Tesis Efectos de Las Emisiones de Catalizador Sobreambiente de Trabajo

üNNERSIDAD DE ORIENTENUCLEO DE ANZOATEGUI ESCUELA DE INGENLER~A Y CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE INGENIER~AQU~MICA EVALUACIÓNDE LAS OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE CATALIZADOR SOBRE EL AMBIENTE DE TRABAJO Y CONDICIONES LABORALES EN UNA PLANTA DE CRAQUEO CATAL~TICOFLUIDIZADO REALIZADO POR: MERZOILY GAMBOA ALBINO TRABAJO DE GRADO PRESENTADO COMO REQUISITO PARCIAL ~ DE LNGENIERO O QU~MICO PARA OPTAR AL T BARCELONA, OCTUBRE DE 2009 UNIVERSIDAD DE ORIENTE NÚCLEO DE A N ~ A T E G U I ESCUELA DE INGENIER~AY CIENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE INGENIER~AQU~MICA EVALUACIONDE LAS OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE CATALIZADOR SOBRE EL AMBIENTE DE TRABAJO Y CONDICIONES LABORALES EN UNA PLANTA DE CRAQUEO CATALÍTICO n u I D I Z A D o ASESORES: / (Asesor académico) (Asesor industrial) BARCELONA, OCTUBRE DE 2009 UNIVERSIDAD DE ORIENTE NfJCLE0 DE A N ~ A T E G U I ESCUELA DE MCENIE~ÚAY CiENCIAS APLICADAS DEPARTAMENTO DE JNGENIR~A~ULfhilc~ EVALUACI~NDE LAS OPERACIONES DE TRANSFERENCIA DE CATALIZADOR SOBRE EL AMBIENTE DE TRABATO Y CONDICIONES LABORALES EN UNA PLANTA DE CRAQUEO CATAL~CO FLUIDIZADO - - (Jurado principal) (Jurado principal) (Asesor iadcrnico) BARCELONA, OCTüBRE DE 2009 De acuerdo al Articulo 44 del reglamento de trabajos de grado de la Universidad de Oriente: "Los Trabajos de Grado son de exclusiva propiedad de la Universidad de Oriente y sólo podrán ser utilizados para o w s fines con el consentimiento del Consejo de Núcleo respectivo. el cual lo participará al Consejo Universitario". . DEDICATORIA A Dios Todopoderoso A mis padres y abuelos A mis hermanos. tios y primos A mi novio Sahl A mis amigos . primas. acompañándome y compartiendo muchos momentos bonitos de mi vida. por estar siempre a mi lado. Gracias por compartir y llenarme de conocimientos a lo largo de mi formación académica. por su amor. Gracias por todo. A mis asesores. Gracias rey 0. a mi abuela y a todos mis tios. en especial al departamento de Ingeniena Química. Gracias a todos por tantos momentos de compañerismo y amistad compartidos a lo largo de todo este tiempo. A mis h e m o s Zoilo. institución donde realice mi formación académica. . José y mi sobrina Zoileth. Osvaldo Ochoa (asesor académico) y Robert Rodnguez (asesor industrial) quienes me impartieron gran parte de sus conocimientos y colaboraron de gran manera en la culminación de mi trabajo de grado.AGRADECIMIENTO A Dios todopoderoso. A todos mis buenos amigos y wmpafíems. que con su sacrificio y esfuem me brindaron la posibilidad de formarme académicamente y cumplir mis metas. A PDVSA por pennihrme realizar mis pasantias de grado en sus instalaciones y brindarme las herramientas necesarias. esto es gracias a ustedes. primos. de fuerza y mucha paciencia. A todos los profesores del departamento de Ingeniería Química. por cuidarme en todo momento y por llenarme de sabiduría. colaboración y por estar en las buenas y malas a mi lado. A mis padres: Zoilo y Mercedes. para así lograr hacer de mi lo que soy hoy en día. específicamente a la Superintendencia Ambiente e Higiene Ocupacional. A la Universidad de Oriente Núcleo de Anmategui. MUCHAS GRACIAS A TODOS!!! Merzoily Gamboa A. Me llevaste siempre sobre tus hombros. eres mi luz y mi camino. tias. que forman parte de mi gran h l i a y que siempre están alli en el momento justo y necesario como una familia unida A Saúl. apoyo. ...--...-.....2 Descripción de la empresa 1 3 1...-......--.....--..6......2..--.7............-..-...... i .-..-... ........ ..--........-......-e... .... Separadores mecánicos centrífugo 7 8 8 9 ... Separadores de ciclón o ciclóniws.......7.............CONTENIDO ....... ...1 Tipos de polvo 2..-... . ........... Mecanismos para la recolección de polvo 2.. ....... ... RESUMEN .....-........ 3 1. ..... . Métodos de determinación de cantidad d B Toma de muestras por concentración del contaminante sobre un soporte . Objetivo general 1.....-... ..-......................7...-. ...2...-... ........ ~ .... ..................3 Ubicación de la refinería P 1............2.... Efectos generales: .-...... -..-.. ..--... .........2.....7..-...4..........-....... Cámara de sedimentación 2.....-. Objetivos específicos ..-.PORTADA .--..-..........6. -.....-..m1 INDICE DE TABLAS x íNDICE DE FIGURAS xi ......-................--.....-..... 1.......mu CAP~TULO 1 INTRODUC 1 ... 2.... .......-.-...4. 1 1.. ...................2 Tamafio de las p d c u l 2...... ..-..---...2.......-.. ..2..... ...1...... ..... Objetivos ...................... . . Separadores de impacto o de choque 2.6....2..-. CONTENIDO ...-............. . .-.. PAGINA JURADO 111 RESOLUCIÓN -iv D E D I C A 0 V A G D E C I E O .... ..-Vi ...6.-....--..-......-. .2.. ... ..............---.m.4 Planteamiento del problema .-.... P A G AA S E O S 11 .... 1....----...... ..-.... ... ..2..... P Equipos muestreadores de aire o bombas 2..... .-.-..... ........ Equipos de recolección de pol 2.........5....-.....-.-..--.-.-.... ................-........ ..7. ..2...... B Toma de muestras con filtros Accesorios o selectores de p d c u l a s ... . ....1 Resena histonca de la empresa ..........1.. 2................-.---....... .--. .... .......-.... 2..............2...3...2.... .. .--. ... ...7....... .....3........1........ Depumdores en seco .. . .Medición de transferencia de catalizador en la planta FCC 4 Distribución de 4 Cantidad de puntos de muestre0 seleccionados ... 4 Determinación de las concentraciones ..7..............3..... Catálisis con sólidos 2............... para polvos totales..... ........... .... Tipos de catalizador 2........... Catalizador empleado en la planta de craqueo catalitico fluidizado de la 21 refinena de Puerto La C Caractensticas del catali 21 Caracteristicas de los componentes ....... 21 23 2.2......4............... . . ...2....... Tipos de catálisi 2... Filtros de air 14 14 2.....1.. . .................... procesos y procedimientos involucrados en las 27 operaciones de transferencia de catalizador 3.........10.. ..1 1.. Craqueo catalitico tiuidizado (FCC) CAP~TULO111 27 DESARROLLO DEL PROYECTO.3.................... Identificación de los equipos...... ..8....2....... ... ....... .................... ............7...........Nivel de nes 3..2....... Filtros de lecho granul 2...................4..................... Catálisis 2.................... ........ 3 1 3.....7..........7......6..... ... 16 2....... Determinación de las áreas afectadas por emisiones de catalizador .. . 27 3.....2... Filtros de telao filtros de mang 2..... Precipitadores elécbiws (electrostáticos) 2..3. .... ... ........... Sistema de almacenamiento de catalizador .2. ... Nivel de exposición con respecto al cargo que desempeñan los empleados en FCC .... Estimación del nivel de riesgo de expsición a polvos de catalizador en las instalaciones y puestos de trabajo en FCC .........1 Zona de reacció 27 4 Convertidor o reactor (riser) 27 27 28 .. ............3...3... ......... .... 29 3........2... ............. Campanas de exliacció 2....3.....3.....Estimación de la intensidad de exposició 31 3.......5.. .... .......1 ........ .............2... ....9.... ... ............ ...... 32 35 35 36 39 .......................2 ....3. .....5. ....... ...... . ................... ... ... 3...............2......7..7....... .....1....2.4....... Lavador de particul 12 14 2....... ......29 3..7............3.. ..............3...1......./ Bajante......... .. .... ....... 30 3.......... 4 Procedimiento para la toma de mues 4 Procedimiento para la determinación del caudal real......2...... Ficha de seguridad del oxido de calci 75 ANEXO A........ ......... Determinación de las áreas afectadas por emisiones de catalizador ..7. 79 ANEXO A... 76 ANEXO A........ de acuerdo a la norma COVENIN 2253............... Norma para la detenninación de polvos respirables NSHT 0600.......................... 8 1 METADATOS para trabajos de grado.............................6.................. ANEXO A.................. 82 ......3....................... 49 4............. .........6......... 80 ANEXO A......2...4........ Medición de las concentraciones de polvo total y respirable en el área de 56 transferencia de catalizador en la planta FC 4....................... tesis y ascenso ..............6 Conclusiones ...43 La exposición ponderada de los trabajadore J Población establecida para el muemeo 44 J Procedimiento para la toma de muestr 45 J La exposición ponderada de los trabaj 47 Proposición de las medidas de control necesarias para la reducción de las 3........... ................ Estimación el nivel de nesgo de exposición a polvos de c d z a d o r en FCC ...... 53 4. Concentraciones ambientales permisibles de sustancias quimicas...... 65 4... 72 ANEXO A....5........... NORMAS Y FICHAS DE SEGURIDAD UTLLIZAD ANEXO A................................. ............7 Recomendaciones . emisiones y10 la exposición de los trabajadores a polvos de catalizador..........3. hasta valores de referencia aceptables dentro de los Niveles Técnicos de Referencia de Exposición (NTRE) ....................lO........... Norma para la determinación de polvos totales NSHT 0500 .......... 59 4..... hasta valores de referencia aceptables dentro de los niveles técnicos de referencia de exposición J 4........... Diagrama de flujo de FCC.................... Ficha de seguridad del oxido de magnesi 73 ANEXO A............. ..8............. 77 Norma COVENIN 2253.........................................2............ esta ocupacionalmente expuesto 4.. ......1........... ..4 Determinación del personal que..........9..........5 Proposición de las emisiones y10 la exposición de los trabajadores a polvos de catalidor..... Ficha de seguridad del oxido de alumini 74 ANEXO A................... Descripción del nivel de nesgo y tipo de acción correspondiente.. Ficha de seguridad del Caolín ............... .............41 TABLA 3. TABLA 3.......4.......3.. TABLA 4............ 53 TABLA 4.......lNDlCE DE TABLAS 16 TABLA 2.... 56 TABLA 4. que superan el valor lo establecido por la norma COVENIN 2253 ................. Valores de concentración........ Pesos iniciales y h a l e s de los filtros empleados para el muestreo ambiental...........42 TABLA 3....6. Horario... Valores de las concentraciones de polvo obtenidas en el muestreo personal...... 17 TABLA 3.....6 Pesos iniciales de los blancos empleados para el muestre0 ambiental... 2............ 39 TABLA 3...................................... Resultados obtenidos de la entrevista realizada a los empleados de FCC .....3............... Valores de concentración.......... Pesos finales de los blancos empleados para el muectreo ambiental .......... Valores máximos de concaitración para polvo ambiental y personal . Propiedades de los principales materiales de tela para filtros de bolsa .... ...... Valores de caudal establecido para el muestreo y volumen calculado ........... Valores máximos de concentración para polvo ambiental y personal .. 57 TABLA 4. Valores de caudal establecido para el muestreo y volumen calculado....................... Valores de mediciones de caudales iniciales y finales para muestreo ambiental.............4.....1.................2........ tiempo y fecha durante la cual se desarrolló el muestre0 ..9...............2.1 Categoria de exposición de acuerdo a los niveles de contacto con el TABLA 3..............1................. 58 TABLA 4.....7.....................................10.........7... que superan el valor lo establecido por la n o m a COVENIN 225 9 TABLA 4..........................5......... 40 TABLA 3. Valores de las concentraciones de polvo obtenidas en el muestreo ambiental.... 3 .. 47 TABLA 3....... Resumen de los filtros y sus caracteristicas TABLA.............8... 56 TABLA 4..........8..................................................... 38 TABLA 3.......................... ....... 55 FIGURA 4................ Dimensiones del ciclo .......6... Separador de ciclón gas-sólid FIGURA 2..............INDICE DE FIGURAS 2 FIGURA 1...... 52 53 FIGURA 4....6............. Modelo de pecipitador de plac FIGURA 2..........8. ..2 Bombas de aspiración de alto caudal.... 5 1 FIGURA 4............3..... ................... 50 FIGURA 4.10.......3..................6 Montaje del equipo para muestre0 personal.. FIGURA 2.........7.5............. para ser retirado de la planta............... Drenaje lndustnal donde se libera el catalizador proveniente del recolector de la tolva F -8. FIGURA2............4.................................... 