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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