Análisis Hazop

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Índice

1.Objetivo        1

2.Introducción        1

3.Condiciones de partida        2

4. Análisis HAZOP        5

5. Anexo: selección elementos de control        23

6. Anexo: fichas de seguridad        27

1.Objetivo

El objetivo principal del presente trabajo es realizar un estudio detallado del proceso que se muestra en la Figura 1, con el fin de realizar un análisis HAZOP e implantar las mejoras necesarias para que sea un proceso seguro y automatizado mediante elementos de control.

2.Introducción

Se va a realizar un análisis HAZOP de una parte de un proceso que se muestra en la Figura 1.

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Figura 1. Esquema del proceso a mejorar.

El proceso consta de un tanque T1 que posee una capacidad de 50 m3 y contiene una disolución H2O/NH3 (proporción 90/10 en peso) y un tanque T2 de 50 m3 de capacidad que contiene una disolución H2O/HCl (proporción 90/10 en peso). Las corrientes que provienen de los tanques T1 y T2 se mezclan en un tercer tanque T3 que posee una capacidad de 80 m3. La mezcla que sale de T3 es impulsada por una bomba P1 hasta un intercambiador de calor de carcasa y tubos TE1, empleando como refrigerante agua residual de otras etapas de la planta, para finalmente obtener un producto a 60 °C.

Previo al inicio del análisis HAZOP, han de tenerse en cuenta una serie de consideraciones previas.

Consideraciones previas

La primera consideración es que la plata está ubicada en In Salah (Argelia). A lo largo del año, las temperaturas varían en 23.3 °C, presentando una temperatura mínima media de 6 °C en los meses fríos y una temperatura máxima media de 45°C en los meses más calurosos. Por ello, han de tomarse medidas para asegurar en todo momento que el producto sale a la temperatura requerida.

Otra consideración a tener en cuenta son las disoluciones que se encuentran en los tanques T1 y T2, ya que posteriormente van a ser mezcladas en el tanque T3.

En T1 (disolución H2O/NH3 en proporción 90/10 en peso) se tiene la siguiente reacción:

HCl + H2O → H3O+ + Cl−

En T2 (disolución H2O/HCl proporción 90/10 en peso) se tiene la siguiente reacción:

NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH-

Ambas disoluciones se encuentran muy diluidas en agua, por lo que no se produce ninguna reacción peligrosa cuando se mezclen en el tanque T3, en el que ocurre la siguiente reacción:

NH3 + HCl → NH4Cl

El NH4CL es una sustancia que se descompone al calentarla intensamente, produciendo humos tóxicos e irritantes de óxidos de nitrógeno, amoníaco y cloruro de hidrógeno. Al final del presente trabajo se muestran las fichas de seguridad de los reactivos implicados.

3.Condiciones de partida

El esquema mostrado en la Figura 1 carece de un sistema de control básico que debe tener cualquier proceso, por lo que se realizó un previo análisis HAZOP sin entrar en detalles concretos y se consideró la implantación del sistema de control básico que se muestra en la Figura 2. Destacar que en el análisis HAZOP realizado se han tenido en cuenta las operaciones de carga y descarga de los tanques T1 y T2, con el fin de incluir las posibles perturbaciones que se produzcan.

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                    Figura 2. Esquema del proceso con sistema de control inicial.

En el esquema del proceso que presenta el sistema de control previo que se muestra en la Figura 2, se identifican las distintas líneas o nodos que definen el sistema, así como los elementos de control empleados en cada una de ellas. Los nodos definidos son:

• Línea 1: operación de carga del tanque T1.
• Línea 2: salida del tanque T1 y carga del tanque T3.
• Línea 3: salida del tanque T2 y carga del tanque T3.
• Línea 4: operación de carga del tanque T2.
• Línea 5: salida del tanque T3 y alimentación al intercambiador de calor.
• Línea 6: sistema de agua de refrigeración al intercambiador de calor.
• Línea 7: salida del producto deseado.

A continuación, se detallan los elementos de control del sistema inicial.

En primer lugar, en la línea L1, se han implantado un sistema de control de temperatura TC1, presión PC1 y flujo FC1, así como una bomba B1 para impulsar el flujo de mezcla procedente de una unidad anterior. De esta manera, se consigue que la mezcla llegue en la cantidad y condiciones adecuadas al tanque T1.

Por las mismas razones se ha implantado un sistema de control e impulsión idéntico en la línea L4.

Para las líneas L2 y L3, que son las que salen de los tanques T1 y T2 respectivamente, se ha instalado un sistema de control de flujo, asegurándose de esta forma que los reactivos lleguen en la proporción adecuada al tanque T3 y así obtener el producto deseado.

Para las líneas L5 y L7 (salida del producto) se han instalado unos sistemas de control de caudal FC5 y FC7, los cuales garantizan que se obtenga la cantidad de producto deseada.

En la línea de agua de refrigeración del cambiador de calor L6 también se instala un controlador de caudal FC6 que permite refrigerar el producto adecuadamente.

4. Análisis HAZOP

Una vez implantado el sistema de control básico tras haber realizado un análisis HAZOP sin haber entrado en detalles concretos, se procede a la realización del análisis HAZOP de forma específica y detallada que se muestra a continuación para cada una de las líneas identificadas.

Tabla 1. Análisis HAZOP de la línea 1.

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