planta de producciÓ de monoclorbenzÈ · per a alertar l’operari de ondiions anormals o...

PLANTA DE PRODUCCIÓ

DE MONOCLORBENZÈ

Universitat Autònoma de Barcelona

ESCOLA D’ENGINYERIA

Treball Fi de Grau

GRAU EN ENGINYERIA QUÍMICA

TUTOR: Marc Peris

BARCELÓ GIL, CARLOS

BERNABEU SANS, ALBERT

CARBÓ MONMANY, ORIOL

MELERO FLECHA, PERE

VERDÉS MAS, BERNAT

CAPÍTOL 3

CONTROL I INSTRUMENTACIÓ

PLANTA DE PRODUCCIÓ DE MONOCLORBENZÈ

Planta per la fabricació de monoclorbenzè CAPÍTOL 3. Control i instrumentació

Pàgina 1 de 134

ÍNDEX

3.1. Introducció ............................................................................................................................. 7

3.1.1. Conceptes bàsics de control i instrumentació ................................................................ 8

3.1.2 Llaços de control i interlocks ............................................................................................ 9

3.1.3. PLC ................................................................................................................................. 12

3.1.4. Nomenclatura................................................................................................................ 13

3.1.4.1. Nomenclatura dels llaços de control ...................................................................... 13

3.1.4.2. Nomenclatura de la instrumentació ...................................................................... 13

3.2. Arquitectura de control ........................................................................................................ 15

3.2.1. Implementació física del sistema de control................................................................. 15

3.2.2. Dimensionament del sistema de control ...................................................................... 16

3.2.2.1. Targetes d’adquisició de dades .............................................................................. 24

3.3. Instrumentació ..................................................................................................................... 29

3.3.1. Elements primaris i de transmissió ............................................................................... 29

3.3.1.1. Mesura i transmissió de nivell ................................................................................ 29

3.3.1.2. Mesura i transmissió de temperatura .................................................................... 30

3.3.1.3. Mesura i transmissió de pressió ............................................................................. 30

3.3.1.4. Mesura i transmissió de cabal ................................................................................ 31

3.3.1.5. Mesura i transmissió de concentració ................................................................... 32

3.3.1.6. Mesura i transmissió del pes .................................................................................. 33

3.3.1.7. Mesura i transmissió de la conductivitat ............................................................... 33

3.3.2. Elements finals .............................................................................................................. 34

3.2. Fulls d’especificació dels elements primaris i finals de control ....................................... 34

3.4. Llistat de llaços de control i instruments ............................................................................. 43

3.4.1. Àrea 100 ........................................................................................................................ 43

3.4.2. Àrea 200 ........................................................................................................................ 48

3.4.3. Àrea 300 ........................................................................................................................ 52

3.4.4. Àrea 400 ........................................................................................................................ 54

3.4.5. Àrea 500 ........................................................................................................................ 58

3.4.6. Àrea 600 ........................................................................................................................ 60

3.4.7 Àrea 700 ......................................................................................................................... 62


Pàgina 2 de 134

3.5. Descripció i diagrames dels llaços de control ...................................................................... 67

3.5.1. Àrea 100 ........................................................................................................................ 67

3.5.1.1. Àrea 100A1 ............................................................................................................. 67

3.5.1.2. Àrea 100A2 ............................................................................................................. 77

3.5.1.3. Àrea 100B1 ............................................................................................................. 79

3.5.1.4. Àrea 100B2 ............................................................................................................. 81

3.5.2. Àrea 200 ........................................................................................................................ 82

3.5.2.1. Tancs pulmó ........................................................................................................... 82

3.5.2.2. Bescanviadors ......................................................................................................... 86

3.5.2.3. Mesclador M-201 ................................................................................................... 89

3.5.2.4. Reactors .................................................................................................................. 91

3.5.3. Àrea 300 ...................................................................................................................... 102

3.5.3.1. Mesclador M-301 ................................................................................................. 102

3.5.3.2. Bescanviador E-301 .............................................................................................. 104

3.5.3.3. Reactor R-301 ....................................................................................................... 104

3.5.3.4. Decantador D-301 ................................................................................................ 105

3.5.4. Àrea 400 ...................................................................................................................... 105

3.5.4.1. Bescanviadors ....................................................................................................... 105

3.5.4.2. Columnes de destil·lació ...................................................................................... 106

3.5.4.3. Tancs pulmó ......................................................................................................... 115

3.5.5. Àrea 500 ...................................................................................................................... 117

3.5.5.1. Columna d’absorció .............................................................................................. 117

3.5.5.2. Flash F-501 ........................................................................................................... 121


Pàgina 3 de 134

........................................................................................................................................... 124

3.5.5.3. Bescanviadors ....................................................................................................... 125

3.5.6. Àrea 600 ...................................................................................................................... 125


Pàgina 4 de 134

3.5.6.1. Columnes d’absorció C-601 I C-602 ..................................................................... 125

3.5.6.2. Bescanviador E-601 .............................................................................................. 129

3.5.6.3. Decantador D-601 ................................................................................................ 129

3.5.7. Àrea 700 ...................................................................................................................... 130

3.5.7.1. Àrea 700C ............................................................................................................. 130


Pàgina 5 de 134

........................................................................................................................................... 132

3.5.7.2. Àrea 700A i 700B .................................................................................................. 133

3.5.8. Bombes i compressors ................................................................................................ 133


Pàgina 6 de 134

3.6. Bibliografia ......................................................................................................................... 134


Pàgina 7 de 134

3. CONTROL I INSTRUMENTACIÓ

3.1. Introducció

Tota planta química ha de tenir un sistema de control per tal de controlar

automàticament les operacions que s’hi duen a terme. L’automatització de processos

garantitza qualitat i quantitat de producte final, així com seguretat a la planta.

El control es basa en actuar sobre una variable de procés (variable manipulada) per a

mantenir una altra variable d’interès (variable controlada) dins d’un rang acceptable

de valors pròxims al valor desitjat (setpoint).

És molt important que en tot moment la planta disposi d’un sistema de control que

permeti la correcció de possibles pertorbacions que puguin afectar les condicions

d’operació normals del sistema.

En aquest apartat es defineixen conceptes sobre control i instrumentació necessaris

per a entendre el sistema de control.


Pàgina 8 de 134

3.1.1. Conceptes bàsics de control i instrumentació

Variable controlada: variable a mantenir en un valor desitjat.

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

Pertorbació: variables externes del sistema de control que modifiquen el valor

de la variable controlada.

Variable manipulada: variable emprada per a corregir els efectes de la

pertorbació sobre la variable controlada.

Error o offset: diferència entre la variable controlada i el setpoint.

Sensor: instrument mesurador d’un fenomen físic o químic de la variable

controlada, pertorbació o variables secundàries.

Transmissor o transductor: converteix la magnitud física o química mesurada

pel sensor en una senyal que pot ser transmesa a distància sense patir

variacions.

Controlador: rep el senyal del transmissor de la variable mesurada, calcula

l’acció en funció del control programat prèviament i envia un senyal

determinat.

Element final o actuador: rep el senyal del controlador i actua sobre la variable

manipulada.

Els senyals es classifiquen en quatre tipus:

Entrades digitals (ED): senyals digitals que rep el PLC del transmissor.

Sortides digitals (SD): senyals digitals que envia el PLC a l’element final.

Entrades analògiques (EA): senyals analògiques que rep el PLC del transmissor.

Sortides analògiques (SA): senyals analògiques que envia el PLC a l’element

final.

Els senyals digitals són senyals binaris que només tenen valor 0 o 1. Els analògics varien

dins d’un rang de valors. Els més habituals són els senyals elèctrics, que van de 4 a 10

mA, i els pneumàtics, de 3 a 15 psi.

Per a alertar l’operari de condicions anormals o insegures, s’implementen alarmes.


Pàgina 9 de 134

3.1.2 Llaços de control i interlocks

En el sistema de control de la planta hi ha llaços de control i interlocks.

En el sistema de control implementat es poden identificar interlocks i llaços de control.

La diferencia principal entre llaços de control i interlocks és el marc de referència

determinat per la seguretat del procés. Els llaços de control han de satisfer dos criteris:

controlar i corregir el procés quan hi ha una desviació del setpoint i/o quan falla algun

component. En canvi, els interlocks es basen en identificar les fallades que fan insegur

el procés i actuar sobre aquestes i els subseqüents efectes. Aquest fet provoca que els

interlocks exerceixin un control discret sobre esdeveniments discrets. Aquests, tenen

estats específics, mútuament excloents. Llavors, els interlocks són sistemes tot-res, on

s’utilitzen vàlvules automàtiques, també conegudes com vàlvules on/off o tot-res, i

senyals digitals. D’altre banda, els llaços de control exerceixen controls regulatoris.

Llavors, els llaços de control són sistemes on la variable oscil·la dins d’un rang de

valors, com per exemple el nivell d’un tanc. En aquests casos, s’utilitzen vàlvules de

regulació i senyals analògiques.

Els llaços de control implementats són llaços tancats ja que el controlador realitza l’acció correctora necessària per tal que la variable controlada s’apropi al punt de consigna. Durant la posada en marxa i l’aturada de la planta els llaços són oberts ja que la senyal

de sortida no influeix sobre la senyal d’entrada. Per tant, l’operari pot actuar

directament sobre el procés modificant la senyal de sortida del controlador cap a

l’element final de control. Un cop s’ha arribat a l’estat estacionari, el llaços es tanquen

per tal que el sistema de control sigui automàtic.

Existeixen diferents configuracions de llaços de control. A continuació, es descriuen les

principals:

Feedback o retroalimentació: es basa en l’error per a dur a terme l’acció

correctora.

Figura 1. Esquema d'un llaç feedback


Pàgina 10 de 134

Feedforward o anticipatiu: es basa en corregir l’error observant les

pertorbacions abans que afectin al procés.

Figura 2. Esquema d'un llaç anticipatiu

Control en cascada: són dos o més feedbacks en un. La sortida del primer és el

punt d’ajust del següent.

Figura 3. Esquema d'un llaç en cascada

Ratio control o control de proporció: es basa en mantenir una relació constant

entre dues variables del sistema. Una d’elles actua com a pertorbació i l’altre es

manipula per aconseguir la relació constant desitjada.


Pàgina 11 de 134

Figura 4. Esquema del control de proporció

Control de gama partida o Split range: es basa en mantenir constant la variable

mesurada a través de la regulació de dues o més variables. Aquestes variables

modificades mantenen una relació fixa entre elles.

Figura 5. Esquema d'un llaç split range


Pàgina 12 de 134

3.1.3. PLC

El PLC ( Programmable Logic Controller) és un aparell electrònic emprat per al control de circuits complexos d’automatització. Els avantatges dels PLCs són les seves reduïdes dimensions, la robustesa, la facilitat de muntatge i programació, així com la possibilitat de governar vàries màquines. El funcionament d’un PLC és de tipus seqüencial i cíclic, és a dir, repeteix la seqüència

bàsica d’operació una vegada rere una altra. La seqüència bàsica d’operació és la

lectura dels senyals des de la interfície d’entrada, el processament del programa per

obtenir les senyals de control i l’escriptura de les senyals a la interfície se sortida. Per

tal d’optimitzar el temps, la lectura i escriptura de les senyals es realitza a la vegada

per a totes les senyals d’entrada i sortida. Llavors, les senyals llegides del mòdul

d’entrada es guarden a una memòria temporal (imatges d’entrada). La CPU del PLC

acudeix a aquesta per executar el programa i obtenir les senyals de sortida, que són

emmagatzemades en una altra memòria temporal (imatge de sortida). Un cop

processat el programa complet, les imatges de sortida es transfereixen totes a la

vegada al mòdul de sortida.

Figura 6. Imatge d'un PLC


Pàgina 13 de 134

3.1.4. Nomenclatura

3.1.4.1. Nomenclatura dels llaços de control

Per a identificar i diferenciar els llaços de control, es defineix la següent nomenclatura

d’estructura A-B-C, on:

“A” indica la variable controlada.

Taula 1. Variables del sistema i els seus símbols

VARIABLE SÍMBOL

Temperatura T

Pressió P

Nivell L

Cabal F

Pes M

Densitat D

Conductivitat C

“B” indica l’equip on es realitza el control.

“C” indica l’àrea a la que pertany el llaç i el número de llaç en l’àrea

corresponent.

Exemple:

“F-R201-201” voldria dir: llaç de control número 1, de l’àrea 200, de l’equip R201 i que

controla el cabal.

3.1.4.2. Nomenclatura de la instrumentació

Per a identificar i diferenciar els elements, es defineix la següent nomenclatura

d’estructura A-B, on:

“A” indica la variable controlada i l’element del llaç de control.

“B” indica l’àrea a la que pertany el llaç i el número de llaç en l’àrea

corresponent.


Pàgina 14 de 134

Taula 2. Instruments i simbologia

ELEMENT SÍMBOL

Element primari (mesurador) E

Transductor/Transmissor T

Indicador i controlaor IC

Vàlvula de control (actuador) CV

Switch de nivell alt SH

Switch de nivell baix SL

Transmissor de pressió I/P

Alarma de nivell alt AH

Alarma de nivell baix AL

Exemple:

“FT-R201” voldria dir: transmissor que pertany al llaç de control número 1 que controla

el cabal i que està a l’àrea 200.


Pàgina 15 de 134

3.2. Arquitectura de control

3.2.1. Implementació física del sistema de control

El sistema de control que s’ha triat per aquesta planta consisteix en un control

distribuït (Distributed Control System, DCS). El DCS es dedica exclusivament al control

de processos de fabricació i està configurat de manera que, si un controlador falla, es

poden transferir les seves tasques a una altra unitat de control. Això fa que augmenti

la fiabilitat del control de la planta i que hi hagi més seguretat.