51 FIGURA 4........Equipo de recolección de polvo total FIGURA 3.. Chimenea del convertidor de FC FiGURA 4..................... 9 FIGURA 2...5....... ........................3 Nivel de riesgo FIGURA 3......... Diseños de filtro de tela ........4. 46 FiGURA 4.6.2. Sistema de precalentamiento de la Refinería de Puerto La C FIGURA 2........ Cassette con sopone y filtro de teflón ..................... ... Dieta y productos de la refinería Puerto La Cruz FIGURA 1..... Montaje del cassette para el muestreo personal y ambiental. Efectos sobre la salud a causa del nivel de exposición de los trabajadores en ...2 Silenciador del sistema de succión de catalizador a la tolva F-8.......................... Ubicaci6n de la planta de Craqueo Catalitico Fluidizado en la refineria FIGURA 3..35 36 FIGURA 3.......... Recolector del sistema de succión de la tolva F-8 de FCCr. Diagrama repre FiGURA 2.....8.5 Camión recolector de catalizador gastado.........1 Zonas donde hay presencia de emisiones visibles de polvos de catalizador en FC 49 FIGURA 4.....1...... ......1......... Ubicación geográfica de la refinería Puerto La Cruz.... 3 FIGURA 2......... que permitieron determinar las áreas afectadas por emisiones de polvo a través de la metodologia empleada por las normas de higiene ocupacional de PDVSA. apoyado en los métodos que dicta las normas NSHT 0500 y 0600. un filtro de tela a la salida del silenciador de la tolva F-8 y el cambio del sistema de vapor empleado para Buidim el catalizador y poderlo trasladar de la tolva F-8A a la tolva F-8. El objetivo de este trabajo es pmponer medidas de control que disminuyan las emisiones y10 exposición de los trabajadores a polvos de catalizador. de las mediciones de las concentraciones de polvos totales y respirables. un ciclón a la salida de la chimenea de reactor. Los valores de concentración obtenidas violan la norma COVENIN 2253.se realizó.RESUMEN La "evaluación de las operaciones de transferencia de catalizador sobre el ambiente de trabajo y condiciones laborales en una plana de craqueo catalitico fluidizadon. con la finalidad de llevar los valores de concentración de emisiones directas al ambiente por debajo a los establecidos por el decreto ambiental 683 y las concentraciones personales y el ambiente de. que determina el personal expuesto en el área de trabajo. pmcesos y procedimientos involucrados en las operaciones de transferencia de catalizador. Por lo cual se determinó que las deficiencias en estos pmcesos hacen que ocurra este incremento en las concentraciones. se realizó a través. los días en los que se realizó transferencia de catalizador fresco al regenerador y retim de catalizador gastado. mediante una investigación de campo y documental que en primera instancia siMó para la identificación de los equipos. por soplado de aire. trabajo que se rigen por la norma COVENíN 2253. para estimar el nivel de riesgo de exposición. que resultó alto. ya que los dias que no hubo íransferencia de catalizador los niveles de concentración se encontraron dentro de los parámetros aceptados por la norma Las medidas propuestas a nivel de disefio para la reducción del riesgo a emisiones de polvo de catalizador es la aplicación de equipos recolectores de polvo. . tanto ambientales como personales. 123 el 30 de agosto de 1975 para asumir las funciones de planificación. también inicia operaciones en 1976. como unaempresa confiable. un terminal marino y un conjunto de tanques para el almacenamiento de crudo y producto. es uno de los pmcecos fundamentales de producción. una unidad de tratamiento de gases. destinado a efectuar los estudios e investigaciones necesarias para garantizar el alto nivel de los productos y procesos dentro de la industria petrolera Igualmente. DA-3. la p ~ c i p a empresa en el ámbito nacional como mundial. Constituida por tres unidades de destilación atmosférica: DA-1. con la compra y participación en diversas refinenas ubicadas en Eumpa. Estados Unidos y el Caribe. gracias a su calidad y responsabilidad. diseñado para convertir hidrocarbums de alto peco . Además cuenta con unidades de tratamiento de m i n a y cáustica. de servicios industriales. PDVSA y sus filiales logran avanzar en un proceso de consolidación en lo que respecta al manejo del negocio pemlem.1 Reseña histórica de la empresa Petróleos de Venezuela S. fue creada por decreto presidencial N01. una unidad de conversión catalítica (CCR). una unidad de hidmtratadora de diese1 (HDT). (PDVSA). PDVSA logra ser considerada. una unidad de alquilación.. Lagoven se encarga de las operaciones en el occidente al igual que Maraven y el sur del país. coordinación y supervisión de la industria petrolera nacional al concluir el proceso de restablecimiento de las concesiones de hidrocarburos a las compañías extranjeras que operaban en territorio venezolano. dirigida a organizar el negocio de la producción petroquimica.2 Descripción de la empresa La reñneria Puerto La Cruz es uno de los centros de procesamiento de crudo más importantes de PDVSA e integra un circuito de manufactura del petróleo extraido en los campos de los estados Monagas y Anmátegui. PDVSA inició sus acciones con 14 filiales (finalmente serían tres: Lagovm. dos años más tarde se crea Pequiven Pehuquimica de Venezuela S. DA-2.A. una unidad de craqueo catalítico fluidizado (FCC).1. Durante sus primeros años de operación. 1. dos unidades de fraccionamiento de nafta. una unidad de hidrotratamiento de nafta (NHT). Luego de cinco años de puesta en marcha del decreto que creó a Petróleos de Venezuela. despojadora de aguas agrias. de la planta. El craqueo catalitico fluidizado (FCC). Corpoven despliega su área de influencia en el oriente de la nación. plantas de aguas servida. el Instituto Tecnológico Venmlano del Petróleo (lntevep).A. Maraven y Corpovm) que abcohiemn las aaividades de la concesionarias que estaban en Venezuela Dentm de esta fase. l del pais inicia una expansión tanto A mediados de los años 80. .4 C'RUZ - ~ -- FIGURA 1. de los cuales 45% corresponde a cmdo pesado que obtienen 73 mil barriles de gasolina y nafta. Gas: con unas reservas probadas por 147 billones de pies cúbicos. Comerciaiización: último eslabón de la cadena productiva En esta etapa se establecen las fórmulas de precios que reflejan las variaciones del mercado para garantizar precios e ingresos justos para el pueblo venezolano. Guárico y Anzoategui. De esta h e depende el hallazgo de hidrocarburos (gaseosos y no gaseosos) en el subsuelo. La dieta de la refinería es variada. que sirven de fuente energética para el país. tiaccionamiento y recuperación de gases. para producir oleoñnas. gas combustible. Actualmente la planta procesa aproximadamente 15. aceite pesado. aceite decantado y coque.. Refinación: proceso que se encarga de la transformación de los hidrocarburos en productos derivados. El proceso se lleva a cabo en un convertidor que consta de c u m unidades básicas: sistema de precalentamiento. 43 mil barriles de gasoil y 73 mil barriles de residual e insumos que son requeridos para la mezcla de combustibles comercializados en el mercado interno y de exportación. entre los principales cmdos se muestran en la figura 1. Monagas.1 los siguientes: MACO WAX SANiABdPBd)b(41°W 'RElQmh ' PUERTO L. nafta catalitica. ubicadas en el norte y centro del estado Anmátegui. El Chaure y San Roque.(g . 12 mil barriles de kerosénjet. la refinería porteña cuenta con el Sistema de Suminisho de Oriente (SISOR). [14] . Bolivar. Venezuela es una de las potencias mundiales del sector de hidrocarburos gaseosos. el cual se ubica aguas arriba del negocio. reacción. Dieta y productos de la refinería Puerto La Cmz. Delta Arnacum. Para la distribución de combustibles al circuito de estaciones de seMcio de los estados Nueva Esparta. regeneración.000 barriles diarios (15 MBD) de gasóleos. con una capacidad nominal para procesar 200 MBD de cmdo en sus tres unidades de destilación. gasolina de alto octanaje y combustible diesel.1. esta planta abarca tres áreas operacionales: Puerto La C m . Capiiulo I. Sucre. Geográficamente. aceite liviano. A continuación detalles de los procesos que realiza PDVSA: Exploración y Producción: es el primer eslabón de la cadena. Inlroducción molecular (gasóleos) en gases olefinicos. 1. La conforman las instalaciones de Puerto La Cruz. gasolina de alto octanaje y combustible diesel. en esta planta se han presentado inconvenientes por presencia de partículas de catalizador dispersas en la misma. diseñada para convertir hidrocarburos de alto peso molecular (gasoleos) en gases olefinicos. es uno de los procesos fundamentales de producción. El objetivo principal de esta refinería es realizar procesos de separación fisica y transformación química que conviertan el cmdo en derivados utilizables para numerosas aplicaciones. tiene facilidades de acceso desde el mar Caribe y está conectada por oleoductos con los campos de producción de Oriente. El Chaure y San Roque (a 40 km de Anaco.1 3 Ubicación de la refineria Puerto La Cruz La refinería Puerto la C w está ubicada en la costa nor-onental del país. al este de la ciudad de Puerto La Cruz en el estado Anwátegui. que .4 Planteamiento del problema La planta de craqueo catalitico Buidizado (FCC). vecina a la población de Santa Ana) estado Anwátegui. de la refinería Puerto La C w . pmveniente de fugas o liberación inadecuada. ap e~~uarajsuen ap sauo13eiado se1 renpha e i w a d anb orpwsa un m i p a l ap pp1sa3au el e resni uep anb s e s ~ a r d'muwipd 01-p la emceq reqauad uapand saqauiy31ui 5 e iouaui wauz?!p ucn ohlod ap seln3tpd anb ed 'oátsau ap iqxj M eiapisum as ~opezipe:. i o p e z 1 p 3ap o h l d ap sauo!spa iod m ~ w seaq p cel r e u w a i a a -z .iopez!pw:. ap e!3uaia~sue4ap sauo~miadose1 ua sopei3nl~u!saua!uz!pa3md d sosamd 'sod~nbasol re3ypuapI . 13 .3 p a n a %o ~ g ? q o'1-9'1 'pnps d leisaualq 'ppuni3as ap sauor~ipuo3 . . d o-qeii ap aiua!qw la aiqos iopez!pe:. se1 remasaid ue. ap e13uaia~sinqap s a u o ~ m a d ose\ lenp.muaqw wl ua p a u i ia!nbpn~ o oA!ueai 'oi3npaid 'anbcn ap uo1~31peiod ~ 3 p ! n buo~~~soduzcn ns ua sorqure:. uaun3o osawid asa aiue!pauz anhrod 'uo!meai ua o p e w eq o o p l s e a wuamua as i o p e z i p e .quan3ag A eparrp uo!xaucn ns id 'uo13e8qsa~u1ap p d 1 3 ~ d 0305 un ua alravum sol 'so~lodap eiaesa e oduiaq ma!3 sqsandxa sopealduia sol ap epuaueuuad EI anb sa m p a r aramb as anb q .I soag!aadsa s o ~ g a l q o'zy-1 (33do p q p m e cng!lefe3 cenbei3 ap eiueld sun ua sapioqel sauo13tpucn ñ okq84 ap aluatqure la aiqos iopez~lefe:.lisuo3 anb masandaid ' s o p p a p puouad ñ seuuz se1 a i u e p u i reumuqap smd ' s a p o q e ~sauogtpuo:.id saiope@qei$ SO[ ap pnps e[ e saAal s o p p ap aiuay eun eiapisucn as se~nri!nbñ se3isy sappaIdoid sns iod o3sag o p i s a ns ua 'a3unrnpq opeurell ~ u e l ed( ua opealduza ioppzipp:. 'sem seuaq 'o!sa&ui ap soppto 'o13p3 ap sop~xo'o!u!uznp ap s o p ~ o'a3!l!s ap uo131scdu103 ns e op!qap 'sauoi3wua3ucn sepnbad ua oimlucn o u o ! ~ a u a dap e y ia~nbpn:. ~ [a opuen:. . la (mi) s a q a u z q 3 p oz 8 O ap s e u i ~ u ye p t p d ap opurei un iaasod iod . ap seuuz srrl opualnl3u1 aiua!qure [a ua i o p r q e i m ap s o ~ l o dap erajsouoe eun eiaua8 q33npoqrcz -1qqfda=) :@ . O A I ~ O Uatuaureip opua~s'u!lom ñ s a i o p j ap soisanduio:. .oreqEl1 . .ap e!ouarajsueq ap e a q [a ua alqmtdsai d ~ 0 mlod 1 ' 3 3 eiue~d ~ el ua iopm!pm3 ap sauo13e4ua3um se[ i~papq p . (mMuop!scdxa ap eimaraja~ap s o j ~ m asalaa!N l sol ap aituap salqqda3e e13uaiajai ap saiopa aseq 'iop-pw3 ap soalod e saropefeqeu sol ap uo131soáxa el olñ sauo!s!rua se1 ap uo133npaiel ered se-asu laiiuoj ap s e p ~ p u se[ i iauodoq 9 .. CO. realizó el "Diseño de un sistema móvil de extracción de polvo generado durante el proceso de aren&. a diferencia que Suárez trabajo con un proceso de arenado. A. NOX y E. S. [3]. a diferencia que en el presente estudio se evalúan w n la finalidad de detectar y disminuir las Mallas en el sistema de craqueo catalitiw o relacionado a él. a diferencia del presente estudio que tratas de partículas sólidas. el presente pmyecto trata de polvos de catalizador que posee caracterisiicas químicas más nocivas. 