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Analisis Tecnologia Pinch
Borrero, D. 510008, Díaz. E. 410011, Medina, D. 510028, Muñoz, D. 510540, Naranjo, G. 510542, Valero, F. 510562
Universidad Nacional De Colombia, Sede Palmira Facultad de Ingenieria y Administracion
2013
INTRODUCCION
El presente trabajo tiene por objetivo la recopilación de los principios y fundamentos de la Tecnología Pinch y su aplicación al sistema termodinámico de diferentes procesos, buscando
aumentar la eficiencia energética del mismo.
Es posible que con solo un revamp (moderniacion) o un retrofit (adaptacion) se pueda mejorar la
integración energética y hacer nuevamente eficiente el proceso.
Dos problemas se presentan en la
industria moderna con mas fuerza que nunca
el costo de los combustibles
el deterioro ambiental
SOLUCION
eliminar estas tecnologías y diseñar nuevas plantas mas
eficientes
ANTECEDENTES
Las técnicas fueron desarrolladas por primera vez por Linnhoff a finales de los años 70.
Inicialmente fue concebido para mejorar el funcionamiento de redes de intercambio de calor también llamadas HEN (Heat Exchanger Networks),
utilizando curvas de composición representando corrientes calientes y frías en diagramas T-H (temperatura-entalpía).
El término tecnología “pinch” fue introducido para representar un conjunto nuevo de métodos termodinámicos que garantizan un nivel de energía mínimo en el diseño de redes de intercambiadores de calor, proporciona una metodología sistemática para el ahorro de energía en los procesos y los sitios totales.
TECNOLOGÍA PINCH
Habilidad de establecer un consumo de energía objetivo para un proceso individual o para un sitio entero de producción antes de diseñar los procesos.
Identifica rápidamente donde es posible encontrar ahorro de energía, agua, hidrógeno y otros materiales
Esta tecnología se puede aplicar en plantas de proceso nuevas o ya existentes.
PRINCIPIOS DEL ANALISIS PINCH• presenta una metodología simple para el análisis de los procesos químicos y de los servicios
auxiliares con ayuda de la primera y segunda ley de la termodinámica. Con la primera ley de la termodinámica se calculan los cambios de entalpía en las corrientes que pasan por los intercambiadores; y con la segunda ley se determina la dirección del flujo de calor. (Gutiérrez, 2003)
VENTAJAS
METODOLOGIA GENERAL DE LA TECNOLOGIA PINCH
Se dividen en 4 fases:
Definición del problema Determinación del punto de pinch
Diseño de la red de intercambiadores
Optimización de la red diseñada
Etapa 3: Selección del ∆T
mínimo inicial
Etapa 2: Extracción de los
datos de las corrientes
Etapa 1:densificación de las
corrientes
Etapa 4: Construcción del
diagrama de intervalos de temperaturas
Etapa 5 y 6: Construcción del
diagrama de cascada
Etapa 9: Diseño preliminar de la red de intercambiadores
Etapa 8: Propuesta de intercambio encima y debajo
del pinch
Etapa 7: Determinación del número óptimo de
intercambiadores de calor
Etapa 12:Optimización del
∆T mínimo
Etapa 11: Análisis
económico
Corrientes calientes
Utilidades
Consiste, en primer término, en proponer una red de trasferencia de calor óptima entre las diferentes corrientes del proceso.
Etapa preliminar: Desintegración
energética del proceso
Corrientes frías
Etapa 10 Diseño final del diagrama de flujo integrado
energéticamente
Diagrama de flujo para el caso de estudio
(PROPUESTA DE UNA RED DE INTERCAMBIADORES DE CALOR EN UNA PLANTA DE EXTRACCION
DE ACEITE DE SOYA UTILIZANDO ANALISIS PINCH)
CONCLUSIONES La tecnología Pinch es aplicable con éxito a procesos existentes pero hay que tener en consideración:
•Máxima reutilización del equipo existente•Modificaciones en el proceso•Proceso iterativo de diseño•Obtener una buena estimación del óptimo para orientar el diseño
Es la metodología más difundida en la industria desde hace más de 30 años ya que suministra herramientas útiles para la generación de diversas alternativas, diseño y evaluación de cada una de ellas, se puede aplicar e integrar con otras tecnologías (métodos), además de Integrar parámetros económicos.
La Tecnología Pinch proporciona herramientas para realizar el diseño de la red de intercambio de calor y servicios Generales, basándose en el diseño de las secciones de reacción, separación y recirculación para las cuales los balances de materia y energía del proceso ha sido previamente establecido.
La metodología Pinch no se debe aplicar de forma rígida ya que en un diseño térmicamente óptimo no siempre es el mejor diseño.
En lo que confiere al medio ambiente, menor emisión de contaminantes formados durante la combustión de SO2 y SOX (responsables de la “lluvia ácida”), reducción del CO2 emitido (principal causante del cambio climático en nuestro planeta a través del “efecto invernadero”) y reducción de los óxidos de nitrógeno.
BIBLIOGRAFIA• Arriola, A., Gutiérrez, E. (1996). El análisis de pliegue (pinch analysis) una técnica de integración energética de
proceso. Aplicaciones tecnológicas, Boletín IIE. Recuperado desde: http://www.iie.org.mx/publica/boljul96/aplitec.htm
• Aguilar, A., Solís, R. (1992). Empleo de la tecnología pinch en programas de ahorro y uso eficiente de energía en la industria. Universidad autónoma metropolitana Seminario de proyectos.
• Cengel, Y., Boles, M., (2008): TERMODINAMICA. Ed. The McGraw-Hill, México. Págs. 51 – 110• Gutiérrez, A. J. (2003). Diseño de Procesos en Ingeniería Química. México: Reverté S.A • Hernández, J. 2008. El análisis Pinch: integración y optimización de la recuperación energética en procesos
industriales. Departamento de Ingeniería de Procesos. • March, L. (1998). Introduction to Pinch Technology. Northwich, Cheshire, 63.• Ríos Hurtado et al, 2003. Análisis y evaluación de integración térmica de las corrientes de proceso de la Unidad de
Ruptura Catalítica de Ecopetrol Gerencia Refinería de Cartagena utilizando la metodología Pinch. Pregrado thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Manizales. Facultad de Ingeniería y Arquitectura. Ingeniería química. Recuperado de internet en noviembre de 2013 y disponible en línea en <<http://www.bdigital.unal.edu.co/965/#sthash.XJpj7CUQ.dpuf>>
• Refinería Tenerife. España. Recuperado en internet en noviembre de 2013 y disponible en línea en <<http://egetica.feriavalencia.com/pfw_files/cma/egetica/contenidos/actosparalelos/EGETICA2008_Macias1.pdf >>
• Rios, C., Grisales, R., (2003). Análisis y evaluación de integración térmica de las corrientes de proceso de la unidad de ruptura catalítica de ecopetrol gerencia refinería de Cartagena utilizando la metodología pinch. Universidad Nacional de Colombia, sede Manizales.
• Walas, S. CHEMICAL PROCESS EQUIPMENT, SELECTION AND DESIGN. Section 8 “Heat Transfer and Heat Exchangers”. Butterworth-Heinemann