Caracterización en SAP de los equipos y componentes pertenecientes a los sistemas de regeneración ácida y cáustica

RESUMEN

La siguiente investigación fue realizada en el Área 66 de la Superintendencia de Sistemas Industriales de CVG Bauxilum C.A, con el objetivo de caracterizar en el Sistemas de Aplicaciones y Productos (SAP) los equipos y componentes pertenecientes a los Sistemas de Dilución en Línea de Ácida y Cáustica, ya que presentaban la debilidad de que no tenían códigos SAP de identificación, por tal motivo no existen en dicho sistema para el momento de que se quiera hacer el reemplazo de uno de ellos. Fue de tipo exploratoria debido a que se inspeccionó como se realizan dichos procesos; aplicada porque surge la necesidad de obtener los códigos SAP; y proyectiva debido a que se propone la implementación de un Manual para la Catalogación y la propuesta de la actualización de las Ubicaciones Técnicas del área 66. Como resultado de esta investigación se obtuvieron los principios de funcionamientos de los sistemas con las especificaciones técnicas de sus equipos y componentes no catalogados, 23 equipos con códigos SAP, la propuesta de un Manual para la catalogación de materiales de CVG Bauxilum y un modelo para la Visualización actualizada de las Ubicaciones Técnicas en el SAP.

Palabras Claves: Bauxilum, Sistemas Industriales, SAP, Sistema Regeneración de Resinas, Manual, Catalogación, Ubicaciones Técnicas.

INTRODUCCIÓN

C.V.G. Bauxilum, tiene como principal objetivo obtener y producir los principales componentes que integran la materia prima para producir el aluminio primario, extrayendo mineral de bauxita en Los Pijiguaos, para luego trasportarlo a Ciudad Guayana para su refinación y obtención de alúmina metalúrgica a través del Proceso Bayer, con la finalidad de impulsar el crecimiento sustentable de la industrial nacional, satisfaciendo la demanda de bauxita y alúmina.

El proceso Bayer consiste en la transformación y/o procesamiento químico y físico de la bauxita obteniendo, como producto final, alúmina de grado metalúrgico. Para obtener la alúmina de la bauxita se requiere someter el proceso a elevadas temperaturas y a altas presiones. Estas condiciones se consiguen mediante el suministro de vapor sobrecalentado a 245°C y a 14.5 bar de presión. Este vapor se produce en la Superintendencia de Sistemas Industriales, por medio de cuatro calderas generadoras de vapor con una capacidad de producción de 200 t/h cada unidad, requiriendo para esto grandes cantidades de agua desmineralizada de alta calidad.

El agua desmineralizada se obtiene del tratamiento de agua que se realiza en el área 66, ubicada igualmente en la Superintendencia de Sistemas Industriales. El agua desmineralizada producida en la planta de tratamiento de agua del área 66, debe estar libre de sales minerales; entre las principales están: sílice, calcio y magnesio.

La calidad del agua desmineralizada afecta directamente la calidad del vapor generado en las calderas; es por esto que al producirse una desviación de los parámetros requeridos del agua desmineralizada, se debe realizar la regeneración de las resinas aniónicas y catiónicas, y a la vez remover la mayor cantidad posible de minerales e impurezas contenidas en el agua. Todo lo anterior se realiza mediante los sistemas de dilución en línea de ácida y cáustica los cuales no se encuentran totalmente registrados en el Sistema de Aplicación y Productos (SAP).

La investigación está estructura de la siguiente manera:

• Capítulo I: Formula el problema a resolver con su respectiva justificación, alcance y planteamiento de los objetivos a lograr.

• Capítulo II: Hace referencia a la identificación y descripción de la empresa, junto al área específica del trabajo.

• Capítulo III: Presenta el marco teórico necesario para comprender la investigación.

• Capítulo IV: Presenta como contenido el marco metodológico encargado de describir los aspectos procedimentales que se llevaron a cabo para la ejecución de esta investigación.

• Capítulo V: Comprende el análisis de la situación actual que se presenta en la Superintendencia de Sistemas Industriales.

• Capítulo VI: tiene como contenido el análisis de los resultados derivados de los objetivos propuestos.

CAPÍTULO I

EL PROBLEMA

Antecedentes de la Investigación

Al sur de Venezuela, en el Estado Bolívar se encuentra ubicada la empresa C.V.G. Bauxilum, empresa tutelada por la Corporación Venezolana de Guayana y adscrita al Ministerio del Poder Popular para la Energía y Minas del Estado Venezolano, tiene como principal objetivo obtener y producir los principales componente a través del Proceso Bayer que integran la materia prima para producir el aluminio primario.

Como parte del Proceso Bayer para la obtención de la alúmina mediante la bauxita se requiere someter el proceso a elevadas temperaturas y a altas presiones. Estas condiciones se consiguen mediante el suministro de vapor sobrecalentado a 245 °C y a 14,5 bar de presión.

La generación de vapor se realiza desde la Superintendencia de Sistemas Industriales perteneciente a la Gerencia de Producción de C.V.G. Bauxilum. Para dicho suministro de vapor se requiere de grandes cantidades de agua desmineralizada de alta calidad, siendo de suma importancia que se cumplan los parámetros exigidos ya que el agua desmineralizada de alta calidad es de vital importancia para las cuatro calderas generadoras de vapor.