1. desarrolló un proyecto para la reducción de emisiones de gases (BTEX) que se producen durante el endulzamiento de gas natural y determinaron las concentraciones de los contaminantes a través del simulador HYSYS. Diaz. estableció un sistema para la disminución de niveles de contaminación por emisiones atmosféricas. Antecedentes del proyeciu En 1980. En 2003 Garcia. Paredes [l] realizó la "Evaluación de los efectos que causan las partículas de polvo a los trabajadores en mnas adyacentes a minas de caolúi". .2.1. tamaño de partícula y los efectos nocivos de polvos a la salud. y en él se mencionan los efectos de las partículas de catalizador pulverizado y w n el informe de Paredes se puede hacer una similitud de la sintomatologia. A diferencia del estudio realizado por Paredes que está referido a polvos minerales de caolín. pero a través de balance de masas y no por gravimetria como en la presente tesis. presentes en hornos de fundición. presentó un trabajo para la reducción de las emisiones de compuestos orgánicos volátiles (COVs). pem en comparación se determinó las concentraciones del los contaminantes. mieniras que Diaz lo realizó w n base en la producción del sistema a nivel de la conversión En 2008 Suárez. y en semejanza al presente estudio se realizaron propuestas de equipos para disminuir las emisiones. Diaz realizó un análisis detallado del sistema de conversión cataiítica. [2] presentó su tesis de grado "Evaluación del sistema de regeneración catalitica tluidizad~con respecto a la conversión obtenida". En 2007 Buonañina. [5]. donde se determinó la conceníración de partículas sólidas al igual que en la presente tesis y gases contaminantes de SOz. relacionándose en la caracterización de los polvos de acuerdo con su tamaño y como puede afectar este aspecto la salud de los empleados. En 2001. En 2001 Lara. Este trabaJo siMÓ de guia para el presente informe en el análisis de mecanismos de recolección de polvo. P. [6]. lo que lo asemeja al informe realizado actualmente. que mweja diámetro de partículas mayor que el catalizador empleado en el proceso de craquen caíaiitiw en el actual proyecto. B. En éste se detallan los tipos de polvos. [4]. etc. son fibras. asbestosis. m Irritación respiratoria: bronquitis. lino o cáñamo. Efectos nocivos del polvo: efectos respiratorios Neumoconiosis: silicosis. Cáncer pulmonar: polvo conteniendo arsénico.Copíhrio 11. el resultado de la desintegración mecánica de la materia y se pueden redispersar a partir de la fiacción sedimentada. etc Cáncer nasal: polvo de madera y polvo de cuero en industrias de calzado. cuando éstas son más largas que anchas.001mm). enfisema pulmonar. neumonitis. níquel. aluminosis.Mayor a 50 micras. No pueden inhalme - 10-50 micras. amianto. [8] 2 3 3 . Marco tecirico 2 3 Polvo Es la dispersión de partículas sólidas en el ambiente. capaces de causar daño cuando se depositan en la región de intercambio gacmso de los pulmones. t71 23. Penetran hasta el alvéolo pulmonar. Efectos generales: Intoxicación: el manganeso. etc. virus o bacteria [8] m m 23. o másica. Dificultad respiratoria [8] . Alergia: asma profesional y alveolitis alérgica extrínseca m Bisinosis: enfermedad pulmonar por polvos de algodón. permanecen más tiempo en el aire y penetran a los lugares más profundos de los bronquios. El polvo está compuesto por particulas mayores de 1 pn (pn =1 micra = 0. sidemsis. mediante un c h o m de aire. Lesiones de piel: irritación cutánea y dermamsis. Polvo respimble o inhalable: partículas sólidas suspendidas en el aire. cromatos. Retención en nariz y garganta Menor a 5 micras. El polvo es.2 Tamaiío de las pa~'cuias Las partículas más pequeñas son más peligrosas.4. beriliosis. generalmente.1 Tipos de poko P o l w total (ahnosferico o ambienrol): partículas de materiales sólidos suspendidas en el aire capaces de depositarse en cualquier parte del tracto respiratorio. = Infección respiratoria: polvos conteniendo hongos. Conjuntivitis: contacm con ciertos polvos. El tamaño de las partículas y la capacidad de penetración pulmonar es el siguiente: . plomo o cadmio pueden pasar a sangre una vez inhalados como partículas. [7:1 23. la retención propiamente dicha. La retención de las partículas del contaminante se produce por fenómenos de tamizado. inercia. plata. Hay tres tipos: soluciones absorbentes.[7] Fiitro: el tamaño de filtro normalmente empleado en la captación de muestras personales es PVC. sobre un soporte material o membrana porosa. La fijación y concentración de los contaminantes sobre soportes constituye la técnica mas ampliamente utilizada (muestra de campo). membranas o filtros sólidos adsorbentes. sobre la superficie. Deben poseer una elevada eficacia de retención y en su posterior análisis deben ser fácilmente recuperables. M a m o ieórico 2. El tipo de soporte debe ser concordante con el estado fisico.2.Capihrlo 11. La calidad de los soportes dependerá de la capacidad de recolección de muestras del orden de microgramos (cantidades pequeñas pueden quedar enmascaradas). . [7] P Toma de muestras por concentración &del coniommante sobre un sopoHe. denominado filtro. y la eliminación del depósito recolectado sobre la superficie para su posible recuperación o desecho.5. Métodos de determinación de cantidad de poivo respirable y total El método consiste en hacer pasar a través de un filtro un caudal de aire establecido. no es más que la toma de muestras por concentración del contaminante sobre un soporte. policarbonato. la transfomación química y10 fisica de las muestras de campo en el laboratorio posibilita la aplicación de las técnicas analiticas (análisis).6. 171 P Toma de muestms confiltros: El sistema de captación sobre filtros se basa en hacer pasar un volumen de aire a través de un filtro montado en un portañltro o cassette. fibra de vidno. gravedad y fueelectrostáticas. utilizando para ello un equipo portátil.2. naturaleza y comportamiento del contaminante a retener (muestras estables). así mismo debe ser compatible con la técnica analítica posterior. La concentración de partículas suspendidas en el ambiente de trabajo se calcula a partir del volumen de aire aspirado y la cantidad de polvo recolectado en el filtro. teflón. Mecanismos Dara la recolección de oolvo Las operaciones básica para la retención de polvo por medio de cualquier dispositivo son: la separación de las paríículac transportadas por la corriente gaseosa por deposición sobre una superficie de recolección. etc.). en ocasiones pueden ser combinados. y su tamaño de poro es aproximadamente de 37 mm de diámetro. [9] 2. su utilización es básicamente para sostener y evitar que se arrugue el filtro. m Impactndor en cascada: dispositivo para seleccionar por tamaño de partícula y aplicar correctamente los valores PSS-TLV's.5%). En la figura 2. puede estar constituido de dos o tres cuerpos o secciones. (71 P Accesorios o seiecforesde paaiculas m Cición: selector de partículas para el muestreo de fracción respirable. siendo opcional la elección. [7] P Equipos muestreadores de aire o bombas Los muestreadores p e ~ n a l e sde aspiración. en general de mayor utilidad es el de tres cuerpos. m Captador de padcuias respimbks: de aplicación en minas. dado que mejora la distribución del contaminante y evita colmataciones en el centro. En la figura 2. no es un soporte de ca~tación. Se caracterizan por: . son los instrumentos encargados de hacer pasar un determinado volumen de aire a través de los soportes de retención. deben ser independientes de la orientación. Consiste en un dispositivo cilindnco y alargado que posee una entrada de aire dispuesta tangencialmente en sentido transversal.1 se muestra un modelo de soporte para muestra de polvo. [7] FIC on (71 Poríafiltros o cassette: generalmente de poliestireno.2 se muestran modelos de bombas de alto caudal.Cavitulo 11. así se permite la sedimentación de las partículas más gruesas en el fondo y la fijación de las finas en el filtro superior. Deben poseer un sistema de control automático de flujo que permita regular instantáneamente las variaciones del caudal de aire aspirado producidas fundamentalmente por la saturación del soporte (precisión +/.Marco teórico m Soporte: generalmente de celulosa.Reducido tamaño (1 kg) -Deben poseer una autonomía de 8 horas . 1.Capihrlo II. se debe evaluar la velocidad de las partículas en su caída con respecto a la velocidad del gas.) para caudal alto. El diseño de estos equipos es muy sencillo. no pueden manejar materiales pegajosos. [7] FIGURA 2 2 Bombas de aspiración de alto caudal. en la longitud de la cámara.7. aunque sólo atrapan de manera efectiva a paríiculas de más de 50 F. Se usan usualmente como tratamiento previo a otros katamientos para eliminar la fracción más gruesa del material en suspensión. El gas residual entra en una cámara en la que diminuye su velocidad pudiendo sedimentar las partículas más gruesas y densas en una tolva de recoiección. permitiendo que el polvo se separe y sedimente por su peso. son equipos de un volumen considerable. Su elección vendrá marcada por el tipo de soporte y las necesidades del método analítico. y la baja eficiencia que presentan para partículas medianas y pequeñas.2. Cámarn de sedimentación por gmvedad: es el equipo de recolección más sencillo y antiguo que se conoce consta de una cámara en la que la velocidad del gas se reduce considerablemente. cámaras de sedimentación emplean la fuerza de la gravedad para 325 mallas ( 4 3 ~ ) Las separar las partículas más gruesas. Equipos de recolección de poivo 23.5 Umm) Para caudal bajo y (0. [7] 2. Marco teórico - Un caudal vanable entre 1 y 5 000 mililikos por minuto (0. la baja velocidad del gas no produce abrasión y muy pocas limitaciones en temperatura de operación y carga residual del efluente.5 U&.7. En contra. Las ventajas de estos equipos radican en los bajos costos de mantenimiento (no tienen partes móviles) y de operación (pérdidas de presión mínimas). entonces la partícula quedará atrapada En c m contrario la partícula será arrastrada por la corriente gaseosa Para el desarrollo del modelo se admiten las siguientes simplificaciones: . recorrer la altura hasta la tolva de recolección.0. es decir.5 . de manera que si las partículas tienen tiempo para sedimentar.4.02 . Son utilizados para la captura de partículas de diámetro mayor de 10 p n . Su aplicación industrial está limitada para la separación de p ~ ' c u l zcon tamaño superior a las . aJaisp uo!m~ua3uosel ' s e l n 3 p d se[ opua!uodap u e ~ as q 8 a s 'iopeiuauips [ap o8re1 01 E oiad 'uo133as eutsmi eun ua E ~ E Aou uo!3equa3uo~ el 'anb mausw ap 'o[nw p mln3ipuadiad u o ~ n a sepe3 ua q m p a d sa elnaui e 7 . el anb sa uo!mip!l n s 'pepaA~18 E[ S-A m1113 eiseq e p u ~o ~ ~ d ap a es 8 y g u a u o ~ m a l mo e u a y el 'aiuauipnuqeq sepez!lpn uogeiado ap sauo131pum se1 v o 8 y y u a 3 uo!mia[a3e el iod epiwusns .!S aqua uey3maaui ou se[n3ped ST? -ep!puadsnsai sa ose3 ua 'opuoj p eSal1 e l n 3 p d eun opusn3 .o!pu la asi!snpai p eiuaum m!3olaa el ap pt3uaZuei quauoduio:. [a anb opoui pi ap u013nqysrpar eun ayns pp1301a~ns '~01313[a ua e ~ a u a d se8 la opusn3 .C ~ T Z [O [ ] .uo!serqe iouau~eun e sopgauios ugsa ñ sopqnsai saio@ur n p ualans e!3iaq ap soll13uas saloperedas sol o uo13eiuaut1ps ap mq3 se1 'mis e saiouajui m l n 3 p d m d e k q ñnui sa u o ~ m ~ c nap a iei3uai3ga . . sa puo!mipefi uo!3eialam el anb ua uo~~inuautrpas ap ereuip eun 'auautp!3uasa 'sa u01313 13 'euiaqs aisa ewanui as E.ouaiu! opel la ua aiuapuam ñ outauca ope1 la ua aiuapua3sap p i ~ d s aeun lap e u a 3 a ñ w e( u01313 un ug .(sei3uai3ya . lap apuadap uo!miuautq~as ap e r e q 3 eun ap aua!ureuo!suaui!p la eiaueui q s a a a . saioñtlut se1 ?i!nSasum pn$íuo( i o k u t eun) m d a s soureianb anb eln3pred ap o p m i la ñ ei3uai3ga . p d se[ ap pep!m[aA el ap p 3 p r a ~auauoduim e? 'puuzgoq aiuauoduirn ns ua 'EUSBJIE anb selna!md se1 med ouicn se8 la eied oiuq 'eieutp el ap aund ~ainblemua [mi31sa pepimlaA g OqPdI OmVH TI q ~do3 Q . la iod se8 lap usadas as s e l n 3 p d se[ anb sol ua e13iaui ap s a r o p d a s ap ase13 eun uos :anboqa ap o apmim! ap saiopsiudw 'TL-TZ [o 11 'se-nbad s e p ~ g m du03 ei3ua1sga el mio[am emd sapunuimsap sapni18uol q s n as ou ' s e s a d qui seln3ymd se1 ap uo!muy![a el ñ se8 lap a u a ~ m q u ala emd aua~ureiesaidun 0 ~ 0 sopesn 3 uoc a i u a u i p u u o ~.pd ap u013eiedas el emd o p e q q n sa m q g ap euiaps u n a s o a s ~ 8s u a ~ o el 3 ap euoi3ahn el ua sepe3o[m semduieui o soiuauiala soun aiqoc anboq:. el ap ñ ( s l p 1'0 6 E aqua aquamua as pep!mlaA el anb ered uo133asioñtlm ppm3 qui e) se8 ap ppne:.3eun e a i u a u i p 1 3 u a 8w ~ ~u a d o ~ l o dap ope8res se8 la pn3 la ua 'opeaiduia uo!malmai ap od!nba [a sa :soamgna o oqa!a ap gcopwudas . se8 [a anb la w ' a ~ q i o aalqop un apuaiduicn elnqip .saqaS ap Aal el iod epgai ñ pepam8 el iod epe30~oidp m a i pepi3oIaA el iod epeupuaiap aua! s e p . . .Z mnSg el u 3 -oiuanueuamuip ap euor eun e re8a[[ eiseq opmpqsai 'ioperedas (ap iouaula p a ~ 81 ~ de ~ m ammldsap q E uapuaq o ~ [ o d ap m p x p d m[ %!3iam el ap p w p ug 'puua3 mnuaqe eun saaeu e a p s ñ saund sem o oun ua ' e ~ ! uo ~e3quq13 murq. . .sepauinq se[ns.