en el petrleo es vasto y as se hace necesaria la caracterizacin de los productos del petrleo en funcin de sus propiedades fsicas, termodinmicas y de transporte, para ello identificar las corrientes involucradas en una operacin. De aqu que, con la identificacin de los fenmenos de transferencia, la caracterizacin de las diferentes corrientes y la aplicacin de los principios fundamentales en cada operacin del proceso se puede lograr un anlisis integral del mismo. El anlisis se facilita a travs del uso de la simulacin del proceso. (Torres & Castro, 2002).

2.5.1 Diagramas de flujo de procesoUn diagrama de flujo de proceso describe el equipo y las conexiones que componen una planta. Sin la informacin de un diagrama de flujo no se podr efectuar ninguna simulacin, de tal forma que al hacer un buen diagrama de flujo se asegura la representacin adecuada del proceso y la obtencin de resultados confiables. Las corrientes de un proceso son dibujados como flechas en los diagramas de flujo, las cuales apuntan en la direccin del flujo de masa. Una vez construido el diagrama de flujo ste puede ser codificado en forma numrica para usarse en la computadora, de tal manera que se requiere informacin del flujo la cual se obtiene del diagrama de flujo del proceso real para manejarla en forma numrica. (Torres & Castro, 2002).2.5.1.1 Diagramas de flujo del proceso (PFD).Un diagrama de flujo cualitativo indica el flujo de material, operaciones unitarias implicadas, equipo necesario, y la informacin especial sobre las temperaturas y presiones en el punto de operacin. Un diagrama de flujo cuantitativo muestra las cantidades de materiales necesarios para la operacin del proceso. Diagramas de flujo preliminares se realizan durante las primeras etapas del proyecto de diseo. A medida que el diseo se acerca a la terminacin, los diagramas de flujo se preparan detalladamente con informacin sobre las cantidades de flujo y las especificaciones de los equipos. Este tipo de diagrama de flujo mostr el patrn cualitativo y sirve como una referencia de base para proporcionar las especificaciones del equipo, datos cuantitativos, y clculos de la muestra.(Amador,2012)

2.5.2 SimulacinLa simulacin de procesos puede ser definida como una tcnica para evaluar en forma rpida un proceso con base en una representacin en el mismo, mediante modelos matemticos. La solucin de estos se lleva a cabo por medio de programas de computadora y permite tener un mejor conocimiento del comportamiento de dicho proceso. El nmero de variables que aparecen en la descripcin matemtica de una planta de proceso qumica puede ser tan grande como 100,000; y el nmero de ecuaciones no lineales que deben resolverse pueden ser del orden de miles, por lo tanto la nica forma viable de resolver el problema es por medio de una computadora. . (Martnez, Dvila, Lpez, Salado, & Rocha, 2000). 2.5.3 Aplicaciones de los procesos de simulacin

La Simulacin de procesos qumicos es una herramienta moderna que se ha hecho indispensable para la solucin adecuada de los problemas de proceso. Permite efectuar el anlisis de plantas qumicas en operacin y llevar a cabo las siguientes tareas, las cuales son comunes en las diversas ramas de la industria qumica: Deteccin de cuellos de botella en la produccin Prediccin de los efectos de cambio en las condiciones de operacin y capacidad de la planta Optimizacin de las variables de operacin Optimizacin del proceso cuando cambian las caractersticas de los insumos y/o las condiciones econmicas del mercado Anlisis de nuevos procesos para nuevos productos Evaluacin de alternativas de proceso para reducir el consumo de energa Anlisis de condiciones crticas de operacin Transformacin de un proceso para desarrollar otras materias primas Anlisis de factibilidad y viabilidad de nuevos procesos Optimizacin del proceso para minimizar la produccin de desechos y contaminantes Entrenamiento de operadores e ingenieros de proceso Investigacin de la factibilidad de automatizacin de un proceso. (Martnez, Dvila, Lpez, Salado, & Rocha, 2000).

