control de variables operacionales -...
TRANSCRIPT
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
CONTROL de variables OPERACIONALES
Marcelo Barrientos RíosIng. de Producción
Octubre 2010
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
• 3 Plantas de ácido sulfúrico.
• Simple contacto y absorción.
• Año: 1988, 1990, 1994.
AntofagastaAntofagasta • Capacidad: 2.050 TPD C/U.167.200 Nm3/h 11,7 % SO2
• Limpieza: Lurgui.
• Contacto: MitsubishiContacto: Mitsubishi.
• 2700 msnm.
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
f
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
CAP IV
GCP ATPEfluente
2A
2BSala de control
2
SopladorB-201 IV
Vertedero
CAP II
4A
Fundición CM 4B SopladorB-201 II CAP III
96%H2SO45 96%
98%SopladorB-201 III
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
Jefe de Turno
Sala de control Operador
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
HistoriaDISPONIBILIDAD PLANTAS DE ACIDO
2001 / 20052001 / 2005
93 094,095,096,0
89 090,091,092,093,0
%
85 086,087,088,089,0%
82,083,084,085,0
2001 2002 2003 2004 20052001 2002 2003 2004 2005
DISPONIBILIDAD
•Unificar criterios operacionalesO d l ió•Ordenar la operación
•Disminución de la VariabilidadSergio Cañete Prat
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
Variables críticas
• Temperatura y concentración de ácido de secado.
• Temperatura y concentración de ácido de absorción.e pe atu a y co ce t ac ó de ác do de abso c ó
• Temperatura de ácido de producto
• pH y ciclo concentración de agua enfriamiento
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
Análisis de Variables críticas
Obtención de data desde PI systemy
Li i d d t (Pl t F/S)Limpieza de data (Planta F/S)
Determinación de la media
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
Temperatura ácido de Secado
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
Temperatura ácido de Secado
7070
50
60
57
50
60
57
40
pera
tura
ºC 40
erat
ura
ºC
20
30
Tem
p
20
30
Tem
p
1010
0
31/12/2004
30/01/2005
01/03/2005
31/03/2005
30/04/2005
30/05/2005
29/06/2005
29/07/2005
28/08/2005
27/09/2005
27/10/2005
26/11/20050
01/01/2006
31/01/2006
02/03/2006
01/04/2006
01/05/2006
31/05/2006
30/06/2006
Tº ác. secado II Tº ác. Secado III Tº ác. Secado IVTº ác. secado II Tº ác. Secado III Tº ác. Secado IV
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
Análisis de Variables críticas
Problema
No es posible saber
• Cuanto tiempo la variable permaneció fuera de control
• Si el proceso esta controlado.
• Identificar la Operación individual de cada Operador.
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
Primera etapa del control:xxxxxxxxx
p
• Individualizar la operación.p
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
RENDIMIENTO OPERADORES PRODUCCIÓN PLANTAS DE ACIDO 2008
RENDIMIENTO OPERADORES PRODUCCIÓN 2008 - 2009 - 2010
RENDIMIENTO MEDIO OPERADORES PRODUCCIÓN
90%
100%
90%
100%
PRODUCCIÓN2008 - 2009 - 2010
90%
100%
70%
80%
90%
en ra
ngo
70%
80%
90%
en ra
ngo
70%
80%
en ra
ngo
40%
50%
60%
% d
el ti
empo
e
40%
50%
60%
% d
el ti
empo
e
40%
50%
60%
% d
el ti
empo
20%
30%
40%
20%
30%
40%
20%
30%
40%
e r y ul p v e r y ul p v e r y ul p
ene
mar
1 2 3 4 5 6 7 8 LI
ene
mar
may jul sep nov
ene
mar
may jul sep nov
ene
mar
may jul sep
1 2 3 4 5 6 7 8 LI
ene
marmay jul se
p nov
ene
marmay jul se
p nov
ene
marmay jul se
p
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
Segunda etapa del control:
Uso de Metodología Six SigmaUso de Metodología Six Sigma
Herramienta MiniTab
Cpk (capacidad del proceso), % fuera de rango
X
σ3)( minSLCpk −Χ
=
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
Cpk= 1,05Fuera de rango= 1,83 %
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
2,0
TEMPERATURA ACIDO ABSORCIÓNCAPACIDAD DEL PROCESO
1,0
1,5
0,0
0,5
2007 2008 2009 2010
cpk 2 cpk 3 cpk 4
1 5
2,0
CONCENTRACION ACIDO ABSORCIÓNCAPACIDAD DEL PROCESO
0 5
1,0
1,5
0,0
0,5
2007 2008 2009 2010
cpk 2 cpk 3 cpk 4cpk 2 cpk 3 cpk 4
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
Control Avanzado multivariable
• Control predictivo.
