Practica N°2 ((Diagrama de Flujo de Proceso)(Diseño de Plantas)).docx

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE BIOTECNOLOGÍA

DISEÑO DE PLANTAS 7AV2 Practica N° 2: Diagrama de Flujo de Proceso

TÍTULO DEL TRABAJO: Planta de Tratamiento de Aguas Residusiduales San Isidro

PRESENTA: Karina del Rosario Santomé Garnica

ASESOR:

México, D.F. 7 de Junio de 2016

INDICE PAG 1 ASESOR:

ASESOR:

México, D. F. 16 de Febrero de 2016

Introducción…………………………………………………………………………… ……………………………………. Objetivo………………………………………………………………………………… …………………………………….. Justificación…………………………………………………………………………… …………………………………….. Procedimiento………………………………………………………………………… ……………………………………. Resultados……………………………………………………………………………… ……………………………………. Diagrama de Bloques (Convenciones y Formato Recomendado) ………………………………………. Información Básica de un Diagrama de Flujo de Proceso………………………………………………….. Diagrama de Flujo de Tuberías e Instrumentos…………………………………………………………………. Elaboración General de un Diagrama de Flujo de Proceso………………………………………………… Símbolos más utilizados en un Diagrama de Flujo de Proceso (DFP o PFD)……………………….. Convenciones Utilizadas para los Equipos………………………………………………………………………… Convenciones para identificar procesos y corrientes de servicio………………………………………. Reglamento Básico de Dibujo para la información presentada en todo tipo de DFP según la ISO – 10628:97 – 5.2………………………………………………………………………………………… …………… Ejemplo final de un DFP de una operación unitaria específica con cuadro de balance. (Goma Xantana) ……………………………………………………………………………………………… ……………….. Referencias Bibliográficas………………………………………………………………………… ………………….

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INTRODUCCIÓN Un diagrama de flujo es un diagrama que representa el modo de explotación, la configuración y el funcionamiento de una planta de procesos o de una sección de la planta conocida comúnmente como unidad. Para poder realizar adecuadamente un diagrama de flujo de proceso se debe tener bien definido que es un proceso en términos de producción en una planta especifica. Un proceso se define como la secuencia de operaciones químicas, físicas y biológicas que son necesarias para la transformación, el transporte y el almacenamiento de materiales o energía. Existen diferentes tipos de diagramas de proceso:

Diagrama de Flujo en Bloque CLASIFICACIÓ N

Diagrama de Proceso

Diagrama de Flujo de Proceso en Bloque Diagrama de Flujo de Planta en Bloque

Diagrama de Tuberias e Instrumentos Figura 1. Clasificación de los diagramas de flujo de proceso

Beneficios de un Diagrama de Flujo 3

1. En primer lugar, facilita la obtención de una visión transparente del proceso, mejorando su comprensión. El conjunto de actividades, relaciones e incidencias de un proceso no es fácilmente discernible a priori. La diagramación hace posible aprehender ese conjunto e ir más allá, centrándose en aspectos específicos del mismo, apreciando las interrelaciones que forman parte del proceso así como las que se dan con otros procesos y subprocesos. 2. Permiten definir los límites de un proceso. A veces estos límites no son tan evidentes. 3. Estimula el pensamiento analítico en el momento de estudiar un proceso, haciendo más factible generar alternativas útiles. 4. Un diagrama de flujo ayuda a establecer el valor agregado de cada una de las actividades que componen el proceso. 5. Igualmente, constituye una excelente referencia para establecer mecanismos de control y medición de los procesos, así como de los objetivos concretos para las distintas operaciones llevadas a cabo. 6. Facilita el estudio y aplicación de acciones que redunden en la mejora de las variables tiempo y costes de actividad e incidir, por consiguiente, en la mejora de la eficacia y la eficiencia. 7. Constituye el punto de comienzo indispensable para acciones de mejora o reingeniería.