2.5.4 Simulacin estacionariaLa simulacin en estado estacionario implica resolver los balances de un sistema no involucrando la variable temporal, por lo que el sistema de ecuaciones deseara estudiar o reflejar en el modelo las variaciones de las variables de inters con las coordenadas espaciales (modelos a parmetros distribuidos); entonces deber utilizarse un sistema de ecuaciones diferenciales a derivadas parciales (segn el nmero de coordenadas espaciales consideradas). (Scenna,1999)

2.5.5 Balance de masaLas ecuaciones generales para un sistema son:Balance de masa de flujos totales: Ec- 13Que coloquialmente se expresa como sigue:Entradas- salidas= Acumulacin Estas ecuaciones son vlidas independientemente de lo que ocurre en el interior del sistema Los balances de componentes individuales no son conservativos, ya que un componente especifico puede formarse o desaparecer por reaccin qumica, por eso en el balance de cada especie debe incluirse un trmino que considere la generacin o consumo de masa por reaccin qumica. . (Martnez, Dvila, Lpez, Salado, & Rocha, 2000). Ec-142.5.6 Balance de energaLa expresin del principio de conversin de la energa (1 ley de la termodinmica) toma la siguiente forma: Ec-15Donde:CA: calor agregadoTR: Trabajo realizado . (Martnez, Dvila, Lpez, Salado, & Rocha, 2000).

2.5.7 Simulacin dinmica

La simulacin dinmica estudia el comportamiento del sistema con respecto al tiempo como variable independiente, es decir, es la respuesta del estado de un proceso en funcin del tiempo.Se tiene en cuenta que en cualquier planta qumica opera en estado dinmico o transitorio. Debido a que uno verdaderamente estacionario nunca puede alcanzar en prctica.Una gran variedad de problemas industriales importantes son de carcter dinmico o transitorio debido a que uno verdaderamente estacionario nunca puede ser alcanzado en la prctica. (Scenna,1999)2.5.8 ModelosModelo es la representacin matemtica de un sistema o un fenmeno por medio de la aplicacin de principios fundamentales. Las bases de los modelos matemticos son leyes fsicas y qumicas fundamentales (leyes de conservacin de masa, energa y momentum) y las ecuaciones de transporte.

2.5.9 Simuladores 2.5.10 Aspen HYSYS Es una herramienta de simulacin de procesos muy poderosa, ha sido especficamente creada teniendo en cuenta lo siguiente: arquitectura de programa, diseo de interfase, capacidades ingenieriles, y operacin interactiva.Este software permite simulaciones tanto en estado estacionario como en estado transitorio. Los variados componentes que comprende Aspen HYSYS proveen un enfoque extremadamente poderoso del modelado en estado estacionario. Sus operaciones y propiedades permiten modelar una amplia gama de procesos con confianza.Para comprender el xito de Aspen HYSYS no se necesita mirar ms all de su fuerte base termodinmica. Sus paquetes de propiedades llevan a la presentacin de un modelo ms realista.En los ltimos aos, este programa ha sido ampliamente usado en la industria para: investigacin, desarrollo, simulacin y diseo. Aspen HYSYS sirve como plataforma ingenieril para modelar procesos como: procesamiento de gases, instalaciones criognicas, procesos qumicos y de refinacin. (ClarksonUniversity, 2009.)2.5.10.1 PRO/II Simulacin integral de procesosEl software PRO/II simulacin integral de proceso es un simulador de estado estacionario que posibilita un anlisis operacional y diseo de proceso mejorado. Est diseado para realizar clculos rigurosos de equilibro de energa y masa para una amplia variedad de procesos qumicos.Desde la separacin de gas y petrleo hasta la destilacin reactiva, PRO/II ofrece a las industrias del procesamiento de slidos, gas natural, petrleo, qumicos y polmeros la solucin de simulacin de procesos ms integral disponible en la actualidad.