-epwua ap se8 [ap orpawaid pep!goIaA ap iouadns s a 3 a ~SEFA i o p un ~ rezw3p apand u01313 un ap asuap pi!dsa pep13ola~e? . [lo] 22. Cuando el polvo está compuesto de partículas finas.4. con una unidad multitubular de diámetro inferior. en serie. En una unidad típica el extractor o ventilador y recolector de polvo se combinan como una única entidad. que incluyen pariículas inferiores a 10 o 15 p. Se puede utilizar un ciclón grande con baja velocidad para la eliminación de las partículas gruesas. Cuando el polvo es relativamente uniforme y la eficiencia del ciclón de la segunda etapa no es inferior a la de la primera d. Cuando la operación por etapas es critica Se pueden utilizar además como apoyo ciclones con segunda o incluso tercera etapa [lo] a Salida de gas ..75. pero esíá muy floculado o tiende a flocularse en un equipo. acoplado. o en el interior de los ciclones c. mienhas que el gas limpio va a la salida.así como partículas de mayor tamaño y posiblemente abrasivas. Separador de ciclón gas-sólido: a) vista lateral. anterior o posterior. b. b) vista superior [lo] 22. Separadores mecánicos centrifugos: se basan en un campo centrífugo que se crea por medio de un elemento rotatorio.7. Marco teo'rico El uso de los ciclones en serie esti justificado en determinadas circunstancias: Cuando el polvo presenta una amplia distribución de diámetros. Entrada d e gas y sólido Salida d e sólidos (a) FIGURA 23. Las aspas tienen una forma especial para que dirijan el polvo separado hacia una ranura anular que desemboca en la tolva de recolección.Capitulo II. Lavador de paitícuias: constituye un tipo de dispositivo en el que un líquido (habitualmente agua) se utiliza para provocar el arrastre y la retención de polvos o nieblas. . pero no son los más eficientes. superior e inferior. b. Lavadores venturi: es uno de los más utilizados por su flexibilidad en el diseño y sencillez. salvo para partículas muy grandes de polvo. El choque sobre estas placas o tabiques no es el mecanismo controlante de recolección de las partículas. el contacto gas-liquido se realiza por medio de unas palas que permiten el . que luego se recircula. Lavador de relleno: este tipo de depurador es usado para la adsorción de gas y también se puede emplear para la recolección de polvos. La corriente de gas fluye a alta velocidad a través de esa zona de contacto. con descarga hacia el interior. Los rellenos utilizados en los lavadores son demasiado grandes para servir como cuerpos recolectores. en la que se atomiza el liquido. El movimiento del relleno trata de minimizar su ensuciamiento y el taponamiento del lecho. Los rellenos de esferas suelen ser demasiado grandes para servir como núcleos para la deposición de partículas h a s de polvo. los rellenos sirven básicamente para crear un flujo turbulento que ayuda a la retención de las partículas de polvo sobre las gotas. En los diseños actuales se utiliza por lo general el flujo vertical descendente de gas a través de la unidad de contacto e incorpora tres secciones: la primera es una zona de acceco hiuneda o sección de entrada de pared mojada para evitar la acumulación de polvo en la sección de paso húmeda-seca. Lavadores de lecho móvil: se construyen con uno o más lechos de esferas de baja densidad que se pueden mover libremente entre las rejillas de retención. los principales cuerpos de recolección son las gotas de liquido producidas por el paso del gas que fluye a través de las perforaciones y alrededor de las placas. En la recolección de partículas h a s . Los flujos de gas y liquido son en contracomente y los rellenos esféricos se fluidizan mediante el gas ascendente. el liquido se dispersa en la corriente de gas en forma de "spray" y las gotitas constituyen el núcleo recolector de las partículas de polw. Marco teórico En los lavadores de partículas. [I 11. para reducir o evitar el desgaste provocado por la ficción de las partículas. Depurador de rocío autoinducido: constituye una categoría especial de lavadores de gas en el que un tubo o ducto de alguna u otra forma configura la zona de contacto gasliquido. desde la sección del separador de arrastre en vez de recircularse por medio de una bomba c. pero están limitados por el posible taponamiento producido por los depósitos de sólidos insolubles. [I 11. la segunda consiste en una garganta o estrechamiento del venturi que permite el ajuste de la caída de presión y la tercera un codo inundado situado aguas abajo del ventun y antes de la zona del separador del arrastre. por gravedad. Torre de platos: es un lavador con un liquido pulverizado en coniracomente al gas a depurar en el que se utiliza uno o más platos para el contacto gas-liquido. Lavador tipo ciclón: los recipientes son de forma de ciclón permitiendo una separación del arrastre. De acuerdo a las necesidades existen varios tipos de lavadores: a. d. f. e. Poseen inyectores dispuestos en las paredes del ciclón.Capítulo II. pero la potencia equivalente se debe suministrar w n una bomba que proporcione agua a la tobera de expulsión. dependiendo de las caracteristicas del polvo. difusión y gravedad. Estos dispositivos son filtros de superficie. [1 11. [l 11. En la figura 2. intercepción de la línea de flujo. Posee una elevada eficiencia para un amplio intervalo de diámetros de particulas. Filtros de kcho granular: se pueden clasificar como filtros profundos. Lavadores mecánicos: incluyen aquellos dispositivos en los que un rotor accionado por un motor provoca una fina pulverización y el contacto del gas y del liquido. [l 11. [1 11. La principal limitación la impone el limite de temperatura de las telas disponibles.2. 2.7. Marco tebrico giro y. en forma de caída de presión. [1 11. g.Capilulo Zi.7. excepto durante el ciclo de limpieza de la tela. 2. La mayor parte de la energía para el movimienio del gas. pero si están presentes partículas sólidas. Si únicamente se va a recolectar nieblas. Fütros de tela o filtros de manga: son sistemas para recole~iónen los que el polvo es retirado de la wmente de gas al pasarlo a través de un tejido de cualquier tipo. No se requiere soplante. la penetración suele ser extremadamente baja. Filtros de aire: los filtros de aire incluyen una variedad de dispositivos de filtración diseñados para la recolección de partículas w n concentraciones muy bajas. deberían utilizarse fibras pequeñas. [l 1 1. Los gránulos en si representan núcleos para la deposición de partículas por inercia.8. Las paletas de giro tienen la misma función que las bandejas de unamrre de plams. Existen tres tipos de filtros de bolsas y dependen del método de limpieza utilizado: . la energía la suministra la comente de gas.2. del filtro y las condiciones de operación. la atomización del liquido y la depuración del gas se obtiene w n aire comprimido o vapor.4 se muestran un filtro de bolsa Durante el periodo inicial. el wnsumo moderado de potencia de un precipitador electrostátiw. el uso de los lechos de fibras está limitado debido a la tendencia de los lechos a colmatarse. por el otro. la alta eficiencia para la retención de partículas finas y. porque las partículas de polvos se depositan en el interior de los gránulos del lecho. Lavadores potenciados eléctricamente: el objetivo es combinar en un lavador.6. Una vez que la capa de polvo se ha formado totalmente.2. Lavadores w n lecho de fibras: en tales unidades tiene lugar tan@ el lavado.7.7. intercepción de la línea de flujo. 2. probablemente es el tamizado o cribado el mecanismo fundamental de eliminación. por un lado. la retención de las partículas se realiza mediante los mecanismos de deposición por inercia. gravedad y atracción electrostática. i. como la filtración. j. h. Lavadores con eyectores tipo venturi: en estos lavadores el chorro de agua procedente de una tobera de pulverización sirve tanto para depurar el gas como para proporcionar el tiro necesario para el movimiento del gas. porque el polvo se recolecta en una capa sobre la superficie del medio filtrante y la capa de polvo en si se convierte a su vez en un medio filtrante eficaz. difusión. Marco tebrico . En la tabla 2. colocada debajo de la placa de los tubos.2. El gas sucio fluye hacia arriba y hacia el interior de las bolsas del filtro. se encuentran conectados a un mecanismo de vibración. excepto que se elimina este último dispositivo. y el polvo se recolecta sobre la superficie interna de las bolsas. Después que se ha detenido el flujo de gas sucio.4. como resultado de la acumulación de polvo.15 Ca~üuloII.1 un resumen de los tipos de filtro. el flujo de gas se detiene y el vibrador actúa proporcionando a las bolsas un movimiento circular de vaivén. Fibrodemanga IWLIde tela FIGURA 2. a la placa de los tubos que separa la cámara inferior de entrada del gas a limpiar de la cámara superior del gas limpio. Cuando la caída de presión alcanza un límite superior seleccionado. se utiliza un ventilador para f o m r el paso de gas limpio a través de las bolsas desde el lado . de los que están suspendidas. Diseños de filtro de tela [12] . Los apoyos de las bolsas. en las abemiras.Limpieza por flujo inverso: son similares a los filtros con limpieza por vibración.Limpieza por vibración: los extremos inferiores abiertos de las bolsas están suietos. El polvo desprendido cae dentm de la tolva. las propiedades de los principales materiales con que son elaboradas las bolsas y en la tabla 2. 2. que induce a un flujo de gas limpio a entrar y a través de la tela hacia el lado sucio. M o m o teórico limpio. en la que la transferencia de masa ocurre entre la h e gas y una superficie activa similar a la de un líquido.Limpieza por pulso invertido: la bolsa que constituye el filtro forma una manga que se extiende sobre un enrejado de alambre. el control de la resistencia para la depuración de un gas es la difusión turbulenta extema. [l 11. plegado en caucho Mangas o bolsas Tejido 1 I Muy variable Ligeramente variahle 1 Richcamente rnn~tante l 2. Con buenos absorbentes en seco. Depuradores en seco: se basa m la separación. y el resultado es la separación del gas y de un pmducto similar a un sólido que puede ser eliminado o reutilizado. TABLA 2. Vibrador.79. discootinua continua concentraciooes cualquier concentraciooes bajas y m d i s altas concentración Requerimiento de Intermitente Continuo lim~ieza Inverso pulsante. . Este flujo de gas comprime o aplasta parcialmente las bolsas y desprende el polvo retenido. El enrejado sirve de apoyo a la tela en el lado de gas limpio y el polvo se recolecta sobre la parte exterior de la bolsa En la salida de gas limpio de la bolsa se l o c a l h una tobera venturi. aire Tipo de Limpieza Vibrador aire comprimido o inverso ventilador Múltiples compartimiento Configurac%ndel Un compartimiento con válvulas en la Un compartimiento depurador entrada o la salida Configuración del medio filtrante Tipo de tela 1 Caudalde aire Mangas o bolsas 1 1 Mangas o bolsas. que cae a la tolva de recolección. Durante la limpieza se hace pasar un chorro de aire a alta velocidad a través de un inyector hacia el interior de la bolsa. la cual también depende de la energía disipada por los mecanismos viscosos y de inercia [l O] .1.16 Canitulo II. Resumen de los filtros y sus características [12] Opcracióo Opcracióo Opcracióo discootinua. Son muy usados para gases de incineradores integrando un sistema de secado mediante pulverización de soluciones de cal. mediana en base fuerte Muy buena Poco efecto aun en concentración alta POWefecto Mediana a buena Fiberglas Mediana a buena Mediana a buena Mediana Filtron Buena a excelente Buena Muy buena Nextel Muy buena Buena Buena Nomex Mediana Excelente a temperatura baja Excelente Nylon Mediana Excelente Excelente Buena a excelente en &idos minerales Mediana a buena en bases débiles Buena P84 Buena Buena Buena Polipropileno Excelente Excelente Excelente Ryton Excelente Excelente Buena Teilón Inerte exeepto al fluoro Inerte excepto al m f l u o m . doro y metala alcalinos Mediana Lana Muy buena Deficiente Mediana Fibra de vidrio buena en concentraciones moderadas Buena en wncentraciones moderadas Mediana TeQ Temperaiura CC) Resistencia al acido - Algodón