OBJETIVO Desarrollar la Ingeniería básica y de detalle de un proceso de producción Preparar la ingeniería básica y de detalle del proceso

JUSTIFICACION Para la mayoría de los estudiantes, el diagrama de flujo es una hoja impresa de un libro que contiene una serie de símbolos, cada uno de los cuales describe en forma simple una parte del equipo industrial. Los símbolos están interconectados por segmentos de línea recta, dispuestos en trayectorias oblicuas y tortuosas. El mencionado diagrama de flujo cualitativo, descrito de esta manera, se emplea frecuentemente y útilmente para ilustrar la organización general de un proceso químico, físico, biológico o de otra naturaleza de producción. Para el ingeniero practicante, un diagrama de flujo es muy diferente. Aun cuando pueda ser de diferentes tipos. El diagrama de flujo de proceso equivale a la "copia azul" autorizada del proceso, el armazón para estimar el costo y la fuente de especificaciones utilizada en el diseño y designación del equipo. Adquiere el estado de escritura 4

cuando está ya "canonizada" en su forma final a través de un exhaustivo calculo y vigorosa discusión; es el único documento autorizado que se emplea para definir, construir y operar cualquier proceso.

PROCEDIMIENTO  Diagrama de Bloques (Convenciones y Formato Recomendado)  Información Básica de un Diagrama de Flujo de Proceso  Diagrama de Flujo de Tuberías e Instrumentos  Elaboración General de un Diagrama de Flujo de Proceso  Símbolos más utilizados en un Diagrama de Flujo de Proceso (DFP o PFD)  Convenciones Utilizadas para los Equipos  Convenciones para identificar procesos y corrientes de servicio  Reglamento Básico de Dibujo para la información presentada en todo tipo de DFP según la ISO – 10628:97 – 5.2

RESULTADOS Diagrama de Bloques (Convenciones y Formato Recomendado) 1. Las operaciones se muestran mediante bloques 2. La mayoría de las líneas de flujo se representan con flechas que van en dirección del flujo 3. La dirección del flujo es de izquierda a derecha mientras sea posible 4. Las corrientes ligeras (gases) van por el tope mientras que las corrientes pesadas (líquidos y sólidos) van por el fondo 5. Se suministra únicamente información crítica del proceso 5

6. Si las líneas se cruzan, la línea horizontal es continua y la vertical se corta Figura 2. EJEMPLO: Diagrama a bloques convencional de la producción de benceno

Información Básica de un Diagrama de Flujo de Proceso 1. Todos los equipos principales en el proceso se presentarán en el diagrama con una descripción de este. Cada equipo tendrá asignado un número único y un nombre descriptivo 2. Las corrientes de flujo de proceso están representadas por un número. Se incluye una descripción de las condiciones de proceso y la composición química de cada corriente. Estos datos se presentan directamente en el PFD o se incluyen en una tabla adicional 3. Se muestran todas las corrientes de servicios que se suministran a los equipos principales o que brindan una función en el proceso 4. Lazos de control básicos, que ilustren la estrategia de control usada para que el proceso opere dentro de condiciones normales

Diagrama de Flujo de Tuberías e Instrumentos Basado en el DF de Proceso, representa la realización técnica de un proceso con la ayuda de símbolos gráficos para los equipos y las tuberías junto con los símbolos gráficos que representan las funciones de medición y control del los procesos. Figura 3. EJEMPLO: Diagrama de flujo convencional de tuberías e Instrumentos (DTI)

Elaboración General de un Diagrama de Flujo de Proceso 1. Los diagramas comienzan con la entrada de materiales la cual se representa mediante una línea horizontal donde se debe describir las características del material. 2. A la derecha de la línea horizontal (entrada de materiales) debe iniciar una línea vertical hacia abajo, línea en la cual se ubicarán los símbolos de las actividades de un proceso.

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3. Ensamble: En el punto del proceso que se necesite un material para continuar; se debe indicar la entrada de este material, y se pueden presentar dos casos puntuales:  Material sea comprado (se utiliza la línea horizontal al lado izquierdo de la línea vertical).  Material sea procesado dentro de la planta, se debe indicar hacia la izquierda todo el proceso que se aplica al material. 4. En un diagrama siempre debe existir una línea principal, esta línea corresponde al componente o parte más importante del producto y es la que tiene el mayor número de actividades. 5. Después de la entrada de un material siempre hay una operación, nunca otra actividad. 6. Desmontaje: Cuando un producto se divide en su componente este se indica como una salida de material posterior a la operación de desmontaje y se representa con una línea horizontal a la derecha de la línea vertical de flujo; por esta línea van las partes más pequeñas del material desmontado. Los materiales más grandes continúan por la línea vertical. Cuando ocurre un desmontaje se pueden presentar dos casos puntuales.  Material desmontado no vuelve a entrar al proceso de producción. Esta salida se representa únicamente con una línea horizontal hacia la derecha y por la línea vertical continúa el proceso de producción.  Material desmontado vuelve a integrarse al proceso de producción. Se debe representar el proceso que se hace al material desmontado a la derecha de la línea vertical de flujo. 7. Luego la línea vertical del proceso de producción de la cual se desmontó el material se desvía a la derecha hasta encontrar la otra línea vertical del proceso desmontado y se continúa el proceso en la dirección de esta línea. 8. En caso de intersección en la línea de flujo, interrumpir la línea horizontal y trazar un semicírculo en la intersección. Varias alternativas. Después de una actividad, generalmente de inspección, se puede presentar:  Productos que se aceptan sin trabajo adicional.  Productos que se aceptan después de un trabajo adicional que se deben representar a la derecha de la línea vertical de flujo.  Productos rechazados totalmente que nunca vuelven al proceso y se representan a la izquierda de la línea vertical de flujo. 9. Cambio de unidad: Cuando se está realizando una inspección de un proceso puede ocurrir un cambio en la unidad de producción, esto se 7