Beneficios principalesEvala rigurosamente las mejoras en el proceso antes de comprometerse con proyectos costosos de capitalMejora la produccin de la planta a travs de la optimizacin de los procesos de planta ya existenteEvala los costos de manera efectiva, documenta y cumple con los requisitos ambientalesAcelera el proceso de resolucin de problemasDetecta y remedia procesos de cuellos de botella.(invensys,2005)

2.6 DIAGRAMA DE TUBERAS E INSTRUMENTACINLos diagramas de tuberas e instrumentacin, segn sus siglas en ingls P&ID, Piping and InstrumentDiagram, son los documentos base de todo proyecto industrial. En estos diagramas se muestra la siguiente informacin como mnimo: Equipos de la planta Las tuberas que interconectan los equipos La instrumentacin que controla la planta Los diagramas, a medida que van pasando por las distintas etapas de un proyecto, se van completando con informacin cada vez ms detallada, que permiten finalmente reflejar el funcionamiento y las caractersticas principales de la planta. Para los tcnicos en instrumentacin es esencial saber disear e interpretar estos diagramas, ya que el control de la planta se refleja en ellos. (Baldovino Montes, 2006) La norma de ISA 5.1 es el estndar ms utilizado para representar los diagramas P&ID. En general, al realizar un plano de instrumentacin, a cada instrumento, se le asigna un icono consistente en un crculo que contiene un cdigo alfanumrico llamado TagNumber, el cual debe cumplir con ciertas caractersticas, que se sealan a continuacin en el punto Identificacin funcional de instrumentos. ISA recomienda utilizar ciertas clases de lneas para representar flujos de proceso y seales de instrumentos. Adems, define smbolos para vlvulas, actuadores y otros; deja libertad para representar equipos de proceso. Una versin resumida de esta simbologa se encuentra en la lmina CS-ISA 01; y la norma especfica es la ISA-S5.1. (Paez Rivera, 2010) El estndar plantea las siguientes definiciones principales: Burbuja: Es un circulo utilizado para identificar en forma grfica un instrumento, y su ubicacin local, remota, en sala de control, etc. Sensor: Es el primer elemento del lazo que mide el valor de una variable de proceso.Transmisor: Dispositivo que a travs de un sensor entrega una salida normalizada proporcional a la variable medida. Controlador: Dispositivo que ejecuta un algoritmo de control. Dicho algoritmo compara el valor de una variable medida (entrada al controlador), con un valor de referencia (set point), el resultado del algoritmo involucrar ajustar la salida del controlador, para que la variable medida alcance el valor de referencia. Convertidor: Dispositivo que transforma una seal de un tipo en otra forma. Ej. I/P (corriente a presin), P/I (presin a corriente), I/I (corriente a corriente). Actuador: Dispositivo que acciona mecnicamente una vlvula u otro dispositivo mecnico, puede ser manual, elctrico, neumtico o hidrulico. Vlvula de Control: Elemento final de control que manipula el flujo en una tubera u otro elemento final de control. TagNumber: Identificacin codificada de instrumentos de acuerdo a Norma ISA 5.1, que se escribe dentro de la burbuja. Numeracin de lazos: Puede ser de dos tipos Serial o Paralela. La numeracin serial asigna un nmero consecutivo, independiente de la variable: FT-01, PT-02, TT-03. La numeracin paralela asigna un nmero consecutivo por variable: FT-01, FT-02, PT-01, PT-02, TT-01 Identificacin Funcional: Se utiliza norma ISA 5.1, donde se muestra un resumen de los significados de cada letra. La identificacin normal es de dos letras. (Baldovino Montes, 2006)

