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DISEO DE UN SISTEMA DE ALMACENAMIENTO PARA DIETILAMINA

Erika Nathalia Doncel BejaranoYulieth Tatiana Crdenas Gonzlez Lucas Isaac Corredor RojasMaira Alejandra Guzmn Zolaque

Universidad de La Sabana, ChaTaller de Ingeniera qumicaIngeniera qumica23 de febrero, 2015

Tabla de contenido1. Resumen 32. Metodologa para desarrollar el proyecto33. Caractersticas de la dietilamina 4 3.1. Propiedades fsico qumico4 3.2 Usos industriales 44. Ubicacin de la planta45. Capacidad de almacenamiento 56. Redes de transporte internas87. Seguridad industrial 108. Plan de accin al recibir y despachar109. Zonas de cargue y descargue 1210. Construcciones complementarias, redes de servicio1411. Plano del sistema 1512. Anexos 1613. Referencias 17

Diseo de un sistema de almacenamiento para dietilamina

1. Resumen

Un sistema de almacenamiento es un conjunto de instalaciones, equipos y operaciones diseadas y ubicadas estratgicamente con el fin de mantener una sustancia en condiciones adecuadas de acuerdo a sus requerimientos.La importancia de estos sistemas radica en la creciente produccin de bienes y servicios que requieren de materiales qumicos, cada uno de los cuales ha llegado a caracterizarse por la infinidad de aplicaciones que poseen en las diferentes reas de la industria.La dietilamina es uno de esos compuestos valiosos en la vidacotidiana, es un compuesto orgnico, empleado en la produccin de frmacos, depinturas, de barnices, entre otros productos.Dada su importancia, se ha presentado una propuesta sobre un diseo de almacenamiento, por tal razn, a lo largo de ste trabajo, se encontrar con los aspectos que se han tenido en cuenta para la elaboracin del mismo, tales como, las caractersticas fsico-qumicas del compuesto, los usos, la demanda, los proveedores, el manejo del compuesto, el transporte, las precauciones tanto ambientales como personales y otros aspectos en cunto a logstica. El desarrollo de ste trabajo nos permiti como estudiantes, hacer una aproximacin a la tarea del Ingeniero qumico, resolver problemas; el trabajo tambin permiti el desarrollo de habilidades tales como el trabajo en equipo, habilidades al emplear herramientas informticas que permitieran optimizar el tiempo en la solucin del problema y la habilidad ms importante, la de reconocer la necesidad de aprender a lo largo de la vida con el fin de garantizar la salud, seguridad y bienestar de la sociedad.1 2. Metodologa para desarrollar el proyecto

El problema consiste en almacenar adecuadamente 700 toneladas mtricas de dietilamina.El mtodo que se emple para la solucin de ste problema consta de cinco fases, inicialmente entender el problema y los objetivos de ste, preguntarse por los requerimientos, por la razn de almacenamiento, por la viabilidad del proyecto, una vez comprendido ste, se sigui a la fase en la que se formulan las propuestas de solucin, en sta fase se pens en diversas formas de llevar a cabo el almacenamiento, teniendo en cuenta calidad, eficiencia y costo, primero se presentaron diversas propuestas con su debida argumentacin sobre la ubicacin y a continuacin se pens en el sistema de almacenamiento, especficamente en las caractersticas de los contenedores.De toda sta gama de opciones, en la tercera fase denominada Qu restricciones hay sobre las opciones?, se extrajo la opcin que pareci ms adecuada, aquella que no solo favorece las condiciones del producto, sino tambin las redes de distribucin.Para concretar el proyecto habr que ejecutarlo y evaluarlo, lo que corresponde a la cuarta y quinta fase. 2

3. Caractersticas del compuesto:

La dietilamina es un compuesto orgnico, especficamente una amina secundaria, con bajo peso molecular, es un lquido alcalino, incoloro, voltil y con un fuerte olor amoniacal. La dietilamina es incompatible con sustancias fuertemente oxidantes.Dentro de las propiedades fsico-qumicas del compuesto, se encuentra el peso molecular, sta sustancia tiene un peso molecular de 73,14 g. 2La frmula molecular es (C2H5)2NH, la estructura correspondiente a ste es:

La dietilamina ebulle cuando alcanza los 56,3 C y se funde a -50 C, sta sustancia se disuelve en agua y en numerosos disolventes orgnicos. (Vase ficha tcnica en el anexo 1).La dietilamina se puede obtener a partir de la reduccin de una amida terciaria y por medio de un reductor tal y como lo es LiAlH4.3

Este compuesto tiene una variedad de usos, suele ser empleado en la obtencin del inhibidor de la corrosin, en la produccin de pesticidas y repelentes de insectos, en productos farmacuticos, las aminas son empleadas en medicamentos por su alto grado de actividad biolgica, ste compuesto tambin se emplea en la produccin de productos qumicos para el tratamiento del caucho, pinturas, lacas y barnices.4La cantidad de dietilamina que se ha decidido almacenar es para uso farmacutico, por ejemplo, en la elaboracin de salicilato de dietilamina, es un analgsico y antiinflamatorio que alivia el dolor local de origen traumtico o degenerativo de las articulaciones, tendones, ligamentos y msculos 5, otro medicamento que emplea la dietilamina es el diclofenaco dietilamina, empleado tambin como analgsico y antiinflamatorio. 6

4. Ubicacin de la planta

La planta ser ubicada en el Distrito Federal de Mxico, en un rea industrial.A continuacin se enumeran ciertas caractersticas que se tomaron en cuenta para la localizacin de la planta:

1. Estar situados en un lugar alejado de reas residenciales, escuelas, hospitales, reas de comercio, industrias que fabriquen o procesen alimentos para el hombre o los animales, ros, pozos, canales o lagos.2. Las reas destinadas para almacenamiento deben estar aisladas de fuentes de calor e ignicin.3. El almacenamiento debe contar con sealamientos y letreros alusivos a la peligrosidad de los materiales, en lugares y formas visibles. 4. El sitio de almacenamiento debe ser de acceso restringido y no permitir la entrada de personas no autorizadas. 5. Situarse en un terreno o rea no expuesta a inundaciones. 6. Estar en un lugar que sea fcilmente accesible para todos los vehculos de transporte, especialmente los de bomberos. 7

La principal razn por la que se ha tomado la decisin de instalar el sistema de almacenamiento en Mxico, es que en ste pas existe gran variedad de proveedores de dietilamina tales como ASSA Qumica (UNIQUIM), la cual se ubica en Toluca, Nutrinova, ubicada en Guadalupe, CYTEC, con una sede en Atequiza Jalisco, ICI Mexicana, ubicada en San Juan Ixhuatepec, entre otras, permitindonos distribuir la dietilamina en la ciudad y en los pases cercanos, tales como Colombia, Per, Brasil, Argentina entre otros pases de Amrica Latina. 8

5. Capacidad de almacenamiento

Teniendo en cuenta las caractersticas del compuesto y su demanda, se tom la decisin de almacenar 700 toneladas mtricas anuales. (Vase los clculos en el anexo 2)

700 toneladas mtricas de dietilamina corresponden a 990 m3 de ste, razn por la cual se almacenarn 495 m3 cada 6 meses en tanques sellados hermticamente para evitar la evaporacin del producto, cada tanque contar con una capacidad de 180 m3, altura de 9 m y un dimetro de 12 m, en cada uno de stos se almacenarn 165 m3 de dietilamina, asegurando que el 10% del tanque se encuentre libre para evitar alguna emergencia.