representa interrumpiendo la línea vertical de flujo colocando dos líneas horizontales y entre estas dos líneas se debe colocar la descripción de la unidad. 10.Todo diagrama debe llevar una numeración, las actividades se enumeran utilizando una serie para cada una de las actividades (operaciones, inspecciones, transportes), se enumera en el orden que va apareciendo, comenzando por la línea principal, que es la más cercana a la derecha. Se debe enumerar hasta encontrar la línea de entrada de material (ensamble) se enumera esta y luego se continúa por la vertical.

Símbolos más utilizados en un Diagrama de Flujo de Proceso (DFP o PFD)

Convenciones Utilizadas para los Equipos

Convenciones para identificar procesos y corrientes de servicio

Tabla 1. Información Suministrada en un Resumen de Flujo

Información Esencial Numero de Corriente Temperatura (°C) Presión (Bar) Fracción de Vapor Flujo Másico Total (Kg/h) Flujo Molar Total (Kmol/h) Flujo Individual de Cada componente (Kmol/h)

Información Opcional Fracción Molar del Componente Fracción Másica del Componente Flujo Volumétrico (m^3/h) Propiedades Físicas  Densidad y Viscosidad Datos Termodinámicos (Capacidades Calóricas y Entalpia de la Corriente) Nombre de la Corriente

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Reglamento Básico de Dibujo para la información presentada en todo tipo de DFP según la ISO – 10628:97 – 5.2  Ordenada.  Jerarquizada.  No es necesario que tenga relación con su ubicación espacial en la planta. Sin embargo, en los de Proceso y Tuberías e Instrumentación, “Las instalaciones que van a estar en el nivel más alto de la unidad deben representarse en la parte superior del dibujo y las que ocupen el nivel más bajo en la parte inferior”.  No representa las dimensiones reales de los objetos.  Cuando sea necesario representar instrumentos de control o medición, “ los símbolos gráficos de las funciones de medición y control de los procesos para los equipos y las tuberías así como las propias tuberías y de las válvulas deben colocarse en la posición lógica de acuerdo a la función que desempeñen”.

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EJEMPLO FINAL DE UN DFP DE UNA OPERACIÓN UNITARIA ESPECÍFICA CON CUADRO DE BALANCE. (GOMA XANTANA)

Componentes / Flujos

Goma Xantana (kg/h) Agua (kg/h) Biomasa (kg/h) TOTAL (kg/h)

1 Caldo Pasteurizad o 2.052 1231.8 12.46 1246.25

2 Caldo Bombeado

3 Biomasa Separada

4 Solución de Goma

2.052 1231.8 12.46 1246.25

0.020 1228.02 12.46 1240.44

2.03 3.77 0 5.805

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. GUÍA PARA LA ELABORACIÓN DE UN DIAGRAMA DE PROCESO BASADO EN LA NORMA ASME. Sitio Web: (http://www.ingenieriaindustrialonline.com/herramientas-para-elingeniero-industrial/ingenier%C3%ADa-de-metodos/guia-para-elaborardiagramas-de-proceso/). Consultado el 29 de Febrero de 2016. 2. Ateco Consultores. Diagrama de Flujo y Gestión de Proceso. Sitio web: (http://www.aiteco.com/que-es-un-diagrama-de-flujo/). Consultado el 29 de Febrero de 2016. 3. Karl T. Ulrich. (2009) Diseño y Desarrollo de Productos. Editorial Mc Graw Hill. Cuarta Edición. México D.F.

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