Per aconseguir una estructura de control com aquesta, es necessita que els elements

de cada unitat siguin capaços de comunicar-se amb les altres unitats de la zona, així

doncs, es necessita que les àrees siguin independents entre si i que per tant tinguin

estació remota de control formada per un conjunt de PLCs o blocs de controladors,

establint així relacions entre els elements dels llaços de control corresponents a cada

zona. Els PLCs es comuniquen amb el nivell superior de control, és a dir, on es realitzen

les feines de control, monitorització i gestió.

Per entendre millor el control realitzat i poder visualitzar qualsevol paràmetre de la

operació i inclús modificar algun d’aquests, s’utilitza el software SCADA (Supervisory

Control and Adquisition Data). Aquest software permet a l’usuari monitoritzar les

variables de procés enviades pels sensors i les accions que duen a terme els PLCs.

Degut a que el PLC no incorpora una pantalla de visualització, és imprescindible la

instal·lació d’aquests sistema per a monitoritzar el funcionament dels PLCs, així com

canviar la configuració d’aquests programes.

Tanmateix, per a implementar els sistemes de control, primer es necessita analitzar el

procés, així com analitzar els punts crítics d’aquest, fixant a la vegada els objectius de

control.

Pròximament en aquest bloc, es decidiran les variables a controlar i manipular, de les

quals en depèn la qualitat del control. Un cop definida tota la configuració,

s’especificaran els instruments de monitorització i control. I, finalment, es dissenyaran

els llaços de control dels equips.


Pàgina 16 de 134

3.2.2. Dimensionament del sistema de control

Per a poder dimensionar les diferents estacions de control que es necessitaran a la planta, és

necessari realitzar un recompte de les senyals d’entrada i sortida.

Tant les senyals d’entrada (que corresponen a les senyals que van de l’instrument al sistema

de control) com les de sortida (sent aquestes les de sentit invers), poden ser analògiques o

digitals: la diferència entre elles és que les analògiques tenen una variació decimal dins d’un

rang de valors determinats i que les digitals només poden tenir valors de 0 o 1, ja que son

senyals binàries.

Per tant, per a realitzar el corresponent recompte s’ha tingut en compte certs criteris amb els

elements dels llaços de control:

Sensor: cada element representa una entrada analògica.

Alarma: consisteixen en una sortida digital.

Vàlvula de regulació: cada una té una entrada digital que consisteix en un final de

carrera que determina quan la vàlvula està tancada completament i una sortida

analògica.

Switch: consisteix en una entrada digital.


Pàgina 17 de 134

Taula 3. Recompte de senyals de l'àrea 100

ÀREA EQUIP LLAÇ DE COTRNOL ÍTEM ED EA SD SA

100

T-101

T-T101-101 TE-101 1

TCV-101 1 1

PI-102 1

LSH-103 1

LI-104 1

T-102

T-T102-105 TE-105 1

TCV-105 1 1

PI-106 1

LSH-107 1

LI-108 1

T-103

T-T102-109 TE-109 1

TCV-109 1 1

PI-110 1

LSH-111 1

LI-112 1

T-104

T-T102-113 TE-113 1

TCV-113 1 1

PI-114 1

LSH-115 1

LI-116 1

T-105

T-T102-117 TE-117 1

TCV-117 1 1

PI-118 1

LSH-119 1

LI-120 1

T-106

T-T102-121 TE-121 1

TCV-121 1 1

PI-122 1

LSH-123 1

LI-124 1

T-107

T-T102-125 TE-125 1

TCV-125 1 1

PI-126 1

LSH-127 1

LI-128 1

T-108

T-T102-129 TE-129 1

TCV-129 1 1

PI-130 1

LSH-131 1

LI-132 1

T-109 LI-133 1

LSH-134 1

T-110 LI-135 1

LSH-136 1

T-111 LI-137 1


Pàgina 18 de 134


LSH-138 1

T-112 LI-139 1

LSH-140 1

T-113 LI-141 1

LSH-142 1

T-114

PI-143 1

LSH-144 1

LI-145 1

SENYALS TOTALS ÀREA 100 22 31 8



200

T-201 L-T201-201

LE-101 1

LCV-101 1 1

PI-102 1

T-202

LAL-102 1

LAH-103 1

LI-104 1

E-201 T-E201-203 TE-203 1

TCV-203 1 1

E-202A T-E202A-206 TE-206 1

TCV-206 1 1

E-202B T-E202B-207 TE-207 1

TCV-207 1 1

M-201 L-M201-204

LE-204 1

LCV-204 1 1

PI-229 1

R-201A

F-R201A-209 FE-209 1

FCV-209 1 1

F-R201A-210 FE-210 1

FCV-210 1 1

P-R201A-211

PE-211 1

PCV-211 1 1

PAH-211 1

PAL-211 1

L-R201A-212

LE-212 1

LCV-212 1 1

LAH-212 1

LAL-212 1

T-R201A-208 TE-208 1

TCV-208 1 1

R-201B

F-R201B-214 FE-214 1

FCV-214 1 1

F-R201B-215 FE-215 1

FCV-215 1 1


Pàgina 19 de 134


P-R201B-216

PE-216 1

PCV-216 1 1

PAH-216 1

PAL-216 1

L-R201B-217

LE-217 1

LCV-217 1 1

LAH-217 1

LAL-217 1

T-R201B-213 TE-213 1

TCV-213 1 1

R-201C

F-R201C-219 FE-219 1

FCV-219 1 1

F-R201C-220 FE-220 1

FCV-220 1 1

P-R201C-221

PE-221 1

PCV-221 1 1

PAH-221 1

PAL-221 1

L-R201C-222

LE-222 1

LCV-222 1 1

LAH-222 1

LAL-222 1

T-R201C-218 TE-218 1

TCV-218 1 1

SENYALS TOTALS ÀREA 200 20 23 14 20



A300

M-301 L-M301-301

LE-301 1

LCV-301 1 1

PI-301 1

E-301 T-E301-303 TE-303 1

TCV-303 1 1

R-301

F-R301-304 FE-304 1

FCV-403 1 1

F-R301-305 FE-305 1

FCV-305 1 1

L-R301-306 LE-306 1

LCV-306 1 1

T-301-307 TE-307 1

TCV-307 1 1

D-301 L-D301-308 LE-308 1

LCV-308 1 1

SENYALS TOTALS ÀREA 300 7 8 7


Pàgina 20 de 134



400

E-401A T-E401A-401 TE-401 1

TCV-401 1 1

E-401B T-E401B-402 TE-402 1

TCV-402 1 1

E-404A T-E404A-409 TE-409 1

TCV-409 1 1

E-404B T-E404B-410 TE-410 1

TCV-410 1 1

C-401

F-C401-403 FE-403 1

FCV-403 1 1

L-C401-406

LE-406 1

LCV-406 1 1

LAH-406 1

LAL-406 1

T-C401-405

TE-405 1

TCV-405 1 1

TAH-405 1

TAL-405 1

P-C401-404 PE-404 1

PCV-404 1 1

F-C401-408 FE-408 1

FCV-408 1 1

C-402

L-C402-413

LE-413 1

LCV-413 1 1

LAH-413 1

LAL-413 1

T-C402-412

TE-412 1

TCV-412 1 1

TAH-412 1

TAL-412 1

P-C402-411 PE-411 1

PCV-411 1 1

F-C402-416 FE-416 1

FCV-416 1 1

T-401 L-T401-407 LE-407 1

LCV-407 1 1

T-402 L-T402-414

LE-414 1

LCV-414 1 1

PI-415 1

SENYALS TOTALS ÀREA 400 15 16 8 15


Pàgina 21 de 134



A500

C-501

P-C501-501 PE-C501 1

PCV-C501 1 1

D-C501-502

DE-502 1

DCV-502 1 1

FE-502 1

F-501

P-F501-504 PE-504 1

PCV-504 1 1

L-F501-503 LE-503 1

LCV-503 1 1

E-501A T-E501A-508 TE-508 1

TCV-508 1 1

E-501B T-E501B-507 TE-507 1

TCV-507 1 1

E-501C T-E501C-506 TE-506 1

TCV-506 1 1

E-501D T-E501D-505 TE-505 1

TCV-505 1 1

SENYALS TOTALS A500 8 9 8



A600

C-602

P-C602-603 PE-C603 1

PCV-C603 1 1

D-C602-604

DE-604 1

DCV-604 1 1

FE-604 1

E-601 T-E601-601 TE-601 1

TCV-601 1 1

C-601 T-C601-602 TE-602 1

TCV-602 1 1

D-601 L-D601-605 LE-605 1

LCV-605 1 1



Pàgina 22 de 134



700

E-701A T-E701A-747 TE-747 1

TCV-747 1 1

E-701B T-E701B-748 TE-748 1

TCV-748 1 1

E-701C T-E701C-749 TE-749 1

TCV-749 1 1

E-701D T-E701D-750 TE-750 1

TCV-750 1 1

E-702A T-E702A-719 TE-719 1

TCV-719 1 1

E-702B T-E702B-720 TE-720 1

TCV-720 1 1

E-702C T-E702C-721 TE-721 1

TCV-721 1 1

E-702D T-E702D-722 TE-722 1

TCV-722 1 1

T-701

PI-701 1

LSH-702 1

LI-703 1

T-702

PI-704 1

LSH-705 1

LI-706 1

T-703

PI-707 1

LSH-708 1

LI-709 1

T-704

PI-710 1

LSH-711 1

LI-712 1

T-705

PI-713 1

LSH-714 1

LI-715 1

T-706

PI-716 1

LSH-717 1

LI-718 1

T-707

PI-723 1

LSH-724 1

LI-725 1

T-708

PI-726 1

LSH-727 1

LI-728 1

T-709

PI-729 1

LSH-730 1

LI-731 1

T-710 PI-732 1

LSH-733 1


Pàgina 23 de 134


LI-734 1

T-711

PI-735 1

LSH-736 1

LI-737 1

T-712

PI-738 1

LSH-739 1

LI-740 1

T-713

PI-741 1

LSH-742 1

LI-743 1

T-714

PI-744 1

LSH-745 1

LI-746 1

T-715 MI-751 1

MSH-752 1

T-716 MI-753 1

MSH-754 1

T-717 MI-755 1

MSH-756 1



Pàgina 24 de 134

3.2.2.1. Targetes d’adquisició de dades

Els ordinadors només poden treballar amb senyals digitals, per això els conversors

analògics/digitals i viceversa són de vital importància en els sistemes de control de qualsevol

planta de producció.

Les targetes d’adquisició de dades presenten una doble funció: en primer lloc relacionen els

controladors de tots els llaços de la planta amb nivells superiors de control, i en segon lloc,

aquests elements tenen la capacitat de convertir les senyals analògiques en digitals o a la

inversa.

Per tant, un cop fet el recompte de senyals, es triaran les targetes d’adquisició de dades,

caracteritzant-se a partir del número de senyals presents a la planta i del tipus que siguin. El

número de targetes ha de ser el mínim possible, separant-les per àrees per a minimitzar al

màxim les distàncies de cablejat i els creuaments de variables de diferents zones a la mateixa

targeta.

Per tant, segons el nombre d’entrades, s’han decidit les següents targetes d’adquisició de

dades:


Pàgina 25 de 134

FULL D’ESPECIFICACIÓ DE LA TARGETA D’ADQUISICIÓ DE DADES

Full: 1 de 1

ÁREA: 100

PLANTA: Producció de MCB ÍTEM: TAD-1

LOCALITAT: Igualada DATA 12/06/2017

EMPRESA: BOPAC REVISAT -

CARACTERÍSTIQUES IMATGE

ENTRADES ANALÒGIQUES 31

SORTIDES ANALÒGIQUES 8

ENTRADES/SORTIDES DIGITALS 22

DADES TÈCNIQUES

MÀXIMA VELOCITAT DE SORTIDA (kS/S) 833

RESOLUCIÓ D’ENTRADA ANALÒGICA (Bits) 16

RESOLUCIÓ DE SORTIDA ANALÒGICA (Bits) 16

RANGS DE SORTIDA ANALÒGICA ±10

DIO (MHz) 1

BUS PCI, PXI,

USB

MODEL

SUBMINISTRADOR NATIONAL

INSTRUMENTS

MODEL NI PCI-6221


Full: 1 de 1

ÁREA: 200








DADES TÈCNIQUES





DIO (MHz) 1

BUS PCI, PXI,

USB

MODEL


INSTRUMENTS

MODEL NI PCI-6221


Pàgina 26 de 134


Full: 1 de 1

ÁREA: 300








DADES TÈCNIQUES





DIO (MHz) 1

BUS PCI, PXI,

USB

MODEL


INSTRUMENTS

MODEL NI PCI-6229


Full: 1 de 1

ÁREA: 400








DADES TÈCNIQUES





DIO (MHz) 1

BUS PCI, PXI,

USB

MODEL


INSTRUMENTS

MODEL NI PCI-6221


Pàgina 27 de 134


Full: 1 de 1

ÁREA: 500








DADES TÈCNIQUES


RESOLUCIÓ D’ENTRADA ANALÒGICA (Bits) -

RESOLUCIÓ DE SORTIDA ANALÒGICA (Bits) -

RANGS DE SORTIDA ANALÒGICA -

DIO (MHz) 1

BUS PCI

MODEL


INSTRUMENTS

MODEL PCI-6320


Full: 1 de 1

ÁREA: 600








DADES TÈCNIQUES


RESOLUCIÓ D’ENTRADA ANALÒGICA (Bits) -

RESOLUCIÓ DE SORTIDA ANALÒGICA (Bits) -

RANGS DE SORTIDA ANALÒGICA -

DIO (MHz) 1

BUS PCI

MODEL


INSTRUMENTS

MODEL PCI-6320


Pàgina 28 de 134


Full: 1 de 1

ÁREA: 700








DADES TÈCNIQUES





DIO (MHz) 1

BUS PCI, PXI,

USB

MODEL


INSTRUMENTS

MODEL NI PCI-6221


Pàgina 29 de 134

3.3. Instrumentació

La instrumentació d’un llaç de control es pot dividir en elements primaris i de transmissió i

elements finals. A continuació, s’aprofundeix sobre cada un d’ells.