Como mencionaba anteriormente, la cantidad de dietilamina se determin de acuerdo a la demanda, a continuacin podr apreciar una tabla con el pas y la cantidad aproximada que solicita en cierto periodo de tiempo. 9

PasCantidadPerodo de tiempo

Rio de Janeiro, Brasil1 tonelada mtricaAnual

Venezuela365 LAnual

Antioquia, Colombia3 toneladas mtricasTrimestral

Mxico1.42 m3Bimestral

Lima, Per6 toneladas mtricasMensual

Buenos Aires, Argentina141 LitrosSemestral

Buenos Aires, Argentina166 toneladas mtricasSemestral

Chiapas, Mxico192 m 3Semestral

Estimando sta cantidad, se podra decir, que cada mitad de ao, la planta almacenara aproximadamente 492 m3. (Vase los clculos en el anexo 2)

En cuanto a los contenedores, se ha tomado la decisin de que sean cilndricos, dispuestos verticalmente, ya que ste tipo de formas ofrece la mnima rea de superficie por unidad de volumen.Especficamente, la dietilamina se almacenar en tanques cilndricos con techo cnico, puesto que la dietilamina tiende a tener una presin de vapor relativamente baja y estos tanques estn diseados precisamente con el fin de almacenar este tipo de productos, la presin de vapor se conoce como la presin que ejercen los vapores de un producto sobre las paredes internas de un recipiente, por lo tanto, cuanto ms difcil un producto se evapore, menor ser la presin que se ejerza sobre las paredes del recipiente. 10

A continuacin encontrar un boceto de los tanques de almacenamiento:

1. Dimensiones:

2. Diseo:

3. Prototipo:

Se emplearn 3 de stos tanques cilndricos, con interior de acero y exterior de concreto.Se les dar un valor agregado y es la instalacin de aisladores ssmicos, que los hacen resistentes a sismos de gran magnitud, tienen un sistema de monitoreo y alarmas que son controlados desde la sala de control.Poseen una bomba sumergida en su interior, que les permite, expulsar el lquido a travs de las tuberas.Estos tanques se encontrarn conectados entre s.En caso de que la cantidad solicitada sea inferior a los 1000 L se emplearn tanques industriales de Polietileno, provenientes de Per, fabricados por la empresa Eternit 11, la capacidad de stos depender de la cantidad solicitada. Cada tanque ir debidamente rotulado.

Diseo de los tanques industriales:

6. Redes de transporte internas:

Una vez la dietilamina llega a la planta, ste se almacena en los tres tanques previamente sealados, por medio de electrobombas, que impulsarn la dietilamina al interior de los tanques.Cada tanque en la planta, contar con una llave que permitir al lquido ser extrado por medio de unos tubos y transportado a un tanque cisterna, con capacidad de 38000 L, aproximadamente se despachar 1 tanque cisterna cada 15 das.

Materiales:

Para el transporte interno de la dietilamina se utilizarn los siguientes componentes:

Mangueras: Su funcin es facilitar el transporte del producto hacia el tanque. deben existir varias cantidades por si una de estas llega a presentar fisuras a la hora de utilizarlas con una longitud promedio de 7 metros. Electrobombas: Permiten la introduccin del lquido al tanque, resultara difcil llenarlo sin una de estas porque el lquido empezara a derramarse tan pronto se encuentra a una altura determinada dentro del tanque, con una electrobomba con suficiente potencia puede llenarlos hasta la altura adecuada, deben existir al menos dos de estas por si alguna antes de usarla llega a tener algn inconveniente.

7. Seguridad industrial

Es importante que la planta cuente con los siguientes elementos de seguridad:

Durante el almacenamiento y manejo general de la dietilamina no se debe mezclar los el lquidos con comburentes. Debe contar con un servicio bsico de primeros auxilios y tener fcil acceso a un centro hospitalario, en donde conozcan sobre la naturaleza y toxicidad de los materiales peligrosos. Debe disponer de un sitio adecuado para vestuario e higiene personal. Se deben dictar peridicamente cursos de adiestramiento al personal, en procedimientos apropiados de prestacin de primeros auxilios y de salvamento. Debe tener una cerca o muro en todo su alrededor, y no permitir la entrada de personas no autorizadas. Deben disponer de equipos adecuados para la descontaminacin de acuerdo al nivel de riesgo. Deben estar cubiertas y protegidas de la intemperie y, en su caso, contar con ventilacin suficiente para evitar acumulacin de vapores peligrosos y con iluminacin a prueba de explosin. Contar con detectores de gases o vapores peligrosos con alarma audible, cuando se almacenen materiales voltiles. Debe tener disponibles el equipo y los suministros necesarios de seguridad y primeros auxilios como: mscaras para gases, gafas o mscaras de proteccin de la cara, vestimenta impermeable a gases, lquidos txicos o corrosivos, duchas de emergencia, equipos contra incendios.