Utili l d t hi tó i di ió d l t i t dUtiliza el data histórica y genera una predicción del comportamiento delas variables controladas en el futuro.
Con esta predicción genera los Set point para las variablesi l dmanipuladas.
• Las relaciones entre variables no son fenomenológicas.
• Una variable controlada puede tener varias variables manipuladasasociadas.
• Optimizador económico.
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
Control Avanzado multivariable
• 3 Controladores MPC para los convertidores catalíticos.
• 3 Controladores MPC y 3 optimizadores económicos Sec–Abs.
• 1 Controlador MPC para distribuir la alimentación entre las tres plantas.1 Controlador MPC para distribuir la alimentación entre las tres plantas.
• 42 variables manipuladas y 37 variables controladas.
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
Control Avanzado multivariable área de secado y absorción
Disminución DesviaciónDisminución Desviaciónestandar
16%Conc ácido Producto 98% 16%
48%
60%
Conc ácido Producto 98%
Conc ácido Producto 96%
Nivel de torre absorción 60%Nivel de torre absorción
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
Control Avanzado multivariable en área de reactor catalítico
σ σ Control Operacional Control Experto
Disminución Variabilidad %
Planta 2 Lecho 1 4,09 1,59 61Lecho 2 10,14 6,52 33Lecho 3 7,74 2,65 64Lecho 4 6,38 2,27 64
Planta 3 Lecho 1 7,63 5,58 20Lecho 2 13,56 10,88 16Lecho 3 8,53 4,16 44Lecho 4 9 77 5 55 25Lecho 4 9,77 5,55 25
Planta 4 Lecho 1 3,73 0,77 73Lecho 2 7,47 1,22 79Lecho 3 10 38 1 74 84Lecho 3 10,38 1,74 84Lecho 4 13,18 1,38 88
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
Conclusiones Aplicación de Control experto
• Disminuye la carga de trabajo del Operador.
• Mejora el control ante variaciones del proceso (predice cada 20 seg).
• Optimiza el uso de agua en torre de secado y absorción.Optimiza el uso de agua en torre de secado y absorción.
• Menor esfuerzo mecánico sobre válvulas y equipos.
M i i l id d d t t i t d d l l t• Maximiza la capacidad de tratamiento de gases de las plantas.
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
Conclusiones Finales
Cualquiera sea el tipo de control sobre variables críticas de proceso:
1. Aumentará la vida útil de la Planta.
2. Disminuye el costo de mantención.
3. Aporta a la seguridad.p g
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
OCTAVA MESA REDONDA Puerto Varas 2010
Marcelo Barrientos [email protected]
Situación actual en PAS
CM
GCP 5 GCP 4 GCP 2
CM
3
11
1
ATP
CAP 41
Coordinador
1
CAP 2
Sala de control
12
CAP 3
Almacenamiento1
Puestos de trabajo total: 10MBRMBR
pH AGUA DE ENFRIAMIENTO T-301
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
pH AGUA DE ENFRIAMIENTO T-301
1010
99
8
pH
8
pH
77
66
5
31/12
/2004
30/01
/2005
01/03
/2005
31/03
/2005
30/04
/2005
30/05
/2005
29/06
/2005
29/07
/2005
28/08
/2005
27/09
/2005
27/10
/2005
26/11
/2005
5
01/01
/2006
31/01
/2006
02/03
/2006
01/04
/2006
01/05
/2006
31/05
/2006
30/06
/2006
pH torre 2 pH torre 4 pH torre 6pH torre 2 pH torre 4 pH torre 6
Temperatura Ácido Producto
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
Temperatura Ácido Producto
7070
50
60
50
60
40
pera
tura
ºC
35
40
pera
tura
ºC
35
20
30
Tem
p
20
30
Tem
p
1010
0
31/12
/2004
30/01
/2005
01/03
/2005
31/03
/2005
30/04
/2005
30/05
/2005
29/06
/2005
29/07
/2005
28/08
/2005
27/09
/2005
27/10
/2005
26/11
/2005
0
01/01
/2006
31/01
/2006
02/03
/2006
01/04
/2006
01/05
/2006
31/05
/2006
30/06
/2006
Tº ác prod T-204 II Tº ác prod T-204 III Tº ác prod T-204 IVTº ác prod T-204 II Tº ác prod T-204 III Tº ác prod T-204 IV
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA
PLANTAS DE ÁCIDO SULFÚRICO CHUQUICAMATA