3.3.1. Elements primaris i de transmissió

Els elements primaris són aquells destinats a mesurar amb un element de mesura o una sonda

i transmetre els valors del procés al controlador.

Seguidament, s’explica cada mesurador utilitzat a la planta.

3.3.1.1. Mesura i transmissió de nivell

Per a la mesura i transmissió de nivell, s’utilitza un sensor de nivell per radar d’ona guiada.

Aquest funciona amb polsos de radar d’alta freqüència que s’emeten al llarg de la sonda. Quan

el pols arriba a la superfície del producte, una part es reflecteix degut a un canvi en el valor de

la constant dielèctrica relativa. El Time-of-Flight entre que s’emet i rep el pols és mesurat i

analitzat per l’instrument i constitueix una mesura directa de la distància entre la connexió a

procés i la superfície del producte.

S’ha escollit el model Levelflex FMP51, pensat per aguantar altes pressions i temperatures en

processos industrials. Ofereix fiabilitat màxima inclús en el cas de superfícies en moviment o

presència d’espuma o quan diversos obstacle del dipòsit interfereixen en la mesura. Les

condicions canviants del producte, els canvis de temperatura i les cobertures de gaso o vapors

tampoc afecten a la mesura del Levelflex FMP51.


Pàgina 30 de 134

Figura 7 . Mesurador i transmissor de nivell Levelflex-FMP51

3.3.1.2. Mesura i transmissió de temperatura

Per a la mesura i transmissió de la temperatura, s’utilitza un termoparell (TC). Un termoparell

és un component format per dos metalls diferents connectats entre si per un extrem. Un

potencial elèctric (força termoelèctrica) es genera degut a l’efecte Seebeck a l’extrem obert de

la connexió sempre que la connexió i l’extrem lliure estiguin a temperatures diferents. Amb

l’ajuda de taules de referència de termoparells, es pot deduir la temperatura al punt de

connexió (unió calenta).

Els termoparells són aptes per a mesurar temperatures compreses entre 0 i 1800ºC.

Destaquen per un temps de resposta curt i una gran resistència a vibracions.

S’ha escollit el model Omnigrad M TC10.

Figura 8. Mesurador i transmissor de temperatura Omingrad M TC10

3.3.1.3. Mesura i transmissió de pressió

Per a la mesura i transmissió de la pressió, s’utilitza un mesurador de pressió absoluta i

relativa. Aquest consta d’una cèl·lula de polisilici on la pressió de treball flexiona un diafragma

separador i un fluid transfereix la pressió a un pont de resistències (tecnologia de


Pàgina 31 de 134

semiconductors). Es mesura i avalua a més a més el canvi en la tensió de sortida degut a la

pressió. També consta d’un presostat, que s’encarrega d’obrir i tancar un contacte PNP elèctric

quan s’arriba a una pressió determinada.

S’ha escollit el model Cerabar PMP55, posseïdor d’un diafragma separador metàl·lic. Aquest és

apte a altes pressions i temperatures.

Figura 9. Mesurador i transmissor de pressió Cerabar PMP55

3.3.1.4. Mesura i transmissió de cabal

Per a la mesura i transmissió de cabal, s’utilitza la mesura de cabal per ultrasons. S’utilitzen dos

sensors situats un al davant de l’altre en un tub de medició. Cada sensor pot transmetre i rebre

alternativament senyals ultrasònics, mentre que mesura simultàniament el temps de trànsit

del senyal. Quan el fluid del tub comença a circular, els senyals s’acceleren en la direcció del

cabal, però es frenen en la direcció oposada. El temps de trànsit diferencial, mesurat pel

sensors, és directament proporcional a la velocitat del cabal.

S’ha escollit el model Proline Prosonic Flow 92F, d’una gran exactitud. Molt apte per a les

indústries química i petroquímica.


Pàgina 32 de 134

Figura 10. Mesurador i transmissor de cabal Proline Prosonic Flow 92F

3.3.1.5. Mesura i transmissió de concentració

Per a poder mesurar la concentració es requereix primer mesurar la densitat del fluid per així

poder conèixer la concentració d’aquest.

Aquest element, en aquesta planta, és necessari per a mesurar la densitat/composició d’un

corrent que conté HCl. L’instrument escollit és un mesurador de densitat de tipus forquilla que

consta d’un conjunt de forquilla totalment soldat que es munta directament en el líquid que es

vol mesurar. Les puntes de la forquilla es fan vibrar piezoelètricament a la seva freqüència

natural i aquesta canvia amb la densitat del líquid en qüestió.

El model utilitzat és el Micro Motion PS-001651, que conté acreditació ATEX i aliatge al carboni

com a material de contacte amb el fluid.

Figura 11. Mesurador i transmissor de concentració Micro Motion PS 001651


Pàgina 33 de 134

3.3.1.6. Mesura i transmissió del pes

Per a la mesura i transmissió de pes, s’utilitza una cèl·lula de pesada. S’escull el model

0782/GD de la casa Mettler Toledo. Aquest model resulta idea per a silos, doncs el disseny

basculant de la clavella proporciona el millor rendiment de pesada. L’alta classe de protecció,

IP68, i la construcció en acer inoxidable en garantitzen una llarga vida útil.

Figura 12. Mesurador i transmissor de pes 0782/GD

3.3.1.7. Mesura i transmissió de la conductivitat

Per a la mesura i transmissió d’aquesta variable, s’ha utilitzat un sensor digital amb tecnologia

Memosens. En concret, s’ha escollit el model Indumax CLS50D, ja que és un aparell pensat per

a la indústria química, molt resistent a condicions adverses i de fàcil maneig.

Aquest sensor, com es veurà més endavant, resulta clau per a controlar la concentració de

NaOH al mesclador M-301.

Figura 13. Mesurador i transmissor de conductivitat Indumax CLS50D


Pàgina 34 de 134

3.3.2. Elements finals

Els elements finals són els que reben la senyal del controlador i actuen sobre el procés. Són

l’element que executa les decisions prèviament realitzades sobre les variables manipulades

per a mantenir les controlades properes al setpoint. És per això que l’elecció d’un element final

adient és important.

A la planta dissenyada, els elements finals utilitzats han estat vàlvules. Per una banda, en els

llaços de control s’han fet servir vàlvules automàtiques de regulació. Per altra banda, s’han

utilitzat vàlvules tot o res en sistemes controlats per switch.

Les vàlvules automàtiques presenten dues parts principals en la seva estructura:

L’actuador: és de tipus pneumàtic i per a cada valor de pressió rebuda modificarà

l’obertura de la vàlvula. Consta d’un diafragma, un plançó i un suport.

L’obturador: part encarregada de controlar la quantitat de fluid que travessa l’equip.

Les vàlvules automàtiques utilitzades han estat les vàlvules de seient. Aquestes, varien el cabal

augmentant o disminuint la pèrdua de càrrega que haurà d’afrontar el fluid quan passi a través

d’elles. Per a les vàlvules tot o res, s’ha utilitzat vàlvules de comporta.

3.2. Fulls d’especificació dels elements primaris i finals de control

A continuació, es presenten els fulls d’especificació dels elements primaris i finals de control

utilitzats. Només se n’especificarà un de cada tipus, doncs tots són iguals al llarg del procés.


Pàgina 35 de 134

FULL D'ESPECIFICACIÓ

Empresa BOPAC industries Full 1 de 1

Àrea -

Planta Producció MCB

Ítem -

Localitat Igualada Data 12/06/2017

Projecte Núm. 1 Revisió -

IDENTIFICACIÓ

Denominació Mesurador de nivell

Llaç de control

-

Senyal enviada a

Unitat remota d'E/S

CONDICIONS DE SERVEI

Fluid Fluid de procés

Estat Líquid

Mínim Operació Màxim

Nivell (m) 0 - 10

Temperatura (ºC) -40 - 200

Pressió (bar) -1 - 40

DADES D'OPERACIÓ

Elements de mesura Radar guiat

Alimentació 24 V

Senyal de sortida 4-20 mA

Variable mesurada Nivell

Indicador de camp Sí

Calibrat Sí

DADES DE CONSTRUCCIÓ

Tipus de sensor Radar d'ona guiada

Connexió a procés Brida

Temperatura màxima (ºC) 200

Alçada/diàmetre -

Material 316L

Pressió màxima (bar) 40

DADES D'INSTAL·LACIÓ

Temperatura ambient (ºC)

Mínima -40

Màxima 80

Posició A convenir

Suport A convenir

Filtre reductor -

Distància al controlador (m) -

Subministrador Endress+Hauser

Model Liquiphant FTL31


Pàgina 36 de 134



Àrea -


Ítem -



IDENTIFICACIÓ

Denominació Mesurador de pressió

Llaç de control

-

Senyal enviada a

Unitat remota d'E/S



Estat Líquid o gas


Nivell (m) - - -


Pressió (bar) 0 - 400

DADES D'OPERACIÓ

Elements de mesura Pressió absoluta i relativa

Alimentació 24 V

Senyal de sortida 10-30 V

Variable mesurada Pressió absoluta i relativa


Calibrat Sí


Tipus de sensor Diafragma separador



Alçada/diàmetre -

Material 316L



Temperatura ambient (ºC)

Mínima -40

Màxima 85

Posició A convenir

Suport A convenir

Filtre reductor -



Model Omnigrad M TC10


Pàgina 37 de 134



Àrea -


Ítem -


Projecte Núm. 1 Revisió

IDENTIFICACIÓ

Denominació Mesurador de temperatura

Llaç de control

-

Senyal enviada a

Unitat remota d'E/S



Estat Líquid


Nivell (m) - - -


Pressió (bar) 1 - 75

DADES D'OPERACIÓ

Elements de mesura Termoparell

Alimentació 24 V


Variable mesurada Temperatura


Calibrat Sí


Tipus de sensor Termoparell

Connexió a procés Rosca


Alçada/diàmetre -

Material 316L



Temperatura ambient (ºC) Mínima -

Màxima -

Posició A convenir

Suport A convenir

Filtre reductor -





Pàgina 38 de 134



Àrea -


Ítem -



IDENTIFICACIÓ

Denominació Mesurador de cabal

Llaç de control

-

Senyal enviada a

Unitat remota d'E/S



Estat Líquid


Nivell (m) - - -


Pressió - - PN 40

DADES D'OPERACIÓ

Elements de mesura Flux ultrasònic

Alimentació 24 V


Variable mesurada Flux volumètric i màssic, velocitat


Calibrat Sí


Tipus de sensor Cabalímetre ultrasònic



Alçada/diàmetre -

Material 316L A351-CF3M

Pressió màxima PN 40


Temperatura ambient (ºC) Mínima -40

Màxima 140

Posició A convenir

Suport A convenir

Filtre reductor -





Pàgina 39 de 134



Àrea -


Ítem -



IDENTIFICACIÓ

Denominació Sensor de densitat

Llaç de control

-

Senyal enviada a

Unitat remota d'E/S



Estat Líquid


Nivell (m) - - -


Pressió (bar) 100 bar - 1450 psi

DADES D'OPERACIÓ

Elements de mesura Forquilla

Alimentació 24 V


Variable mesurada Temperatura


Calibrat Sí


Tipus de sensor Mesurador de densitat tipus forquilla



Alçada/diàmetre 355/163

Material Hastelloy C 276

Pressió màxima (bar) 1450 psi



Màxima -

Posició Vertical

Suport No

Filtre reductor No


Subministrador Emerson

Model Micro Motion PS-001651


Pàgina 40 de 134



Àrea -


Ítem -



IDENTIFICACIÓ

Denominació Sensor de pes

Llaç de control

-

Senyal enviada a

Unitat remota d'E/S


Substància Sòlids del procés (Diclorobenzè i FeCl3)

