Automatización Del Proceso Ostwald Con Grafcet

AUTOMATIZACIÓN DEL

PROCESO OSTWALD

(Obtención de ácido nítrico)

ÍNDICE:

Introducción

Esquema del proceso

Entradas y salidas

Funcionamiento de la fábrica

Grafcet

Principal EstadosTratamiento posterior

Transiciones

INTRODUCCIÓN

Vamos a automatizar la obtención de ácido nítrico mediante el proceso de Ostwald, el cual consta de varias fases: en la primera se hacen reaccionar amoniaco y aire a alta presión y temperatura. Para que esta reacción sea económicamente viable debe acelerarse mediante un catalizador (platino),que será reemplazado cada cierto tiempo. En la segunda fase el gas debe ser enfriado para eliminar el vapor de agua que contiene. Por último, el óxido de nitrógeno obtenido se oxida con más aire para obtener dióxido de nitrógeno, que será hidratado con el agua anteriormente licuada, para obtener finalmente el ácido nítrico.

ESQUEMA DEL PROCESO:

NO; V4

AIRE; V3AVE V1 V2 V3

AIRE+NH3 1 GAS 2 NO 3 NO2 4

P10, P11 P20 P30 P40

T10, T11 P21 H20 P31 P41 HNO3

REACCIÓNENFRIAMOS OXIDAMOS HIDRATACIÓN

5

H20

ALMACENAMOS H2O

ENTRADAS Y SALIDAS

Para un entendimiento más intuitivo del proyecto se han dado nombres abreviados a las entradas y salidas.

Salidas:

BM: brazo mecánico que cambia el platino%Q2.6
R1: resistencia que calienta el primer depósito %Q2.7
E2: Enfriador del 2º depósito %Q2.8
E3: Enfriador del 3er depósito %Q2.9
E4: Enfriador del 4º depósito %Q2.10
V2S Válvula de seguridad que comunica el 2º depósito con el depósito de seguridad cuando hay sobrepresión. %Q2.11
V3S: Válvula de seguridad que comunica el 3er depósito con el depósito de seguridad cuando haysobrepresión. %Q2.12
V4S: Válvula de seguridad que comunica el 4º depósito con el depósito de seguridad cuando hay sobrepresión. %Q2.13
VSS: Válvula de seguridad que comunica el depósito de seguridad con el exterior cuando hay sobrepresión en éste. %Q2.14
El depósito 1 no necesita porque 1º tiene que pasar por el 2º para enfriar el reactivo.
A: Alarma que salta cuando hay sobrepresión. %Q2.15VE: Válvula de entrada. %Q2.0
Con una única válvula de entrada vale porque, aunque entra amoniaco y aire no necesitamos dos salidas porque siempre las activaríamos y desactivaríamos a la vez. Los caudales están regulados previamente para que el del aire sea diez veces el del amoniaco.
V1: Válvula de comunicación entre el 1er depósito y el siguiente. %Q2.1
V2: Válvula de comunicación entre el 2ºdepósito y el siguiente. %Q2.2
V3: Válvula de comunicación entre el 3er depósito y el siguiente. %Q2.3
V3A: Válvula de entrada de aire en el 3er depósito. %Q2.4
V4: Válvula de comunicación entre el 4º depósito y el 3º. %Q2.5
El depósito dos y el cuatro tienen dos salidas. Una abajo para el H2O (2º depósito) y el ácido (4º depósito) líquidos y otra en la parte superior para el NO gas, perono hace falta otra válvula más porque el líquido sale por gravedad.

Entradas:

B: Botón de arranque. %I1.0
P10: Límite inferior de presión del 1er depósito. %I1.1
P11: Límite superior de presión del 1er depósito. %I1.2
P20: Límite inferior de presión del 2º depósito. %I1.3
P21: Límite superior de presión del 2º depósito. %I1.4
P30: Límite inferior de presión del 3er depósito. %I1.5...