Creslan Dacron Flex - .C i l u IL h Marco teórico --~ r------ TABLA 2. S disuelve parcialmente en H2S0.2. I'ropiedades de los prmcipales materiales de tela para filtros de bolsa [12] Resistencm a ias bases Abrasan Deficiente Muy buena Muy buena Buena en ácidos minerales Buena en base débil Buena a muy buena Buena en la mayoria & los ácidos mmerales. concentrado Buena en base débil. siendo especialmente útiles para la recolección de material con gran resistiridad. Existen varios tipos de precipitadores: -Precipitador de placa-alambre. En el cálculo de la resistividad del material influyen muchos factores como: naturaleza del gas y del material recolectado. IlOl. la ionización del gas y la recolección de las partículas. lo que también disminuye la eficiencia.7. El precipitador electrostático es un dispositivo utilizado para la descontaminacion del aire que utiliza las fiierzas eléctricas para la remoción de la fiacción sólida de un efluente. Normalmente son lavados con agua.10. Las partículas deben ser eliminadas de las placas y recolectadas en una tolva. . por lo que hay que incorporar electrodos adicionales a la entrada de las placas que generen las coronas. Las placas son el electrodo colector. etc. Los precipitadores tubulares tienen forma de tubo. Las coronas no pueden formarse entre placas planas. Figura 2.7.11. Esto incrementa el campo eléctrico promedio usado para recolectar particulas y proporciona una mayor área superficial. y a su vez pueden ser muy altas.22. Los precipitadores de placas planas son menos susceptibles a la formación de corona invertida. si la resistividad es muy baja. tras la carga. Los mecanismos de funcionamiento de la precipitación eléctrica son. adquieren una carga y se desplazan bajo la acción del campo. humedad. Precipitadores eléctricos (electrostáticos): cuando las particulas suspendidas en un gas se exponen a gas ionizado dentro de un campo electrostático. son menos propensos a la formación de chispas. Esta disposición permite muchas h e a s de flujo operando en paralelo. las partículas siguen las líneas de campo pmducidas por el alto voltaje hasta la superficie del electrodo colector. otubos en paralelo con forma de panal. lo que permite a este tipo de precipitador tratar grandes volúmenes de flujo. las partículas se mantienen en la placa muy disgregadas. con el ekctrodo de alto voltaje en forma de alambres.5 -Precipitador tubular. su movimiento está relacionado con el proceso mismo. temperatura. se sustituyen los alambres por placas planas para los electrodos de alto voltaje. evitando que se reencaucen en la comente gaseosa. En este tipo de precipitadores electrostáticos. Las particulas se cargan mediante el choque con iones gaseosos creados por la ionización del aire creado entre los electrodos. caracteristicas de la superficie recolectora. M a m o tebrico 22. ya que altas residvidades pmvocan la situación de corona invertida (se inyectan iones de polaridad contraria que disminuyen la eficiencia de recolección). [13] . que deben ser golpeteadas periódicamente para desprender el material recolectado. -Precipitador de placas planas. dirigiendo las particulas hacia las placas del colector. por lo que son más utilizados con particulados húmedos o pegajosos. para minimizar la formación de ozono. lo que provoca fenómenos de resuspensión. Consta de placas paralelas y alambres entre las placas. de menor tamaño.18 Capilulo 11. Hay que tener en cuenta la resistividad del material recolectado. por lo que suelen ser de polaridad positiva. Campanas de exhccióa: es un sistema de recolección de gases o aire contaminado dado que los contaminantes carecen de inercia. Además. pero con la diferencia de que no puede lograrse un cierre total de las paredes. 1131 - FIGURA2. .Encerramiento: para que la captación sea efectiva se necesita un buen encerramiento de la fuente de contaminación con el fin de proporcionar volúmenes mínimos de aire a extraer y para evitar que haya escapes al ambiente de trabajo.5. Modelo de pecipitador de placas [12] .Capíhilo Ii. generalmenbe poseen las paredes laterales y traseras y carecen de la frontal. . .Sistema de ranura para tanques abiertos: cuando se requiere una velocidad uniforme del aire en una superíicie en una superficie relativamente grande. Marco teórico Tipos de captación: . Cabinas: es un sistema de protección idéntico al de encerramiento.Campana de captura lateral: para evitar que los trabajadores estén expuestos a un contaminante o cuando el espacio o el proceso lo exijan.Campanas extemas: van colocadas externamente a la fuente emisora Se utilizan cuando no es posible encerrar el proceso. . . . . . . . . Estimación del nivel de riesgo de exposición a polvos de catalizador en las instalaciones y puestos de trabajo en FCC Este objetivo se realizó a través de una encuesta estructurada mostrada en el punto 3. [16] Categoría de exposición Contacto con el catalizador y zona de transferencia I Ninguri contacto (A) O I 1 2 I 3 4 Contacto poco frecuente a bajas concentraciones (B) Contacto poco frecuente a bajas concentraciones o 1 concentraciones (C) -.C) Contacto frecuente a bajas concentraciones o contacto poco concentraciones o niveles altos. el correcto desarrollo y manejo de las actividades de cada empleado de acuerdo con su función. frecuente a 3 3 . porque pueden representa un factor de riesgo. que viene dado por el tiempo de contacto con el catalizador y áreas de transferencia.1 Categoría de exposición de acuerdo a los niveles de contacto con el catalizador.1 Es importante resaltar que se realizó de forma directa a través de la observación continua.2 a los empleados de la planta A continuación se muestran los pasos para estimación de riesgos a través de las distintas categorías basada en los resultados de la encuesta: 33. TABLA 3. E) Contacto frecuente a concentraciones o niveles muy altos. A continuación se muestran los tipos de categorías que se emplearon para este estudio en la tabla 3. D) Contacto frecuente a concentraciones o niveles altos. basado en el manual de higiene ocupacional HO-H-02: Guía para la identificación de peligros.1 Estimación d e la intensidad de exposición La intensidad de exposición. evaluación y control de riesgos [16]. Contacto frecuente a niveles altos de concentración7 @) l Contacto frecuente a concentraciones muy altas(E) . se refleja de acuerdo con el cargo y las actividades desarrolladas por cada empleado. no es tomado en cuenta para el estudio debido a que éste desarrolla su jornada en una cabina cerrada y no está en contacto con la zona de transferencia de catalizador. debido a que su función es monitorear el proceso a través de una pantalla El técnico. De los cinco trabajadores por tumo. de las actividades desarrolladas por cada empleado dentro de su turno de trabajo en la planta FCC y datos arrojados en la encuesta.Capüulo III. serán tomados en cuenta cuatro por turno. la distribución de los trabajadores es de la siguiente manera: 26 trabajadores en total. es el encargado de realizar recomdos en toda la planta y en especial las operaciones de transferencia de catalizador. se determina el nivel de exposición de los trabajadores de acuerdo con su cargo. Este paso para la determinación de riesgos. cinco operadores de primera. cumple la función de supervisar la planta y las labores de todos los operadores.2 Nivel de exposición con respecto al cargo que desempeñan los empleados en FCC A través de la observación directa y continua. O El operador de primera. aunque no se descarta la posibilidad. cinco operadores de tercera. El operador de segunda. durante 8 semanas. El operador de tercera. siendo excluido el consolista debido a que la función que desarrolla y la ubicación de la caseta lo aleja de tener un nivel de exposición y por tanto un nivel de riesgo. de los cuales uno es para cubrir la falta de cualquier empleado (es opcional no siempre está en la planta) y los 20 restantes siempre son trabajadores activos en sus turnos distribuidos por cargo de la siguiente forma: cinco consolistas. que se encuentra en una zona muy cercana al sistema de transferencia de catalizador. se basa en la jornada laboral que desempeña la planta y los empleados de acuerdo con su ocupación. La planta tiene una operatividad de 24 horas al día durante todo el año (proceso continuo). se encarga de asistir las labores de los demás operadores y el sistema de bombas. 3 3 3 Estimación de la severidad del efecto sobre la salud del catalizador en la planta FCC De acuerdo con el manual de higiene ocupacional H-OH-02 se muestran a continuación las distintas categonas de exposición En la tabla 3. Son cinco trabajadores por turno cada uno con un rol diferente que a continuación se expone: El consolista.32que servirá para clasificar a los . cinw técnicos. realiza recomdos por toda la planta supervisando cada zona monitoreando y asistiendo el trabajo de los operadores de segunda y tercera. Desarrollo del proyecto -- - 33. cinco operadores de segunda. reversibles (C) 2 I Efectos irreversibles a la salud (D) 3 4 en= a la vida daños o enfermedades incapacitante (E) 33.-+ Capiiulo IIZ. Desarrollo del proyecto - 7 empleados en planta y el nivel de los efectos sobre la salud que puede alcanzar. estas categorías serán determinadas mediante los aspectos tratados en la encuesta 1 TABLA 3. se muestra en la figura 3.4 Nivel de riesgo Por último el nivel de riesgo se logra a través de la intercepción de la categoría predominante en los niveles de exposición al agente con respecto a la categoría de efectos sobre la salud que predomina. EXPOSICION AL AGENTE FIGURA 3 3 Nivel de riesgo [16] . como lo indica el manual de higiene ocupacional de PDVSA Refinería de Puerto La Cruz [16].2 Categoría de exposición de acuerdo a los efectos sobre la salud [16] sobre la sñlitd Categoría de exposición Efectos reversibles de poco lnteres (A) O Efectos reveeibles a la salud (B) 1 I Efectos severos a la salud.3. el rnuestreo se divide en dos etapas de 2 horas por turno. el turno diurno y el turno mixto.4 Medición de las concentraciones de polvo total y respirable en el área de transferencia de catalizador en la planta FCC.:. de los tres turnos se tomaron en cuenta dos. para obtener una muestra representativa se tomó más de un 50% de los turnos. [17] Tolva Caxta de operadores transferencia Tolva F-8 y F I reaccinn FIGURA 3. Para la determinación de las concentraciones de polvo total y respirable de catalizador en FCC se realizó el muestreo mediante las normas del Instituto Nacional de Seguridad e Higiene Ocupacional de los Estados Unidos de América NSHT 0500: Determinación de las concentraciones de polvo ambiental [17].5 a 10 miligramos por meb-o cúbico. con cobertura de cuatro horas de muestreo seleccionado en cada tumo.% Capítulo III. que según especificaciones de la norma NSHT O500 no debe exceder de un rango de 0. se tomó esta medida como previsión para no colapsar los filtros. Dentro de las cuatro horas fijadas en cada tumo. Estas nomas se muestran en el anexo 6 Distribución de tiempo de muestreo por turnos de trabajo La jornada laboral para cada trabajador es de ocho horas con turnos establecidos de la siguiente manera: Turno diurno: de 7:00 arn a 3:00 pm Tumo mixto: de 3:00 pm a 11:OO pm Turno nocturno: de 11:O0 pm a 7:00 arn J En el muestreo para polvos respirables. Ubicación de los puntos de muestreo ambiental dentro de la planta . es decir.4. Desamollo delproyecto -~ -- 3. 080 litros por minutos (Lfmin) (tomado de un rango de 1 a 2 litros). Valores establecidos por las norma Se realizó el montaje del cassette. que es la de mayor exposición visible a polvo de catalizador y otra dentro de la caseta de operadores. Desar~ollodel orovecto < Cantidad de vuntos de muestreo seleccionados Para el muestreo ambiental se seleccionaron dos zonas.6 se muestrael montaje del equipo.tlRt\ 3. el tiempo de muestreo establecido es 120 minutos para polvos totales. se retiro el tapón del orificio de salida del portafiltros e inmediatamente. una justo al lado de la tolva F-8 que abarca la zona de transferencia de catalizador. \lontajr del cassette para e1 muestreo personal y ambiental - 1/ I Se colocó la bomba de aspiración.. En la figura 3. Se une la bomba al muestreador con un tubo de plástico que se fija en el lugar de muestreo. . se acoplo al extremo libre del tubo flexible.5. para establecer comparación de las concentraciones w n respecto a las mnas de trabajo. La calibración se realizó para un caudal de 1. ya calibrada en el ambiente seleccionado.5. se vigiló periódicamente el correcto funcionamiento de la bomba. Se wlocó en el lugar seleccionado adyacente a la tolva F-8 y F-l. mostrado en la figura 3. que es una zona de poca exposición visible. Se retiró w n cuidado el muestreador y se tapó para ser etiquetado de forma clara con el numero que identificó la muestra tomada Se midió de nuevo el caudal de la bomba de aspiración una vez finalizada la toma de muestra. J FIC. Durante la captación. - Canitulo 111. (La muestra tomada puede no ser válida si los caudales medidos antes y después de tomar la muestra difieren en más del 5%). J Procedimiento para la toma de muestra Inicialmente los filtros fueron sometidos a 24 horas de secado para ser pesados. 