Estat Sòlid


Pes (t) - - 300


Pressió (bar) - - -

DADES D'OPERACIÓ

Elements de mesura Clavella basculant

Alimentació 24 V


Variable mesurada Pes


Calibrat Sí


Tipus de sensor Cèl·lula de pesada



Alçada/diàmetre -

Material Stainless steel

Pressió màxima (bar) -



Màxima -

Posició Vertical

Suport No

Filtre reductor No


Subministrador Mettler Toledo

Model 0782/GD


Pàgina 41 de 134



Àrea -


Ítem -



IDENTIFICACIÓ

Denominació Sensor de conductivitat

Llaç de control

-

Senyal enviada a

Unitat remota d'E/S


Fluid Mescla de NaOH i aigua

Estat Líquid


Nivell (m) - - -

Temperatura (ºC) - - 125

Pressió (bar) - - 20

DADES D'OPERACIÓ

Elements de mesura Cel·la de conductivitat inductiva

Alimentació 24 V


Variable mesurada Conductivitat


Calibrat Sí


Tipus de sensor Sensor de conductivitat

Connexió a procés Connexió de cable fix


Alçada/diàmetre -

Material PEEK




Màxima -

Posició Horitzontal

Suport No

Filtre reductor No



Model Indumax CLS50D


Pàgina 42 de 134

FULL D’ESPECIFICACIÓ FULL 1 de 1

ÀREA: -

PLANTA: Producció de MCB NUM ÍTEM: -



IDENTIFICACIÓ

DENOMINACIÓ Vàlvula automàtica reguladora

LLAÇ DE CONTROL -

SENYAL REBUDA DE -

Fluid Fluid de procés Estat Líquid o gas


MÍNIMA OPERACIÓ MÀXIMA

TEMPERATURA (ºC) -20 - 220

PRESSIÓ (psi) - - 580

DADES D’OPERACIÓ

CARACTERÍSTICA Regulació POSICIÓ DE FALLADA Tancada/Oberta

ACTUADOR Sí AUMENTO DE SEÑAL Oberta/Tancada

FINAL DE CARRERA Sí POSICIÓ MANUAL Sí


PRESSIÓ NOMINAL 150 a 300

MATERIAL DEL COS Acer al carbono fos a 216 WCC

TIPUS D’ACTUADOR Simple efecte

ÀREA D’ACTUADOR (cm2) 700

PRESSIÓ MÀXIMA ALIMENTACIÓ (bar) 4

TEMPERATURA DE TREBALL (ºC) -29 a 220

DIÀMETRO NOMINAL (inch) 3

FINAL DE CARRERA Sí

GRAU HERMÈTIC VI

MATERIAL OBTURADOR Acer Inoxidable 316 L

DADES DE INSTAL·LACIÓ

TEMPERATURA AMBIENT (ºC) MÍNIMA -15

MÀXIMA 60

DN CONDUCCIÓ (inch) 2 ½’’

POSICIÓ ACTUADOR Vertical

SUBMINISTRADOR Samson

MODEL 3241-9 DWA

Pàgina 43 de 134

3.4. Llistat de llaços de control i instruments

3.4.1. Àrea 100

Taula 10. Llaços de control de l'àrea 100

LLISTAT DE LLAÇOS DE CONTROL FULL 1 Planta de producció de MCB

A-100: EMMAGATZEMATGE MATÈRIA PRIMA DATA: 12-6-2017 Ubicació: Igualada

Equip Llaç de Control

Tipus Variable controlada Variable manipulada Element Primari

Ítem Element

Final Ítem Consigna

T-101 T-T101-101 Feedback Temperatura tanc Cabal fluid calefactor Omnigrad M TC10 TE-101 3241-9 DWA TCV-101 20 ºC








Pàgina 44 de 134

Taula 11. Instrumentació de l'àrea 100

LLISTAT D’INSTRUMENTACIÓ FULL 2 Planta de producció de MCB

A100: EMMAGATZEMATGE MATÈRIA PRIMA Data: 12/06/2017 Ubicació: Igualada

Equip Ítem Variable controlada Consigna Descripció Actuació

T-101

PI-102 Pressió al tanc - Indicador de pressió Elèctrica

LSH-103 Nivell alt del tanc 5.94 m Switch Elèctrica

LI-104 Nivell del tanc - Indicador de nivell Elèctrica

T-102


LSH-107 Nivell alt del tanc 5,94 m Switch Elèctrica


T-103




T-104




T-105 PI-118 Pressió al tanc - Indicador de pressió Elèctrica

Pàgina 45 de 134






T-106




T-107




T-108




T-109 LI-133 Nivell al tanc - Indicador de nivell Elèctrica



Pàgina 46 de 134











T-114




T-115 MI-146 Pes al silo - Indicador de pes Elèctrica

P-101A PI-147A Pressió de la bomba - Indicador de pressió Elèctrica

P-101B PI-147B Pressió de la bomba - Indicador de pressió Elèctrica


Pàgina 47 de 134













Pàgina 48 de 134

3.4.2. Àrea 200



A-200: REACCIÓ DE CLORACIÓ DATA: 12-6-2017 Ubicació: Igualada



Ítem Element


T-201 L-T201-201 Feedback Nivell tanc Cabal d’entrada Levelflex FMP51 LE-201 3241-9 DWA LCV-201 1,11 m

E-201 T-E201-203 Feedback Temperatura de sortida Cabal d’entrada de vapor Omnigrad M TC10 TE-203 3241-9 DWA TCV-203 55 ºC

E-202A T-E202A-206 Feedback Temperatura de sortida Cabal d’entrada d’oli

tèrmic Omnigrad M TC10 TE-206 3241-9 DWA TCV-206 30 ºC

E-202B T-E202B-207 Feedback Temperatura de sortida Cabal d’entrada d’oli

tèrmic Omnigrad M TC10 TE-207 3241-9 DWA TCV-207 55 ºC

M-201 L-M201-204 Feedback Nivell tanc Cabal d’entrada Levelflex FMP51 LE-204 3241-9 DWA LCV-204 1,69 m

R-201A

F-R201A-209 Feedback Cabal d’entrada de

benzè Cabal d’entrada de benzè Proline Prosonic Flow 92F FE-209 3241-9 DWA FCV-209 17.8 m3/h

F-R201A-210 Feedback Cabal d’entrada de clor Cabal d’entrada de clor Proline Prosonic Flow 92F FE-210 3241-9 DWA FCV-210 585,4 m3/h

P-R201A-211 Feedback Pressió al reactor Sortida de gas del reactor Cerabar PMP55 PE-211 3241-9 DWA PCV-211 2.4 atm

L-R201A-212 Feedback Nivell del reactor Sortida de líquid del

reactor Levelflex FMP51 LE-212 3241-9 DWA LCV-212 5 m

T-R201A-208 Feedback Temperatura al reactor Cabal d’de refrigerant Omnigrad M TC10 TE-208 3241-9 DWA TCV-208 20 ºC

R-201B F-R201B-214 Feedback Cabal d’entrada de


Pàgina 49 de 134


A-200: REACCIÓ DE CLORACIÓ DATA: 12-6-2017 Ubicació: Igualada



Ítem Element


F-R201B-215 Feedback Cabal d’entrada de clor Cabal d’entrada de clor Proline Prosonic Flow 92F FE-215 3241-9 DWA FCV-215 585,4 m3/h

P-R201B-216 Feedback Pressió al reactor Sortida de gas del reactor Cerabar PMP55 PE-216 3241-9 DWA PCV-216 2.4 atm

L-R201B-217 Feedback Nivell del reactor Sortida de líquid del


T-R201B-213 Feedback Temperatura al reactor Cabal d’de refrigerant Omnigrad M TC10 TE-213 3241-9 DWA TCV-213 20 ºC

R-201C

F-R201C-219 Feedback Cabal d’entrada de


F-R201C-220 Feedback Cabal d’entrada de clor Cabal d’entrada de clor Proline Prosonic Flow 92F FE-220 3241-9 DWA FCV-220 585,4 m3/h

P-R201C-221 Feedback Pressió al reactor Sortida de gas del reactor Cerabar PMP55 PE-221 3241-9 DWA PCV-221 2.4 atm

L-R201C-222 Feedback Nivell del reactor Sortida de líquid del


T-R201C-218 Feedback Temperatura al reactor Cabal d’de refrigerant Omnigrad M TC10 TE-218 3241-9 DWA TCV-218 20 ºC

Pàgina 50 de 134



A-200: REACCIÓ DE CLORACIÓ Data: 12/06/2017 Ubicació: Igualada



T-202

LAL-102 Pressió baix al tanc 1.55 m Alarma de nivell baix Sonora/Visual

LAH-103 Nivell alt del tanc 1.88 m Alarma de nivell alt Sonora/Visual


M-201 PI-229 Pressió al tanc - Indicador de pressió Elèctrica









Pàgina 51 de 134


A-200: REACCIÓ DE CLORACIÓ Data: 12/06/2017 Ubicació: Igualada


R-201A

PAH-211 Pressió alta al reactor 2,76 atm Alarma Sonora/Visual

PAL-211 Pressió baixa al reactor 2,04 atm Alarma Sonora/Visual

LAH-212 Nivell alt al reactor 5.75 m Alarma Sonora/Visual

LAL-212 Nivell baix al reactor 4.25 m Alarma Sonora/Visual

R-201B





R-201C





Pàgina 52 de 134

3.4.3. Àrea 300



A-300: EXTRACCIÓ DEL CATALITZADOR DATA: 12-6-2017 Ubicació: Igualada



Ítem Element


M-301

L-M301-301 Feedback Nivell mesclador Cabal d’entrada d’aigua Levelflex FMP51 LE-301 3241-9 DWA LCV-301 1,43 m

C-M301-302 Feedback Conductivitat al mesclador Cabal d’entrada de NaOH Indumax CLS50D TE-302 3241-9 DWA TCV-302 90 mS/cm

E-301 T-E301-303 Feedback Temperatura de sortida Cabal d’entrada de vapor Omnigrad M

TC10 TE-303 3241-9 DWA TCV-303 55 ºC

R-301

F-R301-304 Feedback Cabal d’entrada de NaOH i

aigua Cabal d’entrada de NaOH i

aigua

Proline Prosonic Flow 92F

FE-304 3241-9 DWA FCV-304 22,44 m3/h

F-R301-305 Feedback Cabal d’entrada provinent de la

reacció de cloració Cabal d’entrada provinent de la

reacció de cloració


FE-305 3241-9 DWA FCV-305 18,2 m3/h

L-R301-306 Feedback Nivell del reactor Cabal de sortida del reactor Levelflex FMP51 LE-306 3241-9 DWA LCV-306 3.6 m

T-R301-307 Feedback Temperatura al reactor Cabal d’entrada de refrigerant Omnigrad M

TC10 TE-307 3241-9 DWA TCV-307 55 ºC

D-301 L-D301-308 Feedback Nivell del decantador Cabal d’entrada del decantador Levelflex FMP51 LE-308 3241-9 DWA LCV-308 2.97 m

Pàgina 53 de 134



A-300: EXTRACCIÓ DEL CATALITZADOR Data: 12/06/2017 Ubicació: Igualada


M-301 PI-312 Pressió al mesclador - Indicador de pressió Elèctrica







Pàgina 54 de 134

3.4.4. Àrea 400



A-400: PURIFICACIÓ D’ORGÀNICS DATA: 12-6-2017 Ubicació: Igualada



Ítem Element


E-401A T-E401-401 Feedback Temperatura de sortida Cabal d’entrada de vapor Omnigrad M TC10 TE-401 3241-9 DWA TCV-401 77,5 ºC

E-401B T-E401B-402 Feedback Temperatura de sortida Cabal d’entrada de vapor Omnigrad M TC10 TE-402 3241-9 DWA TCV-402 90 ºC

E-404A T-E404A-409 Feedback Temperatura de sortida Cabal d’entrada de refrigerant Omnigrad M TC10 TE-409 3241-9 DWA TCV-409 145 ºC

E-404B T-E404B-410 Feedback Temperatura de sortida Cabal d’entrada de refrigerant Omnigrad M TC10 TE-410 3241-9 DWA TCV-410 120 ºC

C-401

F-C401-403 Feedback Cabal d’entrada de la

columna Cabal d’entrada de la columna


FE-403 3241-9 DWA FCV-403 17,84 m3/h

L-C401-406 Feedback Nivell de la part inferior de la

columna Cabal de cues de la columna Levelflex FMP51 LE-406 3241-9 DWA LCV-406 0,281 m

T-C401-405 Feedback Temperatura al llarg de la

columna Cabal d’entrada de vapor al

reboiler Omnigrad M TC10 TE-405 3241-9 DWA TCV-405 19/111/169 ºC

P-C401-404 Feedback Pressió a la columna Cabal d’entrada de refrigerant

al condensador Cerabar PMP55 PE-404 3241-9 DWA PCV-404 240 kPa

F-C401-408 Feedback Cabal del condensat recirculat

a la columna Cabal del condensat recirculat a

la columna


FE-408 3241-9 DWA FCV-408 5 m3/h

C-402

L-C402-413 Feedback Nivell de la part inferior de la

columna Cabal de cues de la columna Levelflex FMP51 LE-413 3241-9 DWA LCV-413 0,318 m

T-C402-412 Feedback Temperatura al llarg de la

columna Cabal d’entrada de vapor al

reboiler Omnigrad M TC10 TE-412 3241-9 DWA TCV-412 120/132/174 ºC

Pàgina 55 de 134


A-400: PURIFICACIÓ D’ORGÀNICS DATA: 12-6-2017 Ubicació: Igualada



Ítem Element


P-C402-411 Feedback Pressió a la columna Cabal d’entrada de refrigerant

al condensador Cerabar PMP55 PE-411 3241-9 DWA PCV-411 240 kPa

F-C402-416 Feedback Cabal del condensat recirculat

a la columna Cabal del condensat recirculat a

la columna


FE-416 3241-9 DWA FCV-416 3 m3/h

T-401 L-T401-407 Feedback Nivell del tanc pulmó Cabal de caps de la columna Levelflex FMP51 LE-407 3241-9 DWA LCV-407 1,22 m

T-402 L-T402-414 Feedback Nivell del tanc pulmó Cabal de caps de la columna Levelflex FMP51 LE-414 3241-9 DWA LCV-414 1,13 m

Pàgina 56 de 134



A-400: PURIFICACIÓ D’ORGÀNICS Data: 12/06/2017 Ubicació: Igualada











C-401

TAH-405 Temperatura alta a la columna 95/116/174 ºC Alarma de temperatura alta Sonora/Visual

TAL-405 Temperatura baixa a la columna 85/106/164 ºC Alarma de temperatura baixa Sonora/Visual

