DISEÑO DE PLANTAS

INDUSTRIALES

INGENIERIA QUIMICA

SEMESTRE II - 2015

TEMAS INICIALES RELEVANTES

El Diseño en Ingeniería Bases del diseño: Justificación, objetivos,

capacidades. Diseño en ingeniería en general Concepto de Diseño de Plantas Industriales (DPI).

Factores determinantes en DPI CAD aplicados al diseño de Plantas Industriales. Propuesta de productos para una Planta

industrial. Búsqueda y análisis de información, en base a

trabajo de investigación aprobada.

TEMARIO

Estructura funcional y orgánica de una planta. • Concepto y fundamentos: flow sheet, layout, etc.

Áreas e instalaciones de almacenamiento:• Almacenamiento de productos sólidos, líquidos y gases.

Equipos y sistemas de transporte• Transporte de sólidos, líquidos y gases.

Descripción de equipos de procesos.

Descripción de obras civiles (infraestructura).

Montaje industrial

Redes de servicios y tuberías:• Redes eléctricas, cables, canalizaciones e instrumentación.

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Plant Design and Economic for Chemical

Engineers. Peters & Timmerhaus. 4ta. Ed. Mc Graw Hill 2004.

Manual del Ingeniero Químico.

Robert Perry, Don Green, James Maloney. Mc Graw Hill. 2001.

Ingeniería Química del Diseño de Plantas Industriales.

Frank C. Vilbrant – Charles Dryden. México Editorial G.G.

Systematic Methods of Chemical ProcessDesign. Biegler-Grosmann, Ed. Prentice Hall, 2000.

Otros

HERRAMIENTAS A

UTILIZAR/EVALUAR

Uso de las tecnologías (softwares, Chemcad, Hysys, Visio, Autocad, web, etc.)

Presentación oral y escrita

Trabajo en equipo

Cultura internacional

Exigencias y responsabilidades del liderazgo

APRENDIZAJES ESPERADOS

Teoría *

Desarrollo de habilidades personalesrelacionadas con el ejercicio de laprofesión• Emprendimiento - Innovación

• Liderazgo

• Cooperación – Responsabilidad

• Respeto – Honestidad

• Compromiso con el entorno

Diseño de Plantas Industriales

Objetivo:

Capacitar al estudiante en el diseño yoptimización de plantas industriales ydependencias logísticas con base en lanaturaleza de los sistemas productivos,legislación laboral y ambiental, normasinternacionales y criterios fundamentales deldiseño de procesos y distribución de equipos yespacios, como elemento fundamental de laproductividad, en el contexto organizacionaldel país.

DISEÑO DE PLANTAS

INDUSTRIALES

Definiciones

Conceptos Esenciales

Ciclo Vida Proyecto

DISEÑO DE PLANTAS INDUSTRIALES

Proyecto Industrial

Un proyecto industrial se entiendecomo una combinación de recursosreunidos para la transformaciónde una idea en una realidadindustrial.

PRINCIPALES TIPOS DE

PROYECTOS INDUSTRIALES

La amplitud de la definición anterior permiteagrupar los diferentes tipos de proyectosindustriales en cuatro grandes grupos derealizaciones:

• Grandes proyectos de inversión industrial.

• Instalaciones y plantas industriales.

• Líneas y procesos de producción industrial.

• Máquinas, equipos y sus elementos. Prototipos.

Algunas Industrias

Siderurgia y Metalurgia Industrias de Transformación Plantas de Procesos:

• Refinerías – Petroquímicas• Fertilizantes• Química inorgánica• Industrias de Alimentación• Celulosa, papel y cartón• Cemento• Etc

Centrales de Producción de Energía Eléctrica• Hidráulicas• Térmicas• Nucleares• Solares• Etc

CARACTERÍSTICAS COMUNES

Complejidad

Integralidad

Multidisciplinar

CICLO DE VIDA DE UN

PROYECTO

Ciclo Vida Proyecto

Fase de definición

• Estudio de objetivos

• Estudio de requerimientos (factibilidad)

Fase de concepción

• Concepción general

• Concepción detallada

Fase de construcción

Fase de puesta en marcha

Fase de cesión

Fases del ciclo de vida de un

proyecto

Fases ProyectoFase de definición

1.- Determinar las necesidades o deficiencias potenciales de la organización,y/o las oportunidades del entorno.

2.- Establecer líneas de actuación que proporcionen una forma posible de paliarlas necesidades o deficiencias potenciales, y/o de cubrir las oportunidades.

3.- Determinar la posibilidad y practicabilidad técnica, económica y en relaciónal entorno del proyecto propuesto.

4.- Determinar la compatibilidad del proyecto propuesto con la finalidad básica de la organización.

5.- Examinar vías alternativas de realizar la misión del proyecto.6.- Proporcionar respuestas iniciales a las preguntas:

-¿Cuánto costará el proyecto?- ¿Cuánto se tardará en obtener resultados totales y parciales?- ¿Cómo funcionará el sistema construido?- Cómo se integrará a los sistemas existentes?- Cómo se puede construir el sistema?

7.- Identificar los recursos, especialmente los humanos, necesarios para soportar el proyecto.