1) donde: Qpi: caudal promedio inicial L/min . para polvos totales Antes y al final de la toma de muestra se realizaron tres lecturas de caudal de las cuales se obtuvo un valor promedio inicial y un valor promedio final. Desarrollo del proyecto Se sometieron los filtros a 24 horas de secado y se volmo a pesar cada uno Para cada tumo de muestreo se tomó un blanco en los distintos ambientes. [17] FIGURA 3. apreciación:O.6. de vidno Pyrex y secante de silica Sin válvula de vacío Balanza de presión eléctrica. dos blancos por turnos.-+ Capífulo ZIZ. d i h e t m : 37mm. Equipo de recolección de polvo total. puesto que. [8] Equipos y materiales empleados para el muestreo ambiental Equipos: Bomba de aspiración gravimétrica: Para muestra ambiental:.01cm3/min Desecador de filtros. d i h e t r o de poros: 5 pm Tubo flexible de polietileno de 6. rango: de 0.OOOIgr Materiales: Portañltros o cassettes de 2 cuerpos en Plástico transparente y diametro: 37mm Filtros de PVC GLA5000.4mm de diámetro interior y 1 m de longitud. [ 9 ] : J (Ec 3. J Procedimiento para la determinación del caudal real. Caiibrador de flujo de bombas de aspiración gravimétrica: apreciación:0. como se muestra a continuación.5-3 Itímin Cronómetro. los ambientes de estudio fueron dos. los resultados se observan en la tabla 3. Lji : Tercera lectura de caudal inicial en Llmin.3 para el primer.Capiíulo 111. [9]: (Ec 3. a continuación se muestra el cálculo realizado con la bomba 1.2) donde: Qr = caudal real en m'lmin Qpi =caudal promedio inicial en m3lmin Qpf = caudal promedio final en m3/min Cálculos realizados para el tumo diumo del primer día de muestreo para la bomba 3.3 m Qpi = 1. .085 Llmin De igual forma se realizaron los cálculos para el resto de los datos de los diferentes dias.3 para cada día. De forma análoga se realizaron los cálculos para el resto de los caudales reales. sirven de b a e para obtener el caudal real del estudio de polvos respirables diumo. Los caudales promedios finales. LZi: Segunda lectura de caudal inicial en Llmin. El cálculo del caudal promedio inicial. final y caudal real se realizó de la misma forma para el resto de los caudales fijados antes y después de cada muestreo. mediante la siguiente ecuación. segundo y tercer dia de muesh-eo. A continuación se realizó el cálculo para valor promedio inicial para el tumo diumo del primer día de muestreo con la bomba 3 para polvos totales tomados de la tabla 3. los resultados se muestran en la tabla 3. Desarrollo del proyecto & -~=i + Lii : Primera lectura de caudal inicial en Llmin. 082 1.078 1.081 1.079 1.080 1. 1 Tercer día de muestre0 \ Bomba 3 polvo total Tolva Bomba 3 polvo total Tolva inicial Diurno fmal Mixto micial Mixto final 1.079 1.079 1.082 1. nrovecfo -- S TABLA 33. DesamICo del .38 CatrítuIo 111.079 1.082 1.079 1.083 1.078 1.083 1.082 1.082 1. Valores de mediciones de caudales iniciales y finales para muestre0 ambiental -- No? CqUrpo turno Ubicación Lemrra 1 decaudal (m3lmin) Lectura2 decaudal (m3lmin) Lectura3 demuda1 (m3Imin) Caudal promedio (m31mm) ~~ Caudal res1 rn31min Primer día de muesireo Bomba 3 Bomba 4 polvo Total Bomba 3 polvo Bomba 4 Bomba 3 polvo Total Tolva Bomba 4 polvo Total Caseta Bomba 3 polvo Total .079 1.081 . para obtener un valor confiable a través del promedio de las pesadas con la siguiente ecuación.080Llmin x120 min.3) V= Q x t donde: V: es el volumen de aire aspirado.+- :-. para realizar la demostración: .080 Llmin t: tiempo empleado en el muestreo en (min).3 sustituyendo los valores de caudal y tiempo de muestro correspondientes V~=1. Capítulo 111.. en tiempo fijado es de 120 rnin.. Para polvos totales según la tomado de un rango de 1-2 Llmin tabla3.. Desarrollo del proyecto - J Determinación de las concentraciones Estas concentraciones es comparan con los valores limites establecidos por la norma COVENiN 2253 [19] (anexo A.4) donde: P: peso promedio del filtro en miligramos (mg) pl : primerapesadade filtro en mg p2 : segunda pesad del filtro en mg p3 : tercera pesada del filtro en mg Se tomaron los valores del filtro 3 inicialmente. Valores de caudal establecido para el muestreo v volumen calculado ( 'I'ipo de muestre0 1 Caudal (m3Imin) 1 Volumen (L) 1 Amhiental 1 1 080 1 171) 1 El volumen de polvos totales se calculó a través de la ecuación 3. 1 1 V=130L Para determinar la cantidad de muestra se pesaron los filtros al inicio v fuial de muestreo tres veces. [9]: (Ec 3.4 NSHT 0600 [17] es 1. no debe exceder de 3 mg/m5 para polvos ambientales y respirables Para el cálculo del volumen de aire aspirado. [9]: ( E c 3. TABLA 3. (a). se utiliza la ecuación siguiente.4.Polvos respirables VR y polvos totales VT Q: es el caudal de aire aspirado en litros por minutos (Llmin). en litros (L).7) que establece que las concentraciones de polvos permisibles en un ambiente laboral. --Y- Capitulo III.6 3 TABLA 35.7+12. Pesos iniciales y finales de los filtros empleados para el muestreo ambiental.6+12. Dmarrollo del proyecto - 7 P= 12. . 6 Pesos iniciales de los blancos empleados para el muestreo ambiental De forma análoga se realizaron los cálculos para el resto de los filtros y blancos. Después del muestreo se repiten los cálculos y los resultados se reflejan en las tablas 3. antes del muestreo se muestran en las tablas 3. 191: Cantidad de muestra = Pf-Pi Donde: Pi: peso promedio inicial de filtro en mg Pf: peso promedio final de filtro en mg Para el filtro 3 se realizó el siguiente cálculo: Cantidad de muestra= (12.7 -12.5) .5 y 3.5 y 3.6) mg Cantidad de muestra= 0.l mg ( E c 3.-- Capitulo III. Desarrollo del proyecto -- . TABLA 3.6 para los filtros y blancos respectivamente. donde se observan datos de las tres pesadas y los resultados de los promedios.6 respectivamente. Para la cantidad de muestra se empleó la ecuación siguiente. 6) donde: C : es la concentración de polvos en la muestra.)]x1. W2: es el peso del filtro después de muestrear.000mg/m3 v (Ec 3.6 ( Caseta 1 OO. Para el cálculo de las concentraciones se utiliza la ecuación siguiente.W. Desarrollo delproyecto - TABLA 3.5 se muestran los datos de los pesos promedios iniciales y finales y la cantidad de muestra para cada filtro. B1: es el peso del filtro usado como blanco de campo antes del muestreo.7.5. [l S]: C= [(W. en miligramos por metro cúbico (mg/m3. En las tablas 3.6 13.7. en mg.6 y 3. W1: es el peso del filtro antes de muestrear. que muestra los pesos iniciales y finales para todos los filtros y blancos empleados: . El cálculo de concentración para la muestra ambiental de filtro numero 3 se realizó mediante los datos de las tablas 3. B2: es el peso del filtro usado como blanco de campo después del muestreo. 3.)-(B. Pesos finales de los blancos empleados para el muestre0 ambiental 13.7. V: es el volumen de aire muestreado. el mismo cálculo se empleó para todos los filtros y blancos. .7 13.6 1 13. -R. mg. en mg. en litros (L).6 y 3. en miligramos (mg).?r" Copüulo III. los blancos se presentan en la tabla de anexos 3. +CiXt2 8h +C3xt3) (Ec 3. Sustituyendo los valores correspondientes de concentración y tiempo queda: . La exposición ponderada se calculó de acuerdo a la siguiente fónnula 1181: J E P ( ~ )= (C. La exposición ponderada de los trabajadores La exposición ponderada de los trabajadores. TABLA 3 8 .+ Capítulo III. que es de ocho (8) horas. Desarrollo del proyecto - De forma análoga se realizaron los cálculos para el resto de las concentraciones ambientales mostradas en la tabla 3. se refiere a la jornada de tiempo de trabajo desarrollada por los empleados. expresada en mg/m3 o ppm m: es el tiempo de la exposición a la concentración. Valores de las concentraciones de polvo obtenidas en el muestre0 ambiental. x 1 . Cn expresado en horas Ep(8): es la exposición ponderada para 8 horas@).7) donde: Cn: es la concentración ambiental o respirable constante durante un periodo determinado de tiempo.8. Pohlncidn establecida para el muesbeo Dentro de la población de estudio existen dos gnipos homogéneos. cada grupo está compuesto por dos empleados: .Técnico y operadores de primera: Realizan labores esporádicas dentro de la zona de transferencia y mayor tiempo en la caseta de operadores.28mg l m' x h Ep(8) = 8h 3 5 Determinación del personal que. para establecer una comparación con los limites de las concentraciones establecidas por la norma. [19].Operador de segunda y tercera. e s t i ocupacionalmen& expuesto. se divide en 8 horas para ponderar las concentraciones en ese tiempo Obteniendo: 92. Este objetivo fue fundamento en la determinación de las concentraciones de polvos inhalables.8 [18]. cuatro empleados. se seleccionaron dos. el mayor tiempo de la jornada laboral lo desarrollan en la planta en la zona de transferencia o muy cerca de ésta . De la población total. Anexo A. no debe exceder de 10 mg/m5para polvo inhalable.62mg/m3x 2h) 8h Luego se realiza la sumatoria de los resultados de las concentraciones con respecto al tiempo de muestreo. + 1.76mg/m3x 2h. un operador de segunda que se encuentra dentro del grupo de mayor exposición a la zona de transferencia de catalizador y un operador de primera que se encuentra en el grupo de los de menor exposición. El personal ocupacionalmente expuesto se determinó mediante La norma COVENIN 2253 que establece que las concentraciones de polvos permisibles en un ambiente laboral.53mg/m3x 2h + 4. como forma de establecer comparación de exposición de acuerdo a los grupos de trabajo que desarrollan actividades diferentes J .-? - Capítulo IIL Desarrollo del proyecto -- EH8) = (0. de acuerdo a la norma COVENIN 2253. Todo lo referente al muestreo para la determinación de las concentraciones se realizó mediante los parámetros de la norma del Instituto Nacional de Seguridad e Higiene Ocupacional de los Estados Unidos de América NSHT 0600: Determinación de las concentraciones de polvo inhalable. ya calibrada. Capítulo III. Durante la captación. de manera que el muestreador quede sujeto a la altura de la solapa en la "mna de respiración" del trabajador.01cm3/min Desecador de filtros. de vidrio Pyrex y secante de silica Sin válvula de vacío Balanza de presión eléctrica.6). diametro: 37mm. iniciándose la captación de la muestra. Se sometieron los filtros a 24 horas de secado y se volvió a pesar cada uno. Cronómetro. luego se conectó el dispositivo de acople al extremo libre del tubo flexible. éste se colocó en el dispositivo que permite su acople con el ciclón. se aseguró que el orificio de entrada del portafiltros coincidiera con el orificio de salida del ciclón. La calibración se realizb al caudal de 1. Para cada tumo de muestreo se tomó un blanco. Se retiraron los tapones de los orificios de entrada y salida del portafiltros e inmediatamente.5. (La muestra tomada puede no ser válida si los caudales medidos antes y después de tornar la muestra difieren en más del 5%). . diametro de poros: 5 pm Tubo flexible de polietileno de 6. se vigiló periódicamente el correcto funcionamiento de la bomba. [S81 J Equipos y materiales empleados para el muesheo personal Equipos: Bomba de aspiración gravimétrica: Para muestra personal: rango: 850-5000 cclmin Ciclón de Nylon con diámetro interior de 1Omm. Se retiró la tapa protectora del muestreador y se puso la bombaen funcionamiento. Desarrollo del proyecto Procedimiento para la toma de muesm Inicialmente los filtros fueron sometidos a 24 horas de secado para ser pesados. Se midió de nuevo el caudal de la bomba de aspiración una vez finalizada la toma de muestra. Se une la bomba al muestreador con un tubo de plástico que se fija al ames o a la vestimenta del trabajador de forma segura. Se comprobó la perfecta quietud del equipo. Se retiró con cuidado el muestreador y se tapó para ser etiquetada de forma clara con el número que identificó la muestra tomada.0001gr Materiales: Portañltros o cassettes de 2 cuerpos en Plástico transparente y diametro: 37mm Filtros de PVC GLA5000. mostrado en la figura 3..y. Calibrador de flujo de bombas de aspiración gravimética: rango: 2-61tlmin. Se colocó la bomba de aspiración. el tiempo de muestreo establecido es de 120 min tanto para polvos totales como para respirables. J . en el trabajador (en la parte posterior de la cintura asegurándola con un cinturón apropiado. apreciación: 0.700 litros por minuto &/min) valor establecido por la norma Se realizó el montaje del cassette. se demuestra en la figura 3. apreciación:0.4mm de diametro interior y 1 m de longitud. 