LAH-406 Nivell alt a la part inferior de la columna 0.323 m Alarma de nivell alt Sonora/Visual

LAL-406 Nivell baix a la part inferior de la columna 0.238 m Alarma de nivell baix Sonora/Visual

Pàgina 57 de 134


A-400: PURIFICACIÓ D’ORGÀNICS Data: 12/06/2017 Ubicació: Igualada


C-402

TAH-412 Temperatura alta a la columna 125/137/179 ºC Alarma de temperatura alta Sonora/Visual

TAL-412 Temperatura baixa a la columna 115/127/169 ºC Alarma de temperatura baixa Sonora/Visual

LAH-413 Nivell alt a la part inferior de la columna 0.366 m Alarma de nivell alt Sonora/Visual

LAL-413 Nivell baix a la part inferior de la columna 0.27 m Alarma de nivell baix Sonora/Visual

Pàgina 58 de 134

3.4.5. Àrea 500

Taula 18. Llaços de control de l’àrea 500


A-500: ABSORCIÓ D’ORGÀNICS DATA: 12-6-2017 Ubicació: Igualada



Ítem Element


C501

P-C501-501 Feedback Pressió a la columna d’absorció Cabal de sortida de gas de

la columna d’absorció Cerabar PMP55 PE-501 3241-9 DWA PCV-501 240 kPa

D-C501-502 Cascada Concentració d’orgànics a la sortida líquida

del F-501, cabal d’entrada del corrent provinent de l’àrea 400 a la C-501

Cabal d’entrada del corrent provinent de l’àrea

400 a la C-501

Micro Motion PS-001651

DE-502 3241-9 DWA DCV-502 97,99% en massa

F-501

P-F501-504 Feedback Pressió al separador Cabal de sortida de gas del

separador Cerabar PMP55 PE-504 3241-9 DWA PCV-504 101,3 kPa

L-F501-503 Feedback Nivell de líquid del separaor Cabal de sortida de líquid

del separador Levelflex FMP51 LE-503 3241-9 DWA LCV-502 1.28 m

E-501A T-E501A-508 Feedback Temperatura de sortida Cabal d’entrada de

refrigerant Omnigrad M TC10 TE-508 3241-9 DWA TCV-508 86 ºC

E-501B T-E501B-507 Feedback Temperatura de sortida Cabal d’entrada de


E-501C T-E501C-506 Feedback Temperatura de sortida Cabal d’entrada de


E-501D T-E501D-505 Feedback Temperatura de sortida Cabal d’entrada de


Pàgina 59 de 134

Taula 19. Instrumentació de l’àrea 500


A-500: ABSORCIÓ D’ORGÀNICS Data: 12/06/2017 Ubicació: Igualada


CP-501 PI-509 Pressió del compressor - Indicador de pressió Elèctrica



Pàgina 60 de 134

3.4.6. Àrea 600



A-600: ABSORCIÓ HCl DATA: 12-6-2017 Ubicació: Igualada



Ítem Element


E-601 T-E601-601 Feedback Temperatura de sortida Cabal d’entrada d’oli

tèrmic

Omnigrad M TC10

TE-601 3241-9 DWA TCV-601 15 ºC

C-601 T-C601-602 Feedback Temperatura de la sortida de líquids de la

columna d’absorció C-601 Cabal d’entrada de

refrigerant a la columna

Omnigrad M TC10

TE-602 3241-9 DWA TCV-602 27,16 ºC

C-602

D-C602-603 Cascada Concentració HCl de la sortida de líquids de la

columna C-601, cabal d’entrada d’aigua a la C-602 Cabal d’entrada d’aigua a

la C-602

Micro Motion PS-001651

DE-603 3241-9 DWA DCV-603 32 % molar

P-C602-604 Feedback Pressió a la columna C-602 Cabal de sortida de gas

de la columna C-602

Cerabar PMP55

PE-604 3241-9 DWA PCV-604 130 kPa

D-601 L-D601-605 Feedback Nivell del decantador Cabal d’entrada al

decantador

Levelflex FMP51

LE-605 3241-9 DWA LCV-605 1.8 m

Pàgina 61 de 134



A-600: ABSORCIÓ HCl Data: 12/06/2017 Ubicació: Igualada




Pàgina 62 de 134

3.4.7 Àrea 700



A-700: EMMAGATZEMATGE DE PRODUCTES DATA: 12-6-2017 Ubicació: Igualada



Ítem Element


E-701A T-E701A-747 Feedback Temperatura de sortida Cabal d’entrada de refrigerant Omnigrad

M TC10 TE-747 3241-9 DWA TCV-747 107 ºC

E-701B T-E701B-748 Feedback Temperatura de sortida Cabal d’entrada de refrigerant Omnigrad

M TC10 TE-748 3241-9 DWA TCV-748 81 ºC

E-701C T-E701C-749 Feedback Temperatura de sortida Cabal d’entrada de refrigerant Omnigrad

M TC10 TE-749 3241-9 DWA TCV-749 53 ºC

E-701D T-E701D-750 Feedback Temperatura de sortida Cabal d’entrada de refrigerant Omnigrad

M TC10 TE-750 3241-9 DWA TCV-750 25 ºC

E-702A T-E702A-719 Feedback Temperatura de sortida Cabal d’entrada de refrigerant Omnigrad

M TC10 TE-719 3241-9 DWA TCV-719 147 ºC

E-702B T-E702B-720 Feedback Temperatura de sortida Cabal d’entrada de refrigerant Omnigrad

M TC10 TE-720 3241-9 DWA TCV-720 120 ºC

E-702C T-E702C-721 Feedback Temperatura de sortida Cabal d’entrada de refrigerant Omnigrad

M TC10 TE-721 3241-9 DWA TCV-721 95 ºC

E-702D T-E702D-722 Feedback Temperatura de sortida Cabal d’entrada de refrigerant Omnigrad

M TC10 TE-722 3241-9 DWA TCV-722 70 ºC

Pàgina 63 de 134



A-700: EMMAGATZEMATGE DE PRODUCTES Data: 12/06/2017 Ubicació: Igualada


T-701




T-702




T-703




T-704





Pàgina 64 de 134






T-706






T-707


LSH-724 Nivell alt del tanc 6 m Switch Elèctrica


T-708





Pàgina 65 de 134






T-710




T-711




T-712




T-713




Pàgina 66 de 134




T-714







MSH-752 Pes alt al silo 30.200 kg Switch de pes alt Elèctrica





Planta per la fabricació de monoclorbenzè CAPÍTOL 6. Medi Ambient

Pàgina 67 de 134

3.5. Descripció i diagrames dels llaços de control

En aquest apartat es recull el llistat dels fulls d’especificació dels llaços de control i de la

instrumentació necessària per a la monitorització del procés de producció de monoclorobenzè

distribuïts per àrees.

Tant la nomenclatura dels llaços de control com la de la instrumentació es recullen a l’apartat

3.1.4. Nomenclatura.

3.5.1. Àrea 100

3.5.1.1. Àrea 100A1

Aquesta és l’àrea on s’hi troba emmagatzemat el benzè. Seguidament s’explicarà el control

realitzat sobre els corresponents tancs.

Ítem LI-104/LSH-103

Per a controlar l’omplerta dels tancs de benzè, s’ha instal·lat un indicador de nivell (LI-104) que

permetrà a l’operari saber quan haurà de tancar la vàlvula d’omplerta i passar a utilitzar un

altre tanc d’emmagatzematge. De totes formes, si l’indicador fallés, s’ha instal·lat un switch de

nivell alt (LSH-103), que assegura que el tanc d’emmagatzematge mai s’ompli més del 90% de

la seva capacitat. El switch, en encendre’s, envia una senyal elèctrica a la vàlvula d’omplerta

per a tancar-la.

Aquest sistema de control d’omplerta té diversos anàlegs més a l’àrea 100, que corresponen

als altres tancs d’emmagatzematge de benzè, els de clor i el de NaOH.

Taula 24.Caracterització de l’ítem LI-104/LSH-103

CARACTERITZACIÓ DE L’ÍTEM LI-104/LSH-103

ÍTEM LI-104/LSH-103

VARIABLE CONTROLADA Nivell del tanc

CONSIGNA 5,94 m

INDICADOR LI-104

SWITCH LSH-103


Pàgina 68 de 134

Taula 25. Caracterització de l’ítem LI-108/LSH-107




CONSIGNA 5,94 m

INDICADOR LI-108

SWITCH LSH-107





CONSIGNA 5,94 m

INDICADOR LI-110

SWITCH LSH-111





CONSIGNA 5,94 m

INDICADOR LI-116

SWITCH LSH-115





CONSIGNA 5,94 m

INDICADOR LI-120

SWITCH LSH-119





CONSIGNA 5,94 m

INDICADOR LI-124

SWITCH LSH-123


Pàgina 69 de 134





CONSIGNA 5,94 m

INDICADOR LI-128

SWITCH LSH-127





CONSIGNA 5,94 m

INDICADOR LI-132

SWITCH LSH-131





CONSIGNA 3,5 m

INDICADOR LI-133

SWITCH LSH-134





CONSIGNA 3,5 m

INDICADOR LI-135

SWITCH LSH-136





CONSIGNA 3,5 m

INDICADOR LI-137

SWITCH LSH-138


Pàgina 70 de 134





CONSIGNA 3,5 m

INDICADOR LI-139

SWITCH LSH-140





CONSIGNA 3,5 m

INDICADOR LI-141

SWITCH LSH-142





CONSIGNA 5,4 m

INDICADOR LI-144

SWITCH LSH-145


Pàgina 71 de 134


Pàgina 72 de 134

Control de la pressió

Els tancs d’emmagatzematge de benzè es troben a pressió atmosfèrica i per tant no

requereixen un control exigent de pressió. Tot i així, se’ls instal·la un venteig a la part superior

per a reconduir part del gas del tanc a tractament de gasos. Això ajuda a que no es donin

sobrepressions. S’ha instal·lat també un indicador de pressió perquè es pugui veure com varia

aquest paràmetre en tot moment.

S’ha aplicat el mateix criteri per a tots els altres tancs a pressió atmosfèrica de la planta.


Pàgina 73 de 134


Pàgina 74 de 134

Llaç T-T101-101

L’objectiu del llaç és mantenir el benzè a unes condicions de temperatura òptimes d’acord

amb les condicions climàtiques de la regió d’Igualada: el punt de fusió del benzè és 5ºC i, tot i

que les temperatures de la regió on s’ubica la planta no són extremes, si que és necessari

instal·lar un sistema per a mantenir el benzè a una temperatura per sobre de la de fusió,

especialment durant l’hivern.

Per a aquest propòsit, s’empra un llaç per retroalimentació. La variable controlada és la

temperatura a dins del tanc, que es mesura amb un sensor de temperatura, i la variable

manipulada esdevé el cabal de vapor que entra i escalfa el serpentí del tanc. Una vàlvula de

control regula, en tot moment, el pas d’aquest fluid d’acord amb les necessitats tèrmiques

requerides.

Taula 38. Caracterització llaç de control del tanc T-101

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ T-T101-101

ÍTEM T-T101-101

VARIABLE CONTROLADA Temperatura T-101

VARIABLE MANIPULADA Cabal fulid calefactor

CONSIGNA 20º

TIPUS DE LLAÇ Feedback



ÍTEM T-T102-105



CONSIGNA 20º




ÍTEM T-T103-109



CONSIGNA 20º



Pàgina 75 de 134



ÍTEM T- T104-113



CONSIGNA 20º




ÍTEM T-T105-117



CONSIGNA 20º




ÍTEM T-T106-121



CONSIGNA 20º




ÍTEM T-T107-125



CONSIGNA 20º




ÍTEM T-T108-129



CONSIGNA 20º



Pàgina 76 de 134


Pàgina 77 de 134

3.5.1.2. Àrea 100A2

En aquesta àrea s’hi troba emmagatzemat el catalitzador de la reacció de cloració, el FeCl3,

seguidament s’explica com es controla l’emmagatzematge d’aquest.

Control de l’omplerta

Com que el FeCl3 es compra i emmagatzema en estat sòlid, per a controlar que la quantitat

d’aquest a dins del silo sigui la desitjada, s’instal·la un indicador de pes (MI-146). Així, l’operari,

a mesura que el silo s’omple, pot veure en tot moment quin pes hi ha i aturar l’omplerta quan

s’assoleixi el pes requerit.


Pàgina 78 de 134


Pàgina 79 de 134

3.5.1.3. Àrea 100B1

En aquesta àrea s’hi troba emmagatzemat el clor. Seguidament es parla de com es controla

l’emmagatzematge del reactiu.


Els tancs d’emmagatzematge de clor treballen a pressió (15 bar), i per tant necessiten tenir

aquesta variable controlada. Per a fer-ho, s’instal·la una vàlvula d’alleujament de pressió

tarada a un bar per sobre de la pressió de treball, és a dir a 16 bar. Quan la pressió al tanc

sobrepassa el límit, la vàlvula s’obre i deixa passar part del gas contingut en el tanc, alleujant-

ne la pressió. Arribat el punt en què la pressió en el tanc queda per sota de la de tara de la

vàlvula, aquesta es tanca i el tanc torna a treballar correctament. Tot el gas que surt per

aquesta vàlvula és conduit cap a tractament de gasos a l’àrea 1000.

D’altra banda, per contrarestar baixes pressions, s’instal·la una vàlvula d’alleujament de buit,

que, tarada a 14 bar, s’obre quan la pressió al tanc n’és inferior. La vàlvula s’obre i deixa passar

nitrogen provinent de l’àrea 800 que entra al tanc i n’augmenta la pressió. En el moment en

què el tanc sobrepassa la pressió de tara de la vàlvula, aquesta es tanca i el tanc torna a

treballar bé.