2.6.1 Norma ISA S5.1-84Todos los procesos que la actividad humana desarrolla, estn normados con el fin de lograr idiomas o medios de comunicacin que presupone un lenguaje comn para las diferentes actividades profesionales. La estandarizacin ofrece los fundamentos para este lenguaje.La InstrumentSociety of America de los Estados Unidos crea y actualiza permanentemente, las normas usadas en la instrumentacin empleada en todo procesoLa creacin de un manual tiene como objetivo el uniformar los conocimientos en el campo de la instrumentacin y no pretende ser un elemento esttico, sino en permanente revisin, pues una de las caractersticas de una norma es su actualizacin repetitivaLa norma data de 1986 y fue actualizada el 13 de Julio de 1992Toda estandarizacin tiene fortalezas y debilidades, su fortaleza es que puedes ser usado en forma interdisciplinaria y su debilidad es la dificultad en ser lo suficientemente especifico, para satisfacer la necesidad de una especialidad en particularLa simbologa ha sido consensuada, por grupos interdisciplinarios, para satisfacer una amplia gama de aplicaciones industriales. Los smbolos y su designacin permiten: tener herramientas de diseo, ensear dispositivos, siendo un medio especifico de comunicacin para tcnicos, ingenieros etc. Esto comunica conceptos, hechos, instrucciones y conocimientosEn el pasado y en el futuro la estandarizacin debe ser lo suficientemente flexible para describir lo justo.(ver AnexoB)

2.6.2 Identificacin funcional del instrumentoLa identificacin de un instrumento o funcin equivalente est conformada de letras tomadas desde la tabla CS ISA 01, que incluye una primera letra, para designar la variable bajo medida, y una o ms letras que permiten establecer la funcin que ejecuta el instrumento.Por lo general, la identificacin funcional se realiza con la siguiente secuencia: la primera letra es la variable bajo medicin, a la que puede acompaar una letra modificadora, por ejemplo TDT significa un transmisor diferencial de temperatura, la segunda letra es la funcin secundaria del instrumento y la tercera letra la funcin principal a las que puede acompaar una letra modificadora. En todo caso la letra modificadora siempre est a continuacin de la letra a la que modifica; y no hay posibilidad de error porque no se emplea la misma letra para designar una funcin y tambin para modificar. Si para un instrumento es necesario indicar ms funciones (no bastan las 4 letras), se debe representar con dos crculos tocndose y estableciendo sus funciones. La identificacin funcional de un instrumento se hace acorde a la funcin de este y no acorde a su construccin. En un lazo de instrumentos, la primera letra, de identificacin funcional, se selecciona acorde a la variable medida y no a la variable manipulada. El nmero de letras funcionales agrupadas para un instrumento, debera ser mantenido al mnimo de acuerdo al juicio del usuario. El total de letras en un grupo de identificacin no debera exceder las cuatro. El nmero de letras en un grupo puede ser mantenido en un mnimo de dos maneras: arreglando las letras funcionales en subgrupos para cuando el dispositivo posee mltiples funciones, entradas o mide ms de una variable; u omitiendo la letra I (indicador) si un instrumento indica y registra la misma variable medida. (Paez Rivera, 2010) 2.6.3 Numeracin de lazosUn lazo de instrumentacin est constituido por un conjunto de instrumentos interconectados y relacionados con una variable de proceso de inters. La identificacin de un lazo implica asignarle a este un nico nmero, de esta manera se puede completar la identificacin de un instrumento al agregarle el nmero del lazo al que pertenece. La identificacin del instrumento se llama TAG.La numeracin del lazo puede ser paralela o serial. La numeracin paralela involucra comenzar una secuencia numrica para cada nueva primera letra. La numeracin serial involucra usar una nica secuencia de nmeros, indiferente de la primera letra de la identificacin de un lazo. La secuencia de numeracin de un lazo puede comenzar con 1 o con cualquier otro nmero conveniente. En el caso de que un lazo contenga ms de un instrumento con la misma identificacin funcional, tambin puede ser usado un sufijo anexado al nmero del lazo. (Paez Rivera, 2010)2.6.4 Sofware para la visualizacion del diagram de tuberias e intrumentacion P&Id2.6.4.1 Autodesk AutoCADAutodesk AutoCADes un programa de diseo asistido por computadora para dibujo en dos y tres dimensiones. Actualmente es desarrollado y comercializado por la empresaAutodesk. El trminoAutoCADsurge como creacin de la compaaAutodesk, teniendo su primera aparicin en 1982.AutoCADes un software reconocido a nivel internacional por sus amplias capacidades de edicin, que hacen posible el dibujo digital de planos de edificios o la recreacin de imgenes en 3D.AutoCADes uno de los programas ms usados, elegido por arquitectos, Ingenieros y diseadores industriales. Desglosando su nombre, se encuentra que Auto hace referencia a la empresa creadora del software,AutodeskyCADaDiseoAsistido porComputadora(por sus siglas en ingls).Ventajas del Autocadla versatilidad del sistema lo ha convertido en un estndar general, sobre todo porque permite: Dibujar de una manera gil, rpida y sencilla, con acabado perfecto y sin las desventajas que encontramos si se ha de hacer a mano. Autocad se ha convertido en un estndar en el diseo por ordenador ya que es muy verstil, pudiendo ampliar el programa base mediante programacin (autolisp, dcl, visual basic, etc.). Permite intercambiar informacin no solo por papel, sino mediante archivos, y esto representa una mejora en rapidez y efectividad a la hora de interpretar diseos, sobretodo en el campo de las tres dimensiones. Con herramientas para gestin de proyectos podemos compartir informacin de manera eficaz e inmediata. esto es muy til sobretodo en ensamblajes, contrastes de medidas, etc.Desventajas del AUTOCAD El autocad es un programa muy amplio y requiere de mucho estudio para lograr dominarlo completamente, En dibujos especializados no es el mejor indicado, ya que requiere de diseo a colores, realizamos, texturas y estas en si pesan demasiado a la hora de aadirle el realismo que demanda. La aplicacin de materiales a los objetos 3d hacen un archivo muy pesado, el rende es algo lento, para eso existe 3d studio.