El área 66 del Sistema de Tratamiento de Agua para Calderas, tiene como objetivo producir el agua tratada requerida en las calderas del área 61 como agua de reposición para la producción del vapor de media y baja presión, el cual es posteriormente distribuido en las diferentes áreas de la planta para la producción de alúmina. Esta operación se realiza a través de dos trenes desmineralizadores. Cada tren desmineralizador consta de un filtro de carbón activado, un intercambiador catiónico y otro aniónico, una torre descarbonatadora y un intercambiador de lecho mixto, el cual no está en uso.

El objetivo principal del filtro de carbón activado es eliminar el cloro libre del agua, ya que el mismo genera envenenamiento de las resinas. En los intercambiadores catiónicos y aniónicos se lleva a cabo el proceso de intercambio iónico reversible.

Los cationes del agua más comunes son calcio, magnesio y sodio, cuando se hacen pasar por el lecho de resina, ellos se cambian por el hidrógeno y las sales se convierten en sus ácidos correspondientes, la reacción continua hasta agotarse el hidrógeno de la resina. Sin embargo el anión más común del agua es el Sílice (Si) que cuando se hace pasar por el lecho de resina se cambia por el ión Oxidrilo (OH) y las sales se convierten en su base correspondiente, del mismo modo la reacción continúa hasta agotarse el ión en la resina. Situaciones que evidencian los requerimientos de realizar el lavado y la regeneración de la resina aniónica y catiónica.

Para dicha regeneración son utilizados dos sistemas de regeneración, el primero utilizando una solución de ácido sulfúrico al 2% y 4% para la regeneración de resina catiónica y otro para la regeneración de resina aniónica con una solución de soda cáustica al 4% p/p.

Hasta el año 2011 los sistemas estaban compuestos y catalogados en el Sistemas de Aplicaciones y Productos (SAP) con los siguientes componentes principales:

Para el Sistema de Dilución de ácido Sulfúrico:

• 1 Tanque (T-66-3) de dilución de 3,1m³.

• 1 Tanque (T-66-11) de Medición de 0.26m³.

• 1 Bomba (P-66-9).

• 1 Agitador (A-66-3).

• 1 Eductor (MOD.PW7).

Para el Sistema de Dilución de Soda Cáustica:

• 1 Tanque (T-66-4) de dilución de 1,8m³.

• 1 Tanque (T-66-4) de Medición de 0.4m³.

• 1 Agitador (A-66-3).

• 1 Eductor (MOD.PW7).

Debido a que estos sistema de regeneración de resina catiónica y aniónica, presentaba fuertes deficiencias para alcanzar la concentraciones requeridas y en la seguridad industrial de los trabajadores, sobre todo el sistema de ácido sulfúrico que presentaba fugas y deterioros en el tanque T-66-3 y en el resto del área que lo rodeaba, se sugirió sustituir, los sistemas de regeneración por nuevos Sistemas de Dilución en Línea de Ácido Sulfúrico y de Soda Cáustica los cuales están compuestos por nuevos equipos que hoy día no se encuentran catalogados en el SAP.

Planteamiento del Problema

C.V.G. Bauxilum, tiene como principal función extraer la bauxita en las minas de los Pijiguaos y producir alúmina de grado metalúrgico, a través del "Proceso Bayer" el cual se divide en diferentes áreas de operación y a su vez estas se agrupan en varias superintendencias.

La superintendencia Sistemas Industriales, es una superintendencia de apoyo al proceso medular. La cual tiene como principal función mantener la continuidad en el proceso productivo, mediante la producción y suministro de servicios de vapor, electricidad, agua gas natural y aire comprimido. Con respecto a su función de suministro de Vapor es necesario que la calidad del agua para la generación del mismo en las calderas, sea de alta calidad, y esto se garantiza desmineralizando el agua pretratada y tratándose el agua químicamente.

El área 66 del Sistema de Tratamiento de Agua para Calderas, tiene como objetivo producir el agua tratada requerida en las calderas del área 61 como agua de reposición para la producción del vapor de media y baja presión, el cual es posteriormente distribuido en las diferentes áreas de la planta para la producción de alúmina. Esta operación se realiza a través de dos trenes desmineralizadores los cuales poseen un filtro de carbón activado que tienen como objetivo eliminar el cloro libre del agua, ya que el mismo genera envenenamiento de las resinas, además esta operación es realizada mediante una torre descarbonatadora y un intercambiador de lecho mixto, adicionalmente, mediante un intercambiador catiónico y otro aniónico donde se lleva a cabo el proceso de intercambio iónico reversible.

Los cationes del agua más comunes son calcio, magnesio y sodio, cuando se hacen pasar por el lecho de resina, ellos se cambian por el hidrógeno, el anión más común del agua es el Sílice (Si) que cuando se hace pasar por el lecho de resina se cambia por el ión Oxidrilo (OH) para ambos las sales se convierten en sus ácidos correspondientes y la reacción continua hasta agotarse el hidrógeno y el ión de la resina respectivamente, por lo tanto surgen los requerimientos de realizar el lavado y la regeneración de la resina catiónica y aniónica.