S’ha aplicat el mateix criteri per a tots els altres tancs a pressió de la planta.


Pàgina 80 de 134


Pàgina 81 de 134

Control de l’opmplerta

Per al control de l’omplerta dels tancs de clor, s’utilitza un control anàleg al dels tancs de

benzè. Vegeu l’apartat 3.4.1.1. Àrea 100A1.

3.5.1.4. Àrea 100B2

En aquesta àrea s’hi emmagatzema el NaOH en un sol tanc.


Per al control de l’omplerta s’utilitza un control anàleg al dels tancs de benzè. Vegeu l’apartat

3.4.1.1. Àrea 100A1.


El tanc d’emmagatzematge de NaOH treballa a pressió atmosfèrica, i per tant se li aplica un

sistema de control de pressió anàleg una altra vegada al dels tancs de benzè. Vegeu l’apartat

3.4.1.1. Àrea 100A1.


Pàgina 82 de 134

3.5.2. Àrea 200

3.5.2.1. Tancs pulmó

Llaç L-T201-201

L’objectiu del llaç de control és mantenir el nivell de líquid constant en el si del tanc pulmó. És

important que aquest sempre estigui ple, ja que l’entrada de benzè als reactors en depèn. Amb

aquest propòsit, s’ha implementat un llaç de control de tipus feedback on, segons la senyal

obtinguda pel sensor que mesura el nivell de líquid al tanc pulmó, modifica el cabal d’entrada

d’aquest.

Taula 46. Caracterització del llaç de control del tanc pulmó T-201

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ L-T201-201

ÍTEM L-T201-201

VARIABLE CONTROLADA Nivell

VARIABLE MANIPULADA Cabal d’entrada

CONSIGNA 1,11 m



Pàgina 83 de 134


Pàgina 84 de 134

Control de nivell del tanc pulmó T-202

En aquest tanc pulmó, s’ha prescindit d’implementar un llaç de control de nivell ja que, tant el

cabal d’entrada com el de sortida, ja estan controlats per altres llaços de control. El cabal

d’entrada està controlat pel llaç de control de nivell dels reactors R-201A/B/C, i el cabal de

sortida, pel llaç de control de cabal d’entrada del reactor de l’àrea 300 R-301.

Així doncs, per a no sobrecontrolar el procés, s’ha optat per instal·lar un indicador de nivell (LI-

223) perquè els operaris puguin veure en tot moment que el tanc està al nivell que toca.

Tanmateix, s’han instal·lat alarmes de nivell alt (LAH-224) i de nivell baix (LAL-225) a un 10%

per sobre i sota del setpoint per seguretat. Si aquestes s’activessin, els operaris haurien

d’actuar.

Taula 47. Caracterització de l’ítem LI-22/LAH-224/LAL-225

CARACTERITZACIÓ DE L’ÍTEM LI-223/LAH-224/LAL-225

ÍTEM LI-223/LAH-224/LAL-225


CONSIGNA 1.88 m/1,55 m

INDICADOR LI-223

ALARMA LAH-224/LAL-225


Pàgina 85 de 134


Pàgina 86 de 134


El tanc pulmó T-201 treballa a pressió atmosfèrica, i per tant se li aplica un sistema de control

de pressió anàleg al dels tancs de benzè. Vegeu l’apartat 3.4.1.1. Àrea 100A1.

El tanc pulmó T-202 en canvi, treballa a pressió (2.4 bar), i per tant se li aplica el sistema de

control de pressió anàleg al dels tancs de clor. Vegeu l’apartat 3.4.1.3. Àrea 100B1. En aquest

cas, es taren les vàlvules a 1,4 i 4,3 bar respectivament.

3.5.2.2. Bescanviadors

Llaç T-E201-203

Aquest llaç de control permet controlar la temperatura de sortida del fluid de procés del

bescanviador i així complir amb els requeriments tèrmics de la zona. La tipologia de control

utilitzada és de tipus feedback, ja que es mesura la temperatura de sortida del fluid de procés i

a partir d’aquesta es regula el cabal d’entrada de fluid de servei. (En aquest cas, el fluid de

procés és una mescla de benzè, MCB, DCB i HCl. I el fluid de servei és vapor, ja que el que es

vol tenir un augment de temperatura.)

El cabal del fluid de servei es veurà modificat depenent de si la temperatura mesurada és

superior o inferior al setpoint.

Aquest llaç de control es repeteix en tots els bescanviadors de la planta, sigui el fluid de servei

refrigerant o calefactor.

Seguidament es mostren les característiques del llaç mencionat i dels seus anàlegs a l’àrea 200,

especificant cada una de les seves característiques comentades anteriorment. La particularitat

dels llaços anàlegs, corresponents als bescanviadors E-202A/B, és que aquests escalfen amb oli

tèrmic. En tot cas, el llaç de control és anàleg al que s’ha tractat en aquest apartat.

Taula 48. Caracterització del llaç de control del bescanviador E-201

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ T-E201-203

ÍTEM T-T201-203

VARIABLE CONTROLADA Temperatura de sortida del fluid de procés

VARIABLE MANIPULADA Cabal d’entrada del fluid de servei

CONSIGNA 55 ºC



Pàgina 87 de 134

Taula 49. Caracterització del llaç de control del bescanviador E-202A

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ T-T202A-206

ÍTEM T-T202-206



CONSIGNA 30 ºC


Taula 50. Caracterització del llaç de control del bescanviador E-202B

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ T-T202B-207

ÍTEM T-T202B-207



CONSIGNA 55 ºC



Pàgina 88 de 134


Pàgina 89 de 134

3.5.2.3. Mesclador M-201

Llaç L-M201-204

L’objectiu del llaç de control és mantenir el nivell de líquid constant en el si del mesclador. És

important que aquest sempre estigui ple, ja que l’entrada de benzè als reactors en depèn. Amb

aquest propòsit, s’ha implementat un llaç de control de tipus feedback on, segons la senyal

obtinguda pel sensor que mesura el nivell de líquid al mesclador, modifica el cabal d’entrada

d’aquest.

Taula 51. Caracterització del llaç de control del mesclador M-201

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ L-M201-204

ÍTEM L-M201-204

VARIABLE CONTROLADA Nivell

VARIABLE MANIPULADA Cabal d’entrada

CONSIGNA 1,7 m



El mesclador M-201 treballa a pressió atmosfèrica, i per tant, se li aplica un sistema de control

de pressió anàleg al dels tancs de benzè. Vegeu l’apartat 3.4.1.1. Àrea 100A1. Per tant,

simplement, s’implementa un indicador de pressió per a mantenir informats en tot moment

als operaris i un venteig que envia part del gas contingut a l’equip a tractament de gasos a

l’àrea 1000 evitant sobrepressions.


Pàgina 90 de 134


Pàgina 91 de 134

3.5.2.4. Reactors

En aquest apartat es tracten els llaços de control dels reactors de cloració, equips de vital

importància per a la planta. És per això que es controlen exhaustivament.

Llaç F-R201-209

L’objectiu d’aquest llaç de control és fer que el cabal d’entrada de benzè en el reactor R201A

sigui constant. S’utilitza un llaç de control tipus feedback en què es mesura el cabal d’entrada

del reactor, i en funció d’aquest valor, s’obre o tanca la vàlvula de control apropant així el valor

del cabal al setpoint.

Aquest control té dos anàlegs més a l’àrea 200, corresponents als altres dos reactors paral·lels

(R-201B, R-201C).

Taula 52. Caracterització del llaç de control de cabal del reactor R-201A

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ F-R201A-209

ÍTEM F-R201A-209

VARIABLE CONTROLADA Cabal d’entrada al reactor

VARIABLE MANIPULADA Cabal d’entrada al reactor

CONSIGNA 17,8 m3/h


Taula 53. Caracterització del llaç de control de cabal del reactor R-201B

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ F-R201B-214

ÍTEM F-R201B-2014



CONSIGNA 17,8 m3/h


Taula 54. Caracterització del llaç de control de cabal del reactor R-201C

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ F-R201A-219

ÍTEM F-R201C-219



CONSIGNA 17,8 m3/h



Pàgina 92 de 134


Pàgina 93 de 134

Control del cabal d’entrada de clor

Per a controlar el cabal d’entrada de clor en els reactors R-201A/B/C, s’utilitza un sistema de

control anàleg a l’anterior. L’única diferència en aquest cas és que el fluid a controlar és gas i

que entra al reactor a través del difusor, però la naturalesa del llaç de control, en quant a

variables manipulades i controlades i tipologia, és la mateixa. Parlant clar, la manipulada i la

controlada són el cabal d’entrada i la tipologia és feedback.


Pàgina 94 de 134


Pàgina 95 de 134

Llaç P-R201A-211

Aquest llaç té com a objectiu mantenir la pressió al reactor a 2,4 atm (pressió d’operació).

Aquesta pressió es regula amb una vàlvula de control situada la sortida de gasos del reactor. La

vàlvula s’obre o tanca en funció de la pressió al reactor.

Si hi ha sobrepressió, la vàlvula de control s’obre i si hi ha pèrdua de pressió es tanca. En cas de

que aquest control fallés, s’ha instal·lat també una vàlvula d’alleujament de pressió tarada a 3

atm, que s’obriria i enviaria gas del reactor a tractament de gasos a l’àrea 1000. També s’ha

instal·lat alarmes de pressió alta i baixa que s’activen a un 15% per sobre o per sota de la

pressió d’operació i que permetrien saber als operaris que el sistema de pressió no treballa

correctament i que per tant és necessària una actuació per part seva.

Tot i així, per si la pressió encara es trobés per sobre dels límits de seguretat, el reactor consta

d’un tercer element de seguretat: un disc de ruptura que alleujaria la pressió del reactor

alliberant tot el contingut a l’atmosfera de forma ràpida, evitant així una possible explosió i els

danys humans i materials que aquesta podria causar.


(R-201B, R-201C).

Taula 55. Caracterització del llaç de control de pressió del reactor R-201A

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ P-R201A-211

ÍTEM F-R201A-211

VARIABLE CONTROLADA Pressió al reactor

VARIABLE MANIPULADA Cabal de sortida de gas del reactor

CONSIGNA 2,4 atm


ALARMES LAL/LAH

Taula 56. del llaç de control de pressió del reactor R-201B

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ P-R201B-216

ÍTEM F-R201B-216



CONSIGNA 2,4 atm


ALARMES LAL/LAH


Pàgina 96 de 134

Taula 57. Caracterització del llaç de control de pressió del reactor R-201C

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ P-R201C-221

ÍTEM F-R201C-221



CONSIGNA 2,4 atm


ALARMES LAL/LAH


Pàgina 97 de 134


Pàgina 98 de 134

Llaç T-R201A-208

L’objectiu d’aquest llaç és controlar la temperatura en el si del reactor de cloració. La cloració

del benzè és una reacció exotèrmica, per això porta implementada una camisa per on hi circula

aigua glicolada refrigerant. El llaç de control que s’implementa, regula el cabal d’entrada de

fluid refrigerant en funció de la temperatura mesurada al reactor. El controlador calcula l’acció

de l’element final: la vàlvula de control que regula el pas de fluid refrigerant.


(R-201B, R-201C).

Taula 58. Caracterització del llaç de control de temperatura del reactor R-201A

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ T-201A-208

ÍTEM T-201A-208

VARIABLE CONTROLADA Temperatura al reactor

VARIABLE MANIPULADA Cabal d’entrada de fluid refrigerant

CONSIGNA 55 ºC


Taula 59. Caracterització del llaç de control de temperatura del reactor R-201B

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ T-201B-213

ÍTEM T-201B-213



CONSIGNA 55 ºC


Taula 60. Caracterització del llaç de control de temperatura del reactor R-201C

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ T-201C-218

ÍTEM T-201C-218



CONSIGNA 55 ºC



Pàgina 99 de 134


Pàgina 100 de 134

Llaç L-R201A-112

L’objectiu d’aquest llaç és mantenir constant el nivell del reactor R-201A. Això significa que si

es sobrepassa el setpoint, la vàlvula de control s’obrirà, deixant passar líquid i, per tant,

baixant el nivell del reactor i alleujant-ne l’excés de volum.

En cas de que aquest control fallés, s’han instal·lat alarmes de nivell alt (LAH) i baix (LAL) a un

15% per sobre i per sota del nivell d’operació per a avisar a l’operari de que ha d’actuar.


(R-201B, R-201C).

Taula 61. Caracterització del llaç de control de nivell del reactor R-201A

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ L-201A-212

ÍTEM L-201A-212

VARIABLE CONTROLADA Nivell del reactor

VARIABLE MANIPULADA Cabal de sortida de líquid del reactor

CONSIGNA 5 m


ALARMES LAL/LAH

Taula 62. Caracterització del llaç de control de nivell del reactor R-201B

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ L-201B-217

ÍTEM L-201B-217



CONSIGNA 5 m


ALARMES LAL/LAH

Taula 63. Caracterització del llaç de control de nivell del reactor R-201C

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ L-201C-221

ÍTEM L-201C-221



CONSIGNA 5 m


ALARMES LAL/LAH


Pàgina 101 de 134


Pàgina 102 de 134

3.5.3. Àrea 300

3.5.3.1. Mesclador M-301

Control de nivell

Per al control de nivell d’aquest mesclador, s’utilitza un control de nivell anàleg al del

mesclador M-201. Vegeu l’apartat 3.4.2.3. Mesclador M-201.