2.6.4.2 MICROSOFT VISIO Es una aplicacin grfica y de dibujo que lo ayuda a visualizar, explorar y comunicar informacin compleja. Con Visio, puede transformar tablas y texto complicado que es difcil de entender en diagramas de Visio que comunican informacin con tan solo echar un simple vistazo.Visio ofrece modernas plantillas y formas para satisfacer una amplia variedad de necesidades de diagramacin, incluida la administracin de TI, el modelado de procesos, la construccin y la arquitectura, el diseo de interfaces de usuario, la administracin de recursos humanos, la administracin de proyectos, etc.Ventajas Es simple de usar. Puede ser utilizado parta diversas aplicaciones no solo en la ingeniera. Es intuitivo.Desventajas No es gratuito. No es una herramienta CASE tal como lo es por lo tanto no genera ningn cdigo. Algunas veces no se encuentran todas las herramientas necesarias.(Prezi,2012)2.7 DISTRIBUCIN DE UNIDAD LAYOUTLa distribucin en planta comprende la disposicin fsica de las posibilidades industriales, instaladas o en proyecto e incluye los espacios necesarios para el movimiento del material, almacenaje, mano de obra indirecta, actividades auxiliares, servicios y personal La distribucin en planta determina cuanto posibilita el patrimonio tangible fijo de una empresa el logro de los objetivos. (Muther, 2006) 2.7.1 Planeacin Sistemtica de la Distribucin de PlantaEste mtodo fue desarrollado por un especialista reconocido internacionalmente en materia de planeacin de fbricas, quien recopil distintos elementos utilizados por los ingenieros industriales para preparar y sistematizar los proyectos de distribucin. El mtodo S.L.P. (SystematicLayoutPlanning) es una forma organizada de realizar la planeacin de una distribucin y est constituido por cuatro fases, en una serie de procedimientos y smbolos convencionales para identificar, evaluar y visualizar los elementos y reas involucradas en la planificacin. Esta tcnica, incluyendo el mtodo simplificado, puede aplicarse a oficinas, laboratorios, reas de servicio, almacn u instalaciones productivas y es igualmente aplicable para la realizacin de redistribuciones, distribuciones y relocalizaciones. El mtodo S.L.P. consiste en una secuencia de pasos, un patrn de procedimientos y una serie de convenciones. (Muther, 2006)2.7.2 Los cuatro pasos de la Planeacin Sistemtica de la Distribucin de PlantaComo cualquier proyecto de organizacin, arranca desde un objetivo inicial ideal y culmina con el proyecto efectivamente instalado. Localizacin: En este primer momento debe decidirse la ubicacin del rea a organizar. Plan general de distribucin: Se establece el patrn o patrones bsicos de flujo en la instalacin a organizar. Tambin se indica el tamao, configuracin y relacin con el resto de la planta de cada una de las actividades de mayor envergadura, departamentos o reas. Preparacin en detalle: Se planifica donde localizar cada pieza de maquinaria o equipo, materiales, personal, servicios auxiliares.