6 Montaje del equipo para muestreo personal. donde se muestran los valores para los tres días de muestreo respectivamente. .3 sustituyendo los valores de caudal y tiempo de muestro correspondientes. De la misma forma para el cálculo de los pesos iniciales y finales que se muestran en la tabla 3. igual procedimiento se utilizb para el volumen calculado. se hizo de igual manera para el muestreo ambiental. los datos se muestran en la tabla 3.3.* w Capitulo III.9 El volumen de polvos respirables se calculó a través de la ecuación 3. también se reflejan en las tablas de anexos citada. final y real se realizó de la misma forma que para el muesireo ambiental.5. los datos y resultado del volumen obtenido se muestra en la tabla3. los resultados de los valores promedio. Desarrollo del proyecto FIGURA 3. [8] El cálculo para valor de caudal promedio inicial. Valores de caudal establecido vara el muestreo v volumen calculado Tipo de muesireo 1 Caudal (m3Imin) 1 \'olumen ( L ) 1 Determinación de las concentraciones El cálculo de las concentraciones de muestreo personal se realizó igual que para muestreo ambiental y los resultados se muestran en la tabla 3. Valores de las concentraciones de wlvo obtenidas en el muestreo versonal. el resultado se muestra a continuación J .9 1 13.9.10 J TABLA 3.94 Operador 2" La exposición ponderada de los trabajadores Este cálculo se realizó tomando los valores de la tabla 3.!$- Capitulo Ill.3 7 05 2.1 1. este valor se obtuvo de igual manera que para muestreo ambiental. 40 1 13.10. Desarrollo del proyecto - TABLA 3. es recomendable emplear un sistema que permita recuperar este material sin deteriorar sus condiciones fisicas. hasta valores de referencia aceptables dentro de los niveles técnicos de referencia de exposición OYTRE). es la tolva de retiro de catalizador gastado. es la tolva F-8A que posee válvulas desgastadas se propone el cambio de las válvulas en el sistema Zona 4. ya que se considera un material de desecho. es la chimenea a la salida del regenerador en el reactor.6. el catalizador de la tolva F-1 hasta el camión transportador mediante una manguera cuyo diámetro es mucho menor al orificio de entrada al camión. por el cual sale catalizador gastado y no es necesario recircular al sistema.3. lo que genera liberación de catalizador durante toda la transferencia. La zona 2. Proposición de las medidas de control necesarias para la reducción de las emisiones y10 la exposición de los trabajadores a polvos de catalizador. De acuerdo con las caractensticas que presenta las zonas críticas por perdidas de catalizador en el proceso de transferencia y material liberado en cada zona se proponen un equipo de recolección de polvos distinto para cada caso. Para la zona 1. que va desde la tolva F-8A hasta la tolva F-8. que es el sistema de transferencia de catalizador. La propuesta para mejor este sistema esta en función de la Manguera empleada de diámetro 15 centímetros (cm) o el onficio de entrada al camión con diámetro de 40cm. que libera catalizador fresco al ambiente. por lo cual el equipo propuesto es necesario que solo recoja el catalizador sin tener como prioridad conservar las caractensticas fisicas y químicas. La zona 3. También es de vital importancia para el mejoramiento del sistema de transferencia el cambio del sistema de vapor de agua para movilizar el catalizador. que se realiza con una frecuencia de cada dos días generalmente. . que se representan en la figura 4 1.1 Zonas donde hay presencia de emisiones visibles de polvos de c a t a i d o r en FCC. Determinación de las áreas afectadas por emisiones de catalizador En las zonas de transferencia de catalizador se ubicaron tres zonas afectadas por emisiones. que es una representación de la planta donde los puntos verdes son los puntos donde se visualuá emisiones FIGURA 4. CONCLUSIÓN Y RECOMENDACIONES 4.CAPITULO IV DISCUSION DE RESULTADOS. A continuación se detalla cada zona afectada por las emisiones de catalizador: .1. examinando directa y consecutivamente las operaciones de transferencia de catalizador. Este objetivo se desarrolló a través de una observación directa del campo de estudio. Zona 2 sistema de transferencia de catalizador h c o de la toba F-8A a la tolva F-8 También forma parte del sistema de almacenamiento. El catalizador fresco enviado al recolector es retirado a una rejilla de drenaje de la planta que se muestra en la figura 4. puesto que. de un tubo venturi. se puede visualizar en la figura 4. donde se recibe el catalizador fresco a la planta. concluriones *v recomendacio~s r ZOM 1: tolva de almacenamiento de catalizador F-8A. es la tolva F-8A. debido al mal estado de las vslvulas de compuerta que se encuentran en el trayecto de las tuberías.2). Además a la saiida del separador se encuentra una tubería de vapor de agua.4. esta tolva posee un sistema de limado con inyección de vapor de agua a travCs. que siwen de impulso a tnivés de inyección de aire. un separador o silenciador (denominado de esa forma en la planta) y un recolector.2. este sistema es ineficiente. el material se apelmaza Asi como las mangueras usadas en el llenado de la tolva F-8A se encuentran deterioradas.Cmaítuio I K DiscusiOn de resultados. como sistema amiliar en el traslado de catalizador de la tolvaF-8A hasta la tolva F-8. que tampoco es eficiente por la velocidad a la que entra el flujo de catalizador y vapor de agua. a través de separador se libera una gran cantidad de catalizador a la atmósfera (figura 4. esta tolva presenta problemas de fugas de catalizador durante las transferencia a la tolva F-8.3. para crear un vacío y pueda transferirse catalizador de la tolva F4A. dispuesta para recibir fresco a la planta Forma parte de sistema de almacenamiento. Estos detalles generan fugas de catalizador al ambiente. ya que debido a las características fisicas del catalizador (polvo) y las altas temperaturas en el ambiente. otro aspecto que influye es el uso de la tolva F8-A poco adecuada. donde es recibido el catalhdor de la tolva F-84 para luego ser administrado al regenerador en el convertidor con una frecuencia de cada dos días. . además de ser volW por sus condiciones fisicas. que está siendo afectada con desgaste del material por abrasión del flujo de vapor de agua con catalizador. aun teniendo un recolector usado para disminuir las emisiones. la tolva F-8. figura 4. 4 4. FiCUR. i u iUG i id tolva F-8 de FCC. determinado por el departamento de Procesos de la reñnenaPuertoLa C m . concIrsiones y recomendaciones Este sistema de transferencia de catalizador genera pérdidas a la empresa de 100 toneladas de catalizador anuales. imagen derecha vista superior del recolector . Discusidn a¿ resullrrdm.3. rxaiuiwuir U G ~~ i ~ ~ UG ~ i~iua i b.Capitulo IV. imagen izquierda emisiones de catalizador durante la transferencia. generando liberación de catalizador al ambiente. para luego ser retirado de la planta a trav& de camiones. al perder actividad es considerado desecho y almacenado en la tolva F-1. donde ocurre la reacción de craqueo catalítico. ocurre la regeneración de catalizador mediante la quema de coque depositado en los poros del mismo Unido al regenerador en el tope de la planta está la chimenea donde se libera directamente a la d s f e r a catalizador gastado y gases de combustión como resultado del proceso de regeneración. aproximadamente m8s de 1. empleando mangueras para trasvasar al camión que no son m. debido a que se emplea soplado de aire para fluidizar el catalizador. El catalizador gastado deshado que debe ser retirado de la planta proviene de1 sistema de regeneración. en la parte de generación casi al tope del reactor.6 A través de la chimenea se expulsa a la atmósfera. según el departamento de Procesos de la reñneria Puerto La Cruz . por poseer un diametro de 15 centímetro (cm ) menor al del oriñcio de entrada al camión que es de 40 cm de diámetro. para ser reuraao be la planta.5 toneIadas de catalizador de equilibrio mensuales. se reaik cada dos o tres días. se muestra lo dicho anteriormente.5. Zona 4: chimenea del convertidor Es el reactor.Zono 3: retiro de eataüzador gastado de la tolva F-1 Este sistema de retiro de catalizador gestado de la planta. FI\JUI\A9 2 umlon T ~ M I ~ C U )ae ~ camiuaaor gasmo. como se observa en la figura 4. en la figura 4. 2.1.7 La categoría dominante. se muestra a wntinuación en la figura 4. Resultados obtenidos de la entrevista realizada a los empleados de FCC De acuerdo a las categorías presentadas y los resultados de la encuesta.1 TABLA 4. Estimarión el nivel de riesgo &exposición a polvos de u W a d o r en FCC Para cumplir este objetivo se analizaron los resuitados de la encuesta realizada a los empleados que se muestran en la tabla 4.4. . que es la empleada en la determinación del nivel de riesgo con respecto al contacto con el catalizador. El nivel de exposición. determado en la entrevista realuada fue el nivel 3.ddb.7 ~ategoríasde exposicion en runcion ael contacto con polvos de catalizador en los trabajadores de FCC. Otra categoda unportante para la determinación del nivel de nesgo es el nivel de exposición con respecto a los efectos sobre la salud y los resultados arrojados se muestran el la figura 4. El resultado obtenido en mayor porcentaje es el nivel de exposición 2 con un 76% de respaldo de los empleados encuestados. sobre la sa-&psición 3 4 de los trabajadores en FCC.8 1 f Calrgdn 1.eq. ese nivel sugiere un efecto sobre la salud severo pero reversible. Discusión de resultcidos. . que implicaun contacto frecuente con el catalizador a concentraciones altas.Capitulo IV. conckrriones y recomendacwnes FIGUKA 4. [19] La guía de higiene ocupacional de PDVSA [20] determinó unas medidas para niveles alto de riesgo: "'Deben tomarse acciones en el menor tiempo posible. A d e h la Ley Orgánica de Prevención. conclusiones y recomendacwms ~~ Con los resultados obtenidos a través de la guía .Cnoiiulo IV.para la identificación de peligros. Nivel de riesgo al que están expuestos los trabajadores de FCC. m Recibir información teórica y práctica en la prevención de accidentes de trabajo y enfermedades ocupacionales. actividades de las condiciones en que esta se va a desarrollar. evaluación y control de riesgo HO-H-02 de PDVSA.9 Figura 49. Rehusarse a trabajar a interrumpir una tarea o actividad.Las medidas a tomar para cada nivel de riesgo se muestran en el anexo 9. wmo se demuestra en lagrañca de la figura 4. Se debe proceder a la brevedad a cuantificar el agente de peligro (en este caso el catali2ador). [21] . se debe establecer medidas de control e implantar programas de prevención y control para el nivel de riesgo en wnsideración".en su articulo 53 establece los derechos de los trabajadores en las empresas de: Ser informados al inicio de su. se realiza la intercepción de la categoría de exposición al cataiizador con el nivel de efecto ala salud obtenidos.Una vez conocido el nivel del agente. el nivel de riesgo obtenido fue alto. Condiciones y Medio Ambiente de Trabajo (LOPCYMAT). Ser reubicados de sus puestos de trabajo o a la adecuación de sus yareas por razones de salud rehabilitación o reinserción laboral Que se le realicen periódicamente exámenes de salud preventivos. cuando exista un peligro inminente que ponga en riesgo su vida Denunciar condiciones inseguras o insalubres de trabajo. Discusión de resultados. que superan lo establecido por la norma COVENIN 2253.92 mg/m3 tomada de 04:16 pm a 06:16pm. Medición de las concenhaciones de polvo total y respirable en el área de transferencia de catalizador en la piunts FCC Los valores de las concentraciones obtenidas fuemn comparadas con la concentración de 3 mg/m3 para polvo total establecidos por la norma COVENIN 2253: Concentraciones ambientales permisibles de sustancias químicas en lugares de trabajo e índices biológicos de exposición.38 mg/m3 tomada del filtro 22. pem no se contó con la cantidad de filtros suficientes y el tiempo de uso de los equipos era limitado. Durante el horario en el que se realiw cada muestreo se observó las actividades desarrolladas por los trabajadores.3 04:16pm 06:16pm 6. Se debió realizar un mayor númem de muestras. 