És important mantenir sempre el nivell a prop de la consigna en el M-301 per aconseguir que

aquest sempre estigui ple, doncs el cabal d’entrada al reactor R-301 en depèn.

Llaç C-M301-302

En el mesclador M-301, s’hi mesclen aigua i NaOH que, posteriorment, entren al reactor R-301.

És important que la mescla entri al reactor amb una concentració determinada de NaOH. Per a

aconseguir-ho, es controla el cabal d’entrada de NaOH amb un llaç de control de conductivitat.

El sensor de conductivitat mesura aquesta variable en el reactor i envia una senyal al

controlador, que, en funció de si el valor de la conductivitat és superior o inferior al setpoint,

obre o tanca la vàlvula que regula el cabal d’entrada de NaOH.

L’aigua, a major concentració de NaOH, major conductivitat tindrà.

Taula 64. Caracterització del llaç de control de nivell del mesclador M-301

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ C-M301-302

ÍTEM C-M301-302

VARIABLE CONTROLADA Conductivitat en el mesclador

VARIABLE MANIPULADA Cabal d’entrada de NaOH

CONSIGNA 90 mS/cm



Pàgina 103 de 134


Pàgina 104 de 134

3.5.3.2. Bescanviador E-301

Per al correcte funcionament del bescanviador E-301, s’utilitza un sistema de control anàleg al

del bescanviador E-201. Vegeu l’apartat 3.4.2.2. Bescanviadors. Per molt que el fluid

refrigerant/calefactor sigui diferent al del E-201, el llaç de control és el mateix en tots els

bescanviadors de la planta. Es regula sempre el cabal d’entrada del fluid refrigerant/calefactor

a partir de la mesura de la temperatura del corrent de sortida de fluid de procés

escalfat/refredat.

3.5.3.3. Reactor R-301

Control dels cabals d’entrada

Per a controlar els dos cabals d’entrada del reactor R-301, s’utilitza un sistema de control de

cabal anàleg al del reactor R-201A de l’àrea 200. Vegeu l’apartat 3.4.2.4. Reactors. L’únic que

canvia en aquest cas és el fluid que circula pels corrents.

Control de la temperatura

Igual que anteriorment, per a controlar la temperatura, s’utilitza un control de temperatura

anàleg al del reactor R-201A. En aquest cas, la reacció també és exotèrmica i es necessita aigua

glicolada per a refredar el reactor i mantenir-lo a la temperatura d’operació desitjada. Vegeu

l’apartat 3.4.2.4. Reactors.

Control del nivell

En aquest cas, una altra vegada s’utilitza el mateix sistema que en el reactor R-201A de l’àrea

200 per a controlar el nivell. Vegeu l’apartat 3.4.2.4. Reactors.


El reactor R-301 treballa a pressió (2,4 bar), així que s’ha de tenir en compte aquesta variable a

l’hora d’implementar el control.


Pàgina 105 de 134

Com que en la reacció del R-301, tant els reactius com els productes són líquids, s’ha optat per

instal·lar una vàlvula d’alleujament de pressió a la part superior del reactor tarada a 3 atm per

si la pressió augmentés més del compte. Llavors, la vàlvula s’obriria deixant part del gas

contingut a la part superior del reactor, alleujant la pressió en aquest. La vàlvula es tancaria

finalment en assolir un altre cop una pressió en el reactor per sota de la tara de la vàlvula. Tot

el gas que s’expulsa per aquesta via és reconduït a l’àrea 1000 a tractament de gasos.

3.5.3.4. Decantador D-301

Control de nivell

Per al control de nivell d’aquest decantador, s’utilitza un control anàleg al del tanc pulmó T-

201. Vegeu l’apartat 3.4.2.1. Tancs pulmó. El que canvia és que en comptes de tenir un tanc

pulmó es té un decantador. La variable manipulada i controlada són les mateixes: nivell i cabal

d’entrada. Així com el tipus de control: feedback.

És important garantir que el nivell del decantador sigui estable i així tenir-lo sempre ple, doncs

el cabal de sortida també ho ha de ser, ja que els equips que venen a continuació en depenen.

3.5.4. Àrea 400


Els bescanviadors E-401A/B funcionen amb vapor a 3 bar. Serveixen per a escalfar el fluid que

seguidament entra a la columna C-401. Posteriorment, els bescanviadors E-404A/B, serveixen

per a refredar el contingut que entra a la columna C-402 i funcionen amb aigua de torre.

En tot cas, els sistemes de control utilitzats són anàlegs al del bescanviador E-201 de l’àrea

200. Vegeu l’apartat 3.4.2.2. Bescanviadors. Es controla la temperatura de sortida de fluid de

procés a través de la regulació del cabal d’entrada del fluid de servei.


Pàgina 106 de 134

3.5.4.2. Columnes de destil·lació

Control del cabal d’entrada

Per a controlar el cabal d’entrada de la columna C-401, s’utilitza un control de cabal d’entrada

anàleg al del reactor R-201A de l’àrea 200. Vegeu l’apartat 3.4.2.4. Reactors. Les variables

controlada i mesurada són el cabal d’entrada i el control també és feedback. L’únic que canvia

és el fluid i que en comptes d’haver-hi un reactor hi ha una columna de destil·lació, però el

sistema de control és el mateix.

Per a la columna C-402, no s’implementa cap control, doncs el cabal d’entrada d’aquesta

columna ja ve controlat pel llaç de control de nivell de la columna C-401, que regula el cabal de

cues de la columna (el corrent de cues de la C-401 i el corrent d’entrada de la C-402 són el

mateix corrent) per a mantenir-li estable el nivell.

Llaç T-C401-405

Aquest llaç de control permet controlar la temperatura al llarg de la columna, doncs té tres

sensors de temperatura per a conèixer de forma més exacta i uniforme com varia la

temperatura en el si de l’equip.

Per a aconseguir que la temperatura a la columna sigui la desitjada, el controlador treballa

amb un cert rang de temperatures, que seria el rang entre el setpoint de cada sensor (90, 111 i

169 ºC). Per a mantenir la temperatura de la columna dins d’aquest rang, el controlador activa

la vàlvula de regulació de cabal d’entrada de vapor a 10 bar del reboiler.

En cas de que aquest control fallés, el controlador té instal·lades alarmes de temperatura alta

(TAH) i baixa (TAL) amb les temperatures fixades de cada sensor a 5 ºC de diferència per sobre

o per sota del setpoint. Aquestes permetrien donar a conèixer que el sistema de control no

està sent capaç de regular la temperatura de la columna i que per tant es requereix l’actuació

d’un operari.

Aquest llaç de control té un anàleg més a l’àrea 400.

Taula 65. Caracterització del llaç de control de temperatura de la columna C-401

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ T-C401-405

ÍTEM T-C401-405

VARIABLE CONTROLADA Temperatura de la columna

VARIABLE MANIPULADA Cabal d’entrada de vapor al reboiler

CONSIGNA 90/111/169ºC


ALARMES TAH 405 i TAL 405


Pàgina 107 de 134

Taula 66. Caracterització del llaç de control de temperatura de la columna C-402


ÍTEM T-C402-412

VARIABLE CONTROLADA Temperatura de la columna

VARIABLE MANIPULADA Cabal d’entrada de vapor al reboiler

CONSIGNA 120/132/174ºC


ALARMES TAH 405 i TAL 405


Pàgina 108 de 134


Pàgina 109 de 134

Llaç P-C401-404

La pressió de la columna ha d’estar entre uns valors no molt allunyats de la pressió d’operació,

per tant l’objectiu d’aquest llaç és evitar que la columna es desviï de la seva normalitat obrint o

tancant la vàlvula de control que regula el cabal de fluid refrigerant del condensador E-405,

permetent així una major o menor capacitat de condensació.

Per seguretat, s’ha instal·lat una vàlvula d’alleujament de pressió a la part superior de la

columna, que, tarada a 300 kPa, s’obriria enviant vapor a l’àrea 1000 a tractament de gasos

reduint així l’excés de pressió a la columna.

Com que l’explicació d’aquest llaç es repeteix a la columna C-402, seguidament es mostra la

caracterització del respectiu llaç de control (en el cas de la columna C-402, que treballa a

menys pressió, a 101,3 kPa, la vàlvula d’alleujament de pressió es tara a 200 kPa en comptes

de 300):

Taula 67. Caracterització del llaç de control de pressió de la columna C-401

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ P-C401-404

ÍTEM P-C401-404

VARIABLE CONTROLADA Pressió de la columna

VARIABLE MANIPULADA Cabal d’entrada de refrigerant al

condensador

CONSIGNA 240 kPa

TIPUS DE LLAÇ Feedforward

Taula 68. Caracterització del llaç de control de pressió de la columna C-402


ÍTEM P-C401-411

VARIABLE CONTROLADA Pressió de la columna

VARIABLE MANIPULADA Cabal d’entrada de refrigerant al

condensador

CONSIGNA 101,3 kPa



Pàgina 110 de 134


Pàgina 111 de 134

Llaç L-C401-406

L’objectiu d’aquest llaç és que el nivell de líquid que s’acumula a la part inferior de la columna

no excedeixi el setpoint fixat. Per això el controlador regula una vàlvula que s’obre en cas de

sobrepassar la consigna, provocant així que augmenti el cabal de sortida de cues de la

columna.

En cas de que el control fallés o el nivell augmentés més o menys del compte, s’ha instal·lat

alarmes de nivell alt i baix (LAH i LAL) a un 15% per sobre i per sota del nivell que marca el

setpoint per a avisar a l’operari de que alguna anomalia està succeint.

Taula 69. Caracterització del llaç de control de nivell de la columna C-401

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ L-C401-406

ÍTEM L-C401-406

VARIABLE CONTROLADA Nivell de líquid a la part inferior de la

columna

VARIABLE MANIPULADA Cabal de sortida de cues de la columna

CONSIGNA 0,281 m


ALARMES LAL/LAH

Taula 70. Caracterització del llaç de control de nivell de la columna C-402

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ L-C402-413

ÍTEM L-C402-413

VARIABLE CONTROLADA Nivell de líquid a la part inferior de la

columna

VARIABLE MANIPULADA Cabal de sortida de cues de la columna

CONSIGNA 0,318 m


ALARMES LAL/LAH


Pàgina 112 de 134


Pàgina 113 de 134

Llaç F-C401-408

L’objectiu d’aquest llaç és que el cabal de condensat que es recircula a la columna per la seva

part superior sigui constant en tot moment. Així doncs, s’utilitza un llaç de control de tipus

feedback que, en funció del valor obtingut pel sensor de cabal, obre o tanca la vàlvula de

regulació de cabal de condensat recirculat.

Taula 71. Caracterització del llaç de control de cabal de la columna C-401

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ F-C401-408

ÍTEM F-C401-408

VARIABLE CONTROLADA Cabal de condensat recirculat

VARIABLE MANIPULADA Cabal de condensat recirculat

CONSIGNA 5 m3/h


Taula 72. Caracterització del llaç de control de cabal de la columna C-402


ÍTEM F-C402-416

VARIABLE CONTROLADA Cabal de condensat recirculat

VARIABLE MANIPULADA Cabal de condensat recirculat

CONSIGNA 3 m3/h



Pàgina 114 de 134


Pàgina 115 de 134

3.5.4.3. Tancs pulmó

Llaç L-T401-407

L’objectiu d’aquest llaç de control és mantenir fix el nivell del tanc pulmó T-401. Per a fer-ho,

es regula el cabal de sortida de condensats de la columna en funció del valor mesurat pel

sensor de nivell que hi ha instal·lat en el tanc pulmó.

Taula 73. Caracterització del llaç de control de nivell del tanc pulmó T-401


ÍTEM L-T401-407

VARIABLE CONTROLADA Nivell del tanc pulmó

VARIABLE MANIPULADA Cabal de sortida de condensats

CONSIGNA 1,22 m


Taula 74. Caracterització del llaç de control de nivell del tanc pulmó T-402


ÍTEM L-T402-414

VARIABLE CONTROLADA Nivell del tanc pulmó

VARIABLE MANIPULADA Cabal de sortida de condensats

CONSIGNA 1,13 m



Pàgina 116 de 134


Pàgina 117 de 134


Per al tanc pulmó T-401, que treballa a pressió, s’hi aplica un sistema de control de pressió

anàleg al dels tancs d’emmagatzematge de clor. Vegeu l’apartat 3.4.1.3. Àrea 100B1.

Per altra banda, al tanc pulmó T-402, que treballa a pressió atmosfèrica, se l’hi aplica un

control de pressió com el dels tancs d’emmagatzematge de benzè. Vegeu l’apartat 3.4.1.1.

Àrea 100A1.

3.5.5. Àrea 500

3.5.5.1. Columna d’absorció

Llaç D-C501-502

Aquest llaç de control és de tipus cascada. Per aconseguir el seu objectiu es requereix la

comparació entre dos paràmetres, en aquest cas, concentració i cabal. La concentració es

calcula a través de la densitat, que es mesura amb un sensor de densitat.

L’objectiu del llaç és assolir uns valors estables de cabal d’entrada de líquid a la columna

d’absorció C-501 i concentració d’orgànics a la sortida de la flash F-501.

El paràmetre principal és la concentració d’orgànics, que s’obté mesurant la densitat del

corrent de sortida de líquids de la flash F-501. Si la densitat és més alta o baixa que el setpoint,

la vàlvula de control s’obrirà o tancarà per a regular aquesta desviació. El paràmetre secundari

és el cabal d’entrada a la columna d’absorció C-501.