Instalacin: Esto envuelve ambas partes, planear la instalacin y hacer fsicamente los movimientos necesarios. Indica los detalles de la distribucin y se realizan los ajustes necesarios conforme se van colocando los equipos (Muther, 2006)

2.7.3 Datos bsicos para el planeamiento de la instalacinEl mtodo S.L.P. propone los elementos P.Q.R.S.T. (Product, Quantity, Route, Services, Time) como la base en que se fundamente todo trabajo de distribucin: (P) Producto o Material a fabricar, incluyendo variaciones y caractersticas. (Q) Cantidad o Volumen de cada tipo de producto que debe fabricarse (R) Recorrido o Proceso operaciones y secuencia en que se deben realizar (S) Servicios y actividades auxiliares que son necesarios en los diferentes departamentos para que se puedan llevar a cabo las tareas correspondientes (T) Tiempo o medicin de tiempos que relaciona P.Q.R.S. con cundo, cunto tiempo, qu tan pronto y qu tan seguido, adems de que influye de manera directa sobre los otro cuatro elementos, ya que nos permite precisar cundo deben fabricarse los productos, en qu cantidades. Y de acuerdo con esto, cunto durar el proceso y qu tipo de mquinas lo mejorarn, qu servicios son necesarios y su situacin, ya que de ellos depende la velocidad a la que el personal se desplace de un punto de trabajo a otro. (Muther, 2006)

2.7.4 Parmetros para la distribucin de plantaToda distribucin de planta se basa en tres parmetros: Relaciones: que indican el grado relativo de proximidad deseado o requerido entre mquinas, departamentos o reas en cuestin. Espacio: indicado por la cantidad, clase o forma o configuracin de los equipos a distribuir. Ajuste: que ser el arreglo fsico de los equipos, maquinaria, servicios, en En un primer paso combinaremos la informacin sobre el producto y el camino que debe seguir entre departamentos en un diagrama de flujo de actividades, en el que las distintas reas o departamentos estn geogrficamente esquematizadas sin consideracin al espacio fsico que cada una requiere. En la consideracin de los requerimientos de espacio, el anlisis debe hacerse en base a los procesos de fabricacin, los equipos necesarios y los requerimientos de servicios auxiliares. Posteriormente estas necesidades de espacio deben ser balanceadas de acuerdo al espacio disponible, luego, el rea permitida para cada actividad sostendr la relacin de actividades esquematizada para formar un diagrama de relacin de espacio. Por lo tanto, estos tres parmetros constituyen el eje de cualquier proyecto de distribucin de planta en su fase de planeacin. Para integrar y ajustar las consideraciones teniendo en cuenta las modificaciones y las limitaciones prcticas se va probando y examinando cada caso. Las ideas que resulten con valor prctico se toman y las otras ya se eliminan en esta etapa. Finalmente, luego de dejar los planes que no sirven, nos quedan las alternativas viables y cada una de ellas ser analizada para decidir cul de ellas se selecciona. (Muther, 2006) Estas alternativas de plan pueden llamarse plan X, plan Y y plan Z. En este punto puede hacerse un anlisis de costos junto con una evaluacin de factores intangibles, para seleccionar uno de los planes, aunque en muchos casos el proceso de evaluacin por s mismo sugiere una nueva, ya que la mejor alternativa puede ser una combinacin de dos o ms de los planes de organizacin que se evaluaron. El siguiente paso, la organizacin detallada, involucra el estudio de cada pieza de la maquinaria y equipo, por separado. Antes de finalizar la organizacin general total podr comenzarse el anlisis de detalles, por ejemplo, la orientacin de un transportador. (Muther, 2006) condiciones reales.

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