En caso de emergencia se contemplan, los siguientes elementos:

Nombres, direccin y telfono de al menos dos personas responsables con los que se pueda hacer contacto en caso de una emergencia. Evaluacin de los riesgos, que incluye el anlisis de los recursos humanos y materiales disponibles, vas de evacuacin, mapas de riesgos. Caractersticas constructivas de las instalaciones y de los medios de transporte. Identificacin de centros nacionales o regionales de informacin toxicolgica y atencin en casos de accidentes con materiales peligrosos, a fin de que puedan dar orientaciones inmediatas sobre primeros auxilios y tratamiento mdico, y resulten accesibles en todo momento por telfono o radio.

Elementos importantes para actuar en caso de emergencia:

Extintores: estn debidamente colocados, como se puede apreciar en el plano, en los cada una de la divisiones de las planta. Mangueras: estas estn ubicadas en las oficinas, en el rea de electricidad y en los tanques de almacenamiento Medios de comunicacin: estn comprendidos los interruptores que harn que las alarmas funcionen informando al personal cualquier tipo de emergencia que ocurra bien sea incendio o derrame. 3

8. Plan accin al recibir y despachar

Los tanques estarn alejados de la mayora de las partes de la planta, ya que podran llegar a ser peligrosos en casos de emergencia, contar con tres puertas lo suficientemente grandes para que los tanques cisternas entren y descarguen el producto, de igual forma a la hora de cargue, la planta cuenta con su respectiva rea de equipos, donde se guardaran las mangueras y electrobombas que se utilizan para el llenado y vaciado de tanques, en el depsito de tanques de plstico, se guardaran tanques de polietileno, en caso de que exista un pedido de dietilamina menor al metro cbico, ya que la cantidad de energa que se requiere emplear no es exagerada, la planta contar con un rea de energa, en la cual se almacenar la energa que se pueda obtener a partir de paneles solares ubicados estratgicamente en el techo y de aspas que aprovecharn los fuertes vientos a los largo del ao, de sta manera contribuir al medio ambiente con la creacin de una planta sostenible.Como se est manejando con un producto peligroso para la salud, si alguna persona inhala sus vapores, deber recibir atencin mdica oportuna, por esta razn existe dentro de la planta una rea de atencin mdica, tiene sus respectivos baos para uso del personal, su restaurante, un rea de mantenimiento en la cual se revisarn el estado de la manqueras, que no existan en estas ninguna clase de fisuras, y el correcto funcionamiento de las electrobombas, en la oficina, se tendr un control de la cantidad de dietilamina que llega a la planta y la tenencia de un registro de los lugares a los cuales se les enva el producto.

Plan de accin al recibir:

Al momento que llegue el camin cisterna con el producto, se le abrirn las puertas de la planta para que este pueda ingresar, en un rea de llenado, el camin se estacionara y apagara el motor, despus el personal a cargo conecta la manguera al registro del camin cisterna y el otro extremo lo conecta a la electrobomba, otra manguera ir conectada del tanque a la electrobomba, se proceda a abrir el registro y el bombeo del lquido hacia los tanques.