8.- Seleccionar diseños iniciales que satisfagan los objetivos.9.- Determinar las interfases del sistema.10.- Establecer un enfoque organizativo del equipo que deberá desarrollar el

proyecto, definiendo las responsabilidades.11.- Tomar la decisión de continuar o no el desarrollo del proyecto.

Aspectos a considerar en la concepción general

• Misión Precisarla-Mantenerla

• Objetivos Concretarlos. Establecer jerarquía. Preservarlos

• Actuación regular Funcionamiento normal detallado del sistema

• Actuación degradada Funcionamiento detallado del sistema en caso de incidente o avería.

• Actuación inicial Funcionamiento detallado del sistema durante la puesta en marcha

• Prestaciones Resultados según los modos de funcionamiento

• Descripción Descomposición del sistema en niveles y del proyecto en actividades

• Tecnologías Precisar las incógnitas y el riesgo. Aceptar cambios.

• Calidad/fiabilidad Estudio de conjunto y de detalle. Especificaciones

• Ensayos Definición de pruebas

Fases Proyecto

Aspectos a considerar en la concepción general

• Medios

Financieros• Costos Presupuesto Plan de financiamiento

Mano de Obra• Tipo Dirección

Limitaciones y especialidades

Materiales• Prever arriendo, construcción y compra

Fases Proyecto

Aspectos a considerar en la concepción general

• Definición de calendario

Exigencias externas (puntos fijos obligados) Duración actividades (ciertas, optimistas, aleatorias) Restricciones (potenciales, acumulativas, incompatibilidades)

• Otras definiciones

Tipo organización Disponibilidad de recursos Soporte Contratos Sistemas de información Líneas de autoridad

Fases Proyecto

Fase de construcción

• Actualizar planes detallados definidos en etapas previas y realizar pruebas

• Identificar y gestionar los recursos requeridos

• Verificar las especificaciones de construcción del sistema

• Diseño detallado de componentes

• Inicio de fabricación, construcción e instalación

• Preparación final de normativas y procedimientos

• Pruebas finales

• Desarrollo de manuales técnicos y documentación asociada al funcionamiento del sistema

• Desarrollo de planes de soporte

Fases Proyecto

Fase de puesta en marcha

• Ensayos y pruebas finales del sistema

• Utilización del sistema para los fines previstos

• Integración del producto o servicio en el sistema organizativo

• Evaluación de las prestaciones técnicas, económicas y sociales del sistema

• Sistemas de retroalimentación

• Evaluación de los sistemas de soporte

Fases Proyecto

Fase de cesión

• Integración al sistema existente

• Modificación del proyecto

• Cancelación del sistema

Fases Proyecto

ALGUNOS CONCEPTOS

ESENCIALES Flow Sheet

• Representación gráfica de un proceso, indicando sus etapas oactividades. Existen con diverso grado de detalle.

• Diagrama de flujo

• FlowChart

Representación gráfica, mediante la utilización de signos convencionales, delproceso que sigue la información en un programa determinado.Se utilizan habitualmente en la fase de desarrollo de aplicaciones por losprogramadores.El diagrama de flujo o Flowchart es una de las técnicas de representación dealgoritmos más antigua, y consiste en representar mediante símbolos lasoperaciones a realizar. Por ejemplo: el inicio y el fin del algoritmo serepresentan con un símbolo elíptico, las entradas y salidas con unparalelogramo, las decisiones con un rombo, los procesos con un rectángulo,etc.

Todos dependientes de un previo diseño del proceso

FLOWSHEETEJEMPLOS

FLOWCHARTEJEMPLOS

Implica relaciones, decisiones

SÍMBOLOS PRINCIPALESFLOWCHART

Layout• Esquema de distribución lógico y ordenado de un sistema

y es utilizado como herramienta para optimizar procesos o sistemas.

Optimiza recursos por medio de la distribución económica de espacios. Por ejemplo:

Almacenes y bodegas: optimización de espacios.

Restaurantes: disminuir tráfico en las áreas de barra,

cocina y mesas.

• Proyección de las necesidades que se tienen que manejar en el proceso de almacenamiento, distribución o logística que se requieran dentro de determinadas instalaciones .

Todos dependientes de un previo diseño del proceso

ALGUNOS CONCEPTOS

ESENCIALES

Layout

• Algunos puntos a considerar

Objetivo del layout

Formatos básicos de layout

Análisis cuantitativo de layout

Distribución por tecnología de grupo

Layout por proceso

ALGUNOS CONCEPTOS

ESENCIALES

LAYOUTEJEMPLOS

TRABAJO GRUPAL

Previo• “Identificación” laboral

Trabajo• Propuesta de tres alternativas de Productos a

ser producidos en una Planta industrial.

• Justificar, seleccionar y desarrollar el diseñodel proyecto (aporte).

• Conformar grupos de trabajo 5 a 6 personas

• Delegado (a)

• Información proyecto en archivador/pionner.

TRABAJO GRUPAL

Proyecto• Diseño del Producto

• Diseño del Proceso

• Diseño de Planta y distribución

• Escala comercial

Temas:

• Aprovechamiento de energía solar

• Aceites esenciales

• Mejoradores enzimáticos

• Polo petroquímico, gas natural

• biodiesel

GRACIAS