22 27 35 42 Horn inicinl Hora f d concenbnciones de muesheo de muestreo (mglm3) 08:06am 10:06am 5.38 ' 02:32pm 04:32pm 22.8. de igual forma ocurrió con la concentración obtenida ese mismo día en horas de 02:32pm a 04:32pm de 22.4. se presentó un inconveniente con la tapa de la tolva F-8.92 ll:13am 01:13pm 4. [19].2 concentración ambiental por encima del 100 % de lo establecido por la no- TABLA 42. que es una de las zonas criticas de emisiones.56 Cnnitulo IV. conclusiones ev recomendaciones 43. elevando la Tabla 4. esto ocurrió con las muestras recolectadas el día 12/03/09. Valores máximos de concentración para polvo ambiental y personal 1 Límite de concentración establecido por la norma COVENIN 2253 1 El día 13/03/09.3 TABLA 43. mostrándose que en boras de 08:06am a 10:06am la concentración obtenida fue de 5.62 Ubicación de la muestm 12/03/09 12/03/09 13/03/09 17/03/09 Tolva .3 mg/m3. los resultados de todo el muestrw ambiental se muestran el la tabla 4.Tabla 4. lo cual se debe a que a partir de la 10:OOam se da inicio a la transferencia de catalizador de la tolva F-8A a la tolva F. a las 05:35pm lo cual liberó un flujo de emisiones dentro de la zona. Lo que permitió determinar las causas que originan que algunas concentraciones sobrepasen el limite establecido por la norma. Valores de concentración. Discusión de resuiiados. durante este intervalo de tiempo seguía aun la transferencia de catalizador y simultáneamente a las 03:OOpm se inició el retiro de catalizador gastado de la tolva F-1 al camión recolector. arrojando una concentración de 6. conchiones v recomendocwnes TABLA 4. Discusión de resullodos. .4. Horario.rB) Cauüuio ZV. tiempo y fecha durante la cual se desarrolló el muestrec. esta ocupacionalmente expuesto Con lo demostrado en el análisis y comparación de las concentraciones obtenidas en el muestreo de polvos inhalables con 10 mg/m3 que establece la norma COVENiN 2253 (191 y avalado por el análisis de riesgo realmdos. demostrando que las transferencias de catalizador fresco son el principal foco de emisión. en un ambiente cerrado y un poco más retirado de las operaciones de transferencia en la planta. pero no se puede descartar que estén expuestos. Valores máximos de concentración para polvo ambiental y personal / Límite de concentración establecido por la norma COVENIN 2253 en mg/m3 Polvo respirable i0 Las concentraciones ambientales obtenidas dentro de la caseta dieron valores muy por debajo de los establecidos por la norma COVENiN. TABLA 4ó. Además la chimenea del reactor continuamente está liberando emisiones de catalizador gastado. de acuerdo a la norma COVENIN 2253.6. operaciones y demás departamentos involucrados.4 4. El horario y fecha de cada muestreo de señala en la tabla 4.58 Capírulo IV. DiscusGn & resullndos. conchiones y recomendaciones El día 17/03/09 se obtuvo una elevación de las concen~acionespor encima del limite establecido en el homio de 11:13am a 01:13prn. se determinó que el personal ocupacionalmente expuesm es principalmente el operador de segunda. . seguridad.3. dentro del personal expuesto también está el operador de tercera que cumple la función de asistir y respaldar al operador de segunda en todas sus actividades. El día 12/03/09 el rnuestreo personal al operador de segunda durante la transferencia de catalizador arrojó un valor de 22. Tabla 4. Tabla 4.7) por encima del limite que dicta la norma COVENiN 2253. La fuente principal de emisiones de catalizador es el sistema de transferencia de la tolva F-8A a la tolva F-8.4 Determinación del personal que. ya que las concentraciones se encuentran en el ambiente de la planta que es frecuentado por los empleados de la misma y también por personal de s e ~ c i o stécnicos. El operador de primera y el técnico desarrollan sus labores la mayor parte del tiempo dentro de la caseta y s u p e ~ s a nlas labores realizadas por el operador de segunda y tercera esporádicamente. como su nombre lo indica desarrolla su jornada laboral en la consola de operación de la planta. ya que este estudio no es lo suficientemente amplio para cubrir un muesneo en todo el personal. presentando un riesgo para la salud para los empleados. donde se estudió el nivel de exposición de acuerdo al cargo ocupado. porque éste desarrolla directamente todas las actividades referentes a la transferencia de catalizador fresco y retiro de catalizador gastado. El consolista.l mg/m3 (tabla 4.62 mg/m3. con un valor de 4. que quedarán retenidas en el filtro. . que forma una torta que colabora fuertemente en el poder de retención de partículas. lo que no impide el funcionamiento continuo . para ser recirculado al sistema.l 12/03/09 Operador 2' 04:28pm 06:28pm Proposición de las medidas de control necesarias para ia reducción de las emisiones y10 la exposición de los trabajadores a polvos de catnlizador.. como resultado de la evaluación del sistema de transferencia.. Discusión de resuhdos. En vista de lo expuesto se propone cambiar el sistema de succión con vapor de aguq por un sistema de soplado de aire. propuestas para los cuatros puntos determinados criticas. lo que garantiza la recuperación del catalizador. se propone el cambio de todas las válvulas de compuerta del sistema por válvulas tipo mariposa para evitar que se pueda devolver el catalizador transportado y las fugas por las mismas. Q . la pérdida de presión es elevadq el sistema de limpieza es vibratorio.. Valores de concentración.. dispuesta para recibir fmsco a la planta El principal problema en este punto son las válvulas desgastadas. porque se trata de catalizador fresco y es necesario recuperarlo conservando sus condiciones físicas y químicas. 45 Primer punto: tolva de aimacenamiento de cataüzador F-8A.. 28 Ubicación de la Hora inicial Hora fuul coneenbnciones fecha muestra demueslrm demuestrm (mg/m3) 22. También es necesario emplear un filtro de tela de limpieza vibratoria. Capitulo ZV. a la salida del silenciador J-10.~. el poder de filtración radica en la acumulación de partículas en la superficie del filtro. para la retención de particulas de polvos porque son de materiales porosos a través de los cuales se hace pasar una corriente gaseosa cargada de parí'culas. Alcanzado cierto límite de volumen de las tortas. El tamaño de poro debe ser bastante grande en relación con las partículas que se quieren eliminar.. que superan el valor lo establecido por la norma COVENIN 2253. conclusiones y recomendaciones TABLA 4. también se debe cambiar la manguera usada para el llenado de la tolva por estar deterioradq por una nueva o en mejor estado. hasta vabres de referencia aceptables dentro de los Niveks Técaicos de Refemncia de Exposición OYTRE) Desde el punto de vista operacional se presentan a continuación. Segundo punto: sisbma de transferencia de cat.lizndor fresco de la tolva F-8A a la tolva F-8 Este sistema se realiza a través de la succión con vapor de aguq que genera a la salida de la caja recolectora una masa de catalizador y vapor de agua producto de la condensación que sufre por el cambio de temperaturq lo cual dificulta la selección de un sistema de recolección de polvos.7. La práctica estándar es diseiiar un filtro de bolsa para alcla caida de presión especificada cuando un compartimiento se encuentra fuera de línea para su mantenimiento. conclusiones y recomendaciones del sistema. dependiendo del tipo de operación. el periodo de limpieza). Este dispositivo hace posible la separación de partículas de un tamaño del orden de 0. Este tipo de equipos pueden conseguir rendimientos mayores del 99% independientemente de las características de la masa de aire.o de tela especificado se usa para establecer los detalles para las ecuaciones de caída de presión y velocidad promedio. Discusión de resullndos. especificar la eficiencia de limpieza para que la carga residual de polvo pueda ser estimada J Finalmente. se supone una velocidad superficial y el número de compartimientos en la casa de bolsas es calculado basándose en el flujo de gas totai.5 kpa A continuación se muestran los pasos para el diseño del filtro de bolsa: J Primero. Es aconsejable que sea un filtro automático que provoca sacudidas con una frecuencia de 2 minutos. los que enseguida son resueltos numéricamente para establecer la caída de presión como h c i ó n del tiempo.01 micras. El tipo de material de la tela debe ser nylon. y el pahnetro de operación de interés es la caída de presión a través del sistema de filtro. El aire cargado de particdas pasa a lo largo del área de la tela y luego a través de la tela Las partículas son retenidas en la cara de las bolsas comente arriba y el flujo de aire limpio es ventilado hacia la atmósfera La mayor parte de la energía utilizada para operar el sistema es la caída de presión a través de las bolsas. ya que es resistente a las vibraciones que debe realizar el filtro en la fase de limpiezq y puede resistir temperaturas hasta los 93 "C.5 a 5 m de largo. Es necesario que el flujo de aire a través del filtro se detenga durante la limpieza Estos equipos trabajan con velocidades de filtración entre 0. rango suficiente porque el flujo de aire apara moviliza el catalizador y el c a t a i i d o r poseen temperatura ambiente. que está por debajo del tamaño de partículas de polvos de c a t a l i d o r que es de O a 80 micras. El parámetro de diseño más importante es la relación aire a tela (el flujo volumétnco de de aire en relación con la superficie de tela).5 a 1. el tamaño de la bolsq y el número de bolsas por compartimiento. mediante vibración. Los valores tipicos de la caída de presión del sistema varía desde cerca de120 hasta 500 milimetms de agua Las variables importantes del proceso incluyen las características de la particulq las características del gas y las propiedades de la tela. y de las partes y conductos asociados. 4 El tercer paso es especificar las características de operación del filtro de tela (o sea. Las bolsas ovaladas o redondas que se utilizan en las unidades estándar suelen tener 12 y 20 cm de diámetro y 2. la velocidad superficial (relación flujo de aire-tela). . Los filtros con limpieza.Capitulo ZV. el periodo de filtración.5 mímin y caídas de presión de 0. el diseño de í3b. se hacen vibrar de % a 8 horas.3 y 2. la caida de presión promedio debe ser especificada junto con la velocidad de flujo de gas total J Segundo. Cuarto. (4 : velocidad superficial a través del área j del compartimiento i (&S) s-i. Si el promedio caiculado es más alto que la especificación de diseño.a Copilulo I V . .nr+wci:velocidad superficial promedio (&S) r<. la velocidad superficiai debe ser reducida y se debe repetir el procedimiento. se ha detenninado el diseño.f :zc.[22]: Caída de presión w n en función de la velocidad superficial (relación flujo de airetela): (Ec 4.:{BI: arrastre del sistema en función del tiempo [mrt&O/ (&S)]. Éste parámetro es función de la cantidad de polvo recolectado sobre las bolsas. Cuando el promedio calculado se acerca lo suficiente al valor especificado supuesto.. aumentando la velocidad superficial y repitiendo el procedimiento.4) . (Ec 4. cnnclurin~sy recnmendacinnes L a caida de presión es calculada a continuación integrando la caída de presión instantánea durante el ciclo de filtración y dividiendo entre el tiempo del ciclo.1) caida de presión a través del filtro en función del tiempo (mmHzO) \. Si la caída de presión promedio calculada es significantemente más baja que la especificación de diseño.3) (Ec 4.:iv. la casa de bolsas propuesta se sobrepasará de tamafio. Uiscusuin de resuliados. pmpner un diseño de casa de bolsas (número de compartimientos. repitase el procedimiento con parámetros nuevos hasta que la velocidad produzca una caída de presión promedio que sea suficientemente cercana a la especificación de diseño.6) La relación flujo de aire-tela y la pérdida de presión no están directamente relacionados. (Ec 4. concluriones y recomendaciones s.: masa de polvo que resta sobre la superlicie de la tela !ras la limpieza (g/m2) ! C' : concentración de polvo en el gas de entrada (g/m3). t r.Alternativa para el cálculo de caída de presión máxima [22]: (Ec 4. Si no resulta así.(e)= S.! . .. (Ec 4.). m..n: (e) l.. "c : arrastre de una bolsa de filtración libre de polvo K:: resistencia de la torta al flujo ([mmH20/(mls)]l(g/m2)) C' : concentración de polvo en el gas de entrada (&m