Actualmente la superintendencia Sistemas Industriales, específicamente en el área 66 tiene instalado dos sistemas de dilución en línea para la regeneración de las resina, uno con ácido sulfúrico al 2% y 4% y otro con Soda cáustica al 4% p/p, estos sistemas no tienen ubicación técnica en el Sistema de Aplicación y Producto (SAP), de igual forma se puede decir que sus componentes y equipos por ser un sistema que funcionan desde el año 2011 para la empresa, no están catalogados con sus respectivos códigos, es decir, para dicho sistema no existen, lo que desfavorece a la Superintendencia de Sistemas Industriales al momento de que se necesite de un mantenimiento y hasta un reemplazo de alguno de estos componentes y equipos que los conforman. Adicionalmente existe una propuesta para la automatización del sistema de dilución de cáustica, el cual necesita de los componentes necesarios junto a sus especificaciones técnicas para la ejecución de este proyecto.

Cabe destacar que los sistemas descritos anteriormente son de significativa importancia ya que su función elemental es que el agua desmineralizada que va a la caldera cumpla con las especificaciones requeridas y se con esto se cumpla eficazmente la producción de vapor necesario para la empresa.

Objetivos

Objetivo General

Caracterizar en el Sistema de Aplicación de Productos (SAP) de los equipos y componentes pertenecientes a los sistemas de regeneración ácida y cáustica en el área 66 de la Superintendencia de Sistema industriales de CVG Bauxilum.

Objetivos Específicos

• Describir los procesos de dilución en línea de ácido sulfúrico y cáustica.

• Determinar las especificaciones técnicas de cada uno de los equipos y componentes que no poseen códigos SAP pertenecientes a los sistemas de regeneración de resina aniónicas y catiónicas.

• Catalogar los equipos y componentes correspondientes a los sistemas de dilución en línea de cáustica y ácido sulfúrico usando el SAP.

• Elaborar un modelo para la ubicación técnica en el Sistema de Aplicaciones Productos (SAP) de los Sistemas de Regeneración de Resina.

• Elaborar un manual para la caracterización de los equipos y componentes.

Justificación

La Superintendencia de Sistemas Industriales es la unidad responsable del suministro de vapor, requerido por la planta para lograr eficaz y eficientemente la obtención de alúmina, por lo tanto siempre debe garantizar que cada unidad indispensable para la generación de vapor funcione de acuerdo a su capacidad de diseño con la mayor eficiencia y confiabilidad posible. Para esto es necesario que el agua de alimentación mantenga una alta calidad de forma continua, de lo contrario se tendría en el tiempo una disminución de la eficiencia de las calderas, la progresiva formación de incrustaciones internas en las tuberías de las calderas, reduciría los diámetros internos de éstas, trayendo como consecuencia la disminución de la capacidad y pérdida de eficiencia en la producción de vapor.

Por tal motivo esta investigación fue realizada con la finalidad de catalogar e implementar en el SAP cada uno de los componentes y equipos pertenecientes a los sistemas de regeneración de ácida y cáustica del área 66, que es la encargada de producir el agua tratada requerida en las calderas del área 61, además de la catalogación es importante definir y describir correctamente las finalidades de los sistemas dentro de la empresa por ser un requisito para dicha catalogación. Cabe destacar que es necesario e importante mantener información actualizada de la existencia de los componentes que conforman dicho sistema, debido a que con esta catalogación en implementación en el SAP facilitaría la compra de cada uno de sus equipos y componentes, además de mantener un stop mínimo requerido al momento de realizar algún mantenimiento, así al momento de una falla se cuente con los repuestos necesarios para garantizar la operatividad de los equipos que conforman los Sistemas de Dilución en Línea de Ácida y Cáustica con la finalidad de garantizar la confiabilidad y la disponibilidad de dicho sistema para que el área 66 cumpla con sus objetivos eficazmente.

Delimitación

Esta investigación se llevo a cabo en la Superintendencia de Sistemas Industriales de C.V.G Bauxilum, específicamente en el área 66 (Sistema de Tratamiento de Agua para Calderas) que tiene como objetivo producir el agua tratada requerida en las calderas del área 61 como agua de reposición para la producción del vapor de media y baja presión.

Se pretendió de manera objetiva y con una visión detallada realizar un levantamiento de la información de los sistemas de dilución en línea de acido sulfúrico y cáustica perteneciente al área 66, asimismo obtener las especificaciones de los componentes y equipos pertenecientes a cada uno de ellos y de los que hacen falta para la automatización del sistemas de dilución de cáustica. Una vez obtenida toda la información se quiere realizar un modelo para que existan dichos sistemas con una ubicación técnica en el Sistema de Aplicaciones y productos y dentro de esa ubicación se encuentren descritos todos sus componentes equipos ya catalogados con códigos SAP, al mismo tiempo se requerirá de la actualización en dicho sistema para aquellos componentes y equipos que ya no están en funcionamiento.

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