Cal remarcar que el cabal d’entrada que s’està regulant és el cabal de l’agent absorbent. Com

més cabal, més absorció d’orgànics i més densitat tindrà el corrent de sortida de la flash.

Taula 75. Caracterització del llaç de control de cabal de la columna d’absorció C501


ÍTEM F-C501-502

VARIABLE CONTROLADA Concentració d’orgànics a la sortida de la

flash i cabal d’entrada de líquid a la columna d’absorció

VARIABLE MANIPULADA Cabal d’entrada de líquid a la columna

d’absorció

CONSIGNA 97,99% màssic

TIPUS DE LLAÇ Cascada


Pàgina 118 de 134


Pàgina 119 de 134

Llaç P-C501-501

Aquest llaç és l’encarregat de controlar la pressió a l’interior de la columna d’absorció C-501. El

sensor de pressió mesura la pressió a l’interior de la columna i, en funció de l’error, el

controlador actua sobre la vàlvula de control, que està situada en el corrent de sortida de

gasos de la columna. Així doncs, si la vàlvula s’obre, deixa passar gas, alleujant la pressió en la

columna, i, per contra, si es tanca, fa que la pressió a dins de la columna augmenti.

Per seguretat, s’ha instal·lat una vàlvula d’alleujament de pressió tarada a 290 kPa, si la pressió

a l’interior de l’equip sobrepassa aquest valor, la vàlvula s’obre, deixant passar part del gas

contingut a l’interior de la columna a tractament de gasos a l’àrea 1000.

Taula 76. Caracterització del llaç de control de pressió de la columna d’absorció C501


ÍTEM P-C501-501

VARIABLE CONTROLADA Pressió a la columna d’absorció

VARIABLE MANIPULADA Cabal de sortida de gas de la columna

d’absorció

CONSIGNA 240 kPa



Pàgina 120 de 134


Pàgina 121 de 134

3.5.5.2. Flash F-501

Per a garantir el correcte funcionament d’aquest equip, es controlen les variables pressió i

nivell.

Llaç P-F501-504

Aquest llaç és l’encarregat de controlar la pressió a l’interior del separador F-501. El sensor de

pressió mesura la pressió a l’interior de l’equip i, en funció de l’error, el controlador actua

sobre la vàlvula de control, que està situada en el corrent de sortida de gasos de la columna.

Així doncs, si la vàlvula s’obre, deixa passar gas, alleujant la pressió en la columna, i, per

contra, si es tanca, fa que la pressió a dins de la columna augmenti.

Taula 77. Caracterització del llaç de control de pressió del separador F501

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ P-F501-504

ÍTEM P-F501-504

VARIABLE CONTROLADA Pressió al separador

VARIABLE MANIPULADA Cabal de sortida de gas del separador

CONSIGNA 101,3 kPa



Pàgina 122 de 134


Pàgina 123 de 134

Llaç L-F501-503

Aquest llaç és l’encarregat de controlar el nivell de líquid a l’interior del separador F-501. El

sensor de nivell mesura aquest a l’interior de l’equip i, en funció de l’error, el controlador

actua sobre la vàlvula de control, que està situada en el corrent de sortida de líquid del F-501.

Així doncs, si la vàlvula s’obre, deixa passar líquid, abaixant el nivell, i, per contra, si es tanca, fa

que la el nivell augmenti.

Taula 78. Caracterització del llaç de control de nivell del separador F501

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ L-F501-503

ÍTEM L-F501-503

VARIABLE CONTROLADA Nivell de líquid al separador

VARIABLE MANIPULADA Cabal de sortida de líquid del separador

CONSIGNA 1.28 m



Pàgina 124 de 134


Pàgina 125 de 134


Els bescanviadors E-501A/B/C/D estan en sèrie i serveixen per a refrigerar el fluid que

seguidament entra a la columna C-501. Funcionen tots amb aigua de torre menys el E-501D,

que funciona amb aigua glicoada.

En tot cas, els sistemes de control utilitzats són anàlegs al del bescanviador E-201 de l’àrea

200. Vegeu l’apartat 3.4.2.2. Bescanviadors. Es controla la temperatura de sortida de fluid de

procés a través de la regulació del cabal d’entrada del fluid de servei.

3.5.6. Àrea 600

3.5.6.1. Columnes d’absorció C-601 I C-602

Per assegurar que aquestes columnes funcioni correctament, s’implementen llaços de control

de temperatura, concentració i pressió.

Llaç T-C601-602

L’objectiu d’aquest llaç és controlar la temperatura de la sortida de líquid de l’absorbidor C-

601. La reacció que es produeix en aquest equip és exotèrmica, i és per això que interessa

controlar-ne la temperatura. El sensor de temperatura que s’ha instal·lat al corrent de sortida

líquida de l’absorbidor mesura la temperatura i, en funció d’aquesta, la vàlvula que controla el

pas de fluid refrigerant s’obre o es tanca per refredar més o menys.

Taula 79. Caracterització del llaç de control de temperatura de l’absorbidor C-601


ÍTEM T-C601-602

VARIABLE CONTROLADA Temperatura de sortida de líquid de

l’absorbidor


CONSIGNA 27,16 ºC



Pàgina 126 de 134


Pàgina 127 de 134

Llaç D-C601-603

Aquest llaç de control és en cascada, per tant, per aconseguir el seu objectiu, s’han de

comparar dos paràmetres, que en aquest cas són el cabal d’entrada d’aigua al scrubber C-602 i

la concentració de HCl a la sortida de líquid de la columna d’absorció C-601. La concentració es

calcula a través de la densitat amb un sensor de densitat situat a la sortida líquida de la C-601.

Com que es tracta d’un llaç en cascada, depenent de la concentració de HCl mesurada, la

vàlvula de regulació del corrent d’entrada d’aigua del scrubber s’obrirà més o menys, variant el

cabal, i aquest correspondrà al control secundari de cabal.

Taula 80. Caracterització del llaç de control de concentració de l’absorbidor C-601

CARACTERITZACIÓ DEL LLAÇ D-C601-603

ÍTEM D-C601-603

VARIABLE CONTROLADA Concentració de HCl a la sortida de líquid de

l’absorbidor i cabal d’entrada d’aigua al scruber

VARIABLE MANIPULADA Cabal d’entrada d’aigua al scruber

CONSIGNA 32% molar



Pàgina 128 de 134


Pàgina 129 de 134


Per a controlar la pressió al scrubber, s’utilitza un sistema de control de pressió anàleg al de

control de pressió de la columna d’absorció C-501 de l’àrea 500. Vegeu l’apartat 3.4.5.1.

Columna d’absorció. Per seguretat, s’instal·la també una vàlvula d’alleujament de pressió

tarada a 200 kPa.

Aquesta vàlvula s’instal·la també a la C-601 i es tara a també a 200 kPa, doncs ambdues

columnes treballen a la mateixa pressió.

3.5.6.2. Bescanviador E-601

Aquest bescanviador funciona amb un sistema de control anàleg al de la majoria de

bescanviadors de la planta. En aquest cas la particularitat és que escalfa amb oli tèrmic. En tot

cas, el llaç de control és anàleg al del bescanviador E-201 de l’àrea 200. Vegeu l’apartat 3.4.2.2.

Bescanviadors.

3.5.6.3. Decantador D-601

Control de nivell

En aquest cas, es vol garantir que el decantador estigui sempre en un nivell fix amb la finalitat

de que funcioni correctament, separant com ha de separar. Per a fer-ho s’utilitza sistema de

control de nivell anàleg al del decantador D-301. Vegeu l’apartat 3.4.3.4. Decantador D-301.


Pàgina 130 de 134

3.5.7. Àrea 700

3.5.7.1. Àrea 700C

En aquesta àrea s’hi troba l’emmagatzematge del producte final diclorobenzè. Seguidament es

veurà com s’ha controlat aquest emmagatzematge.


El diclorobenzè, per a ser emmagatzemat, passa primer per una cinta transportadora per on

experimenta un procés de solidificació. Seguidament, s’emmagatzema en silos des d’on els

camions en recolliran el contingut. Per a què aquests silos no s’omplin més del compte, se’ls

implementa un indicador de pes (MI-715), així l’operari pot veure en tot moment que el pes a

dins del silo sigui el correcte.

De totes formes, si l’indicador fallés, s’ha instal·lat un switch de pes alt (MSH-752) que

s’activaria si el pes del contingut al silo superés els 30.200 kg. Això assegura que el recipient

mai s’ompli més del compte. El switch, en encendre’s, envia una senyal elèctrica a la vàlvula

d’omplerta per tancar-la.

S’ha triat que el switch s’activi a 30.200 kg ja que, per una banda, es preveu que vinguin

camions a recollir el diclorobenzè cada 3 dies, període en el qual, teòricament,

s’emmagatzema 30.000 kg a cada tanc. Per altra banda, els silos tenen una capacitat màxima

de 31.000 kg. Aleshores, es tria 30.200 kg ja que és un pes lleugerament superior als 30.000 kg

i per sota dels 31.000 kg de capacitat màxima.

Aquest sistema de control té 2 anàlegs que corresponen als altres dos silos d’emmagatzematge

de diclorobenzè.

Taula 81. Caracterització de l’ítem MI-715/MSH-752

CARACTERITZACIÓ DE L’ÍTEM MI-715/MSH-752

ÍTEM MI-715/MSH-752

VARIABLE CONTROLADA Pes en el silo

CONSIGNA 30.200 kg

INDICADOR MI-751

SWITCH MSH-752


Pàgina 131 de 134





CONSIGNA 30.200 kg

INDICADOR MI-716

SWITCH MSH-754





CONSIGNA 30.200 kg

INDICADOR MI-717

SWITCH MSH-756


Pàgina 132 de 134


Pàgina 133 de 134

3.5.7.2. Àrea 700A i 700B

En aquestes àrees s’hi emmagatzemen els productes finals monoclorobenzè i HCl.

Seguidament es veu com s’ha controlat aquest apartat.

Control d’omplerta i de pressió

Per al control tant de l’omplerta com de la pressió d’aquests tancs, tant dels de l’àrea 700A

com 700B, s’utilitza un control d’omplerta i de pressió anàleg al dels tancs de benzè de l’àrea

100, ja que presenten unes característiques de treball similars. Vegeu l’apartat 3.4.1.1. Àrea

100A1.

3.5.8. Bombes i compressors

Les bombes i compressors de tot el procés no requereixen control en cap cas, simplement és

necessari que tinguin un instrument de mesura i indicació de pressió, per a saber si realment

compleixen els requeriments necessaris de cabal.

Aquests indicadors es col·loquen al costat de les bombes o compressors, ja que així els operaris

tindran sempre informació sobre el funcionament d’aquestes, podent detectar ràpidament si

presenten algun problema.

Aquest dispositiu està compost per un sensor de pressió i un indicador d’aquesta variable.

En qualsevol cas, aquests indicadors estan especificats al llistat d’instruments. Vegeu l’apartat

3.3. Llistat de llaços de control i instruments.


Pàgina 134 de 134

3.6. Bibliografia

1. Stephanopoulos, George. Chemical Process Control: An Introducton to Theory

and Practice. 1st Edition. New Jersey : Prentice-Hall, 1984.

2. Ogunnaike, Babatunde A. i Ray, W. Harmon. Process dynamics, modeling and

control.1st Edition. New York : Oxford university press , 1994.

3. Ogata, Katsuhiko. Ingeniería de control moderna. 5ª Edición. Madrid : Pearson,

2010.

4. Ollero de Castro, Pedro i Fernández Camacho, Eduardo. Control e

instrumentación de procesos químicos. Madrid : Editorial Síntesis, 2006.

5. https://www.es.endress.com/es/instrumentacion-campo/medicion-nivel/radar-

guiado-medicion-nivel-fmp51

6. https://www.es.endress.com/es/instrumentacion-campo/medicion-

temperatura/termometro-modular-prueba-explosiones


presion/transmisor-presion


caudal/caudalimetro-ultrasonico-proline

9. http://www.mt.com/my/en/home/library/datasheets/industrial-scales/0782_DL.html

10. http://datasheets.globalspec.com/ds/2609/SAMSONControls/7C57B5BD-47A9-46DC-

8195-DFDA6A61A4D4

11. http://www.ni.com/es-es.html

https://www.es.endress.com/es/instrumentacion-campo/medicion-nivel/radar-guiado-medicion-nivel-fmp51

https://www.es.endress.com/es/instrumentacion-campo/medicion-nivel/radar-guiado-medicion-nivel-fmp51

https://www.es.endress.com/es/instrumentacion-campo/medicion-temperatura/termometro-modular-prueba-explosiones

https://www.es.endress.com/es/instrumentacion-campo/medicion-temperatura/termometro-modular-prueba-explosiones

https://www.es.endress.com/es/instrumentacion-campo/medicion-presion/transmisor-presion

https://www.es.endress.com/es/instrumentacion-campo/medicion-presion/transmisor-presion

https://www.es.endress.com/es/instrumentacion-campo/medicion-caudal/caudalimetro-ultrasonico-proline

https://www.es.endress.com/es/instrumentacion-campo/medicion-caudal/caudalimetro-ultrasonico-proline

http://www.mt.com/my/en/home/library/datasheets/industrial-scales/0782_DL.html

http://datasheets.globalspec.com/ds/2609/SAMSONControls/7C57B5BD-47A9-46DC-8195-DFDA6A61A4D4

http://datasheets.globalspec.com/ds/2609/SAMSONControls/7C57B5BD-47A9-46DC-8195-DFDA6A61A4D4

http://www.ni.com/es-es.html

planta de producciÓ de monoclorbenzÈ · per a alertar l’operari de ondiions anormals o...

Documents