Plan de accin al despachar:

El procedimiento es similar al de recibir, lo nico que cambia es la forma en la que estar dispuesta la electro bomba, ya que el lquido esta vez va dirigido al camin cisterna, en caso que se quiera despachar un tanque de polietileno, este debe ir debidamente sujeto al camin que lo va a transportar, despus de ingresar al rea de llenado se procede hacer el mismo procedimiento, si no que con unas mangueras y otra electrobomba de menor capacidad, despus de acabar el llenado de este se procede a tapar el tanque.

En caso de escape y riego del producto:

Si se llega a presentar un escape del producto durante el llenado o bien sea el vaciado de los tanques, el personal debe tener la capacidad de reaccionar de la manera ms apropiada, existe un alto riesgo, si las mangueras estn en un mal estado, tan pronto se presente una fuga en las mangueras, el personal debe bien sea cerrar el registro del camin (si se estn llenando los tanque) o cerrar el registro de los tanques (si est despachando el producto), de esta manera se evita que se siga escapando y regando la dietilamina.

En tal caso es importante tomar precauciones como evacuar la zona de peligro, consultar a un experto y permitir que se ventile el rea.En cuanto al ambiente se deben recoger, en la medida de lo posible, el lquido que se derrama y el ya derramado en recipientes hermticos, eliminar el lquido derramado con agua abundante, eliminar el residuo con agua abundante.

9. Zonas de cargue y descargue del material

Para las zonas de cargue y descargue los tanques contarn con una tubera de entrada, la cual ser conectada a una manguera de distancia no superior a los 7 metros, la cual permite por medio de una electrobomba el llenado y la extraccin efectiva y eficaz del lquido almacenado en los tanques. Al momento de cargar la dietilamina, los trabajadores deben velar para que se cumplan estos cuatro factores importantes para controlar los riesgos de accidente o sobreexposicin asociados a los productos qumicos de uso industrial:

Conocimiento de las propiedades: No es posible evaluar los peligros involucrados en la manipulacin y exposicin a los productos qumicos si no se conocen sus propiedades. Por consiguiente, cuando se trabaje con productos qumicos, el primer paso es determinar sus caractersticas qumicas, sus propiedades fsicas y sus peligros potenciales.

Educacin y entrenamiento del personal expuesto, una vez que se ha adquirido los conocimientos necesarios sobre los riesgos en el manejo de productos qumicos, sus peligros y medidas a tomar, es necesario comunicar eficazmente esta informacin a todos los supervisores y trabajadores. Se debe iniciar un programa, para garantizar que todos los trabajadores sean entrenados adecuadamente en el uso de los productos qumicos. Para asegurar la proteccin del trabajador es necesario proporcionarle un entrenamiento sistemtico y actualizado, con una frecuencia adecuada.

Controles de ingeniera: La educacin, la disciplina y los controles de ingeniera son tres factores fundamentales en la prevencin de accidentes. Los controles de ingeniera tienen una importancia primordial en la salud ocupacional y en la prevencin de accidentes. Siempre que sea factible, todos los peligros, -incluyendo los asociados a los productos qumicos- deben ser controlados por mtodos de ingeniera. A travs de estos mtodos, la exposicin del trabajador se elimina por completo o se reduce al mnimo.

Supervisin efectiva: La gerencia tiene el control de todos los aspectos del ambiente de trabajo y debe controlar con eficacia la salud de los trabajadores. Esto no se puede lograr a menos que se establezca un sistema de organizacin para asegurar el reconocimiento, control y evaluacin de los peligros ocupacionales. Posteriormente que se realice la carga de la dietilamina, el vehculo debe cumplir con las siguientes condiciones para proceder a realizar el descargue en la ciudad de pedido:

a) Verificar el correcto estado y funcionamiento del vehculo que debe incluir como mnimo lo siguiente: - Neumticos. - Parabrisas. - Luces. - Identificacin y sealizacin del vehculo. - Tanque de combustible. - Kit de derrames. b) Colocar adelante, atrs y en los costados del vehculo, sealizaciones que indiquen que se est procediendo a la carga. c) Comprobar que el contenedor se encuentre completamente limpio y sin residuos. d) Efectuar las actividades de carga lejos de fuentes de combustin y de instalaciones elctricas. e) Verificar la inexistencia de fugas o derrames provenientes de los autotanques, recipientes, canecas, contenedores, sacos, fundas, bidones, empaques, u otros envases a ser cargados en el vehculo. f) Se debe verificar mediante la apertura y el cierre, el correcto funcionamiento de las vlvulas de carga y descarga y la vlvula de desalojo de la estructura de contencin de derrames. g) No comer, beber o fumar durante todas las actividades que impliquen el manejo de materiales peligrosos. h) Verificar que el compuesto, se encuentre debidamente protegido contra todo rozamiento o golpe. i) Si el cargamento comprende diversos tipos de mercancas, separar los materiales peligrosos de los dems.j) Para el ordenamiento de la carga, cumplir las recomendaciones tcnicas del fabricante y los procedimientos de clasificacin y apilamiento recomendados. k) Portar la hoja de seguridad del material de la dietilamina transportada. l) Abastecer de combustible al vehculo antes de iniciar la carga. 3

Elementos

Manguera Electro-bomba Trabajadores Sistemas de proteccin y seguridad

10. Construcciones complementarias y redes de servicio

Como se mencionaba anteriormente la planta contar con energa renovable, que llegar a todos los puntos de la planta por medio de redes elctricas, diseadas adecuadamente por Ingenieros elctricos.En toda la planta se manejarn alarmas que permitirn detectar fcilmente la presencia de una emergencia.El alcantarillado evacuar los desechos de los baos y del restaurante.El acueducto se emplear para abastecer los baos, cocina y los tanques de las mangueras contra incendios.En la cocina se emplear gas natural, con la ventilacin establecida de acuerdo al cdigo.Se edificar un rea para almacenar agua, de tal manera, que en una emergencia, sea fcil obtener agua mientras los bomberos llegan.La planta se encontrar debidamente sealizada, se harn simulacros de evacuacin constantemente, adems contar con dos casetas para vigilantes, de sta manera se mantendr controlado el acceso.Finalmente la planta contar con parqueaderos.

Referencias:

1. Lin, T. (s.f). Presentacin al curso: Taller de Ingeniera qumica. 2. Himmelblau (1997). Captulo 2: Resolucin de problemas.3. Annimo. (s.f). Aminas. Recuperado de http://ocw.unizar.es/ensenanzas-tecnicas/quimica-organica-para-ingenieros/temas/Tema17.Aminas.pdf4. Instituto Nacional de seguridad e higiene en el trabajo. (s.f). Documentacin toxicolgica para el establecimiento del lmite de exposicin profesional de la dietilamina. Recuperado de http://goo.gl/XoOlh9.5. Salud.es. (2009). Salicilato de dietilamina. Recuperado de http://www.salud.es/principio/salicilato-de-dietilamina.6. PML. (s.f). Diclofenaco dietilamina. Recuperado de http://goo.gl/JVUVYc.7. Instituto Ecuatoriano de Normalizacin. (2010). Transporte, almacenamiento y manejo de materiales peligrosos. Requisitos. Recuperado de https://law.resource.org/pub/ec/ibr/ec.nte.2266.2010.pdf8. QuimiNet.com. (s.f). Dietilamina. Recuperado de http://www.quiminet.com/productos/dimetilamina-136242679.htm.9. QuimiNet.com (s.f). Solicitudes de dietilamina. Recuperado de http://www.quiminet.com/productos/dietilamina-al-98-4586362859/solicitudes.htm.10. Gmez, A. Castillo, J.(2007). Definicin de estndares operativos para tanques atmosfricos y vasijas de almacenamiento de lquidos a presin. Universidad Industrial de Santander. Recuperado de http://repositorio.uis.edu.co/jspui/bitstream/123456789/603/2/124049.pdf.11. Eternit. (s.f). Tanques industriales. Recuperado de http://www.eternit.com.pe/store/categorias/23/T_tanque_industrial_OK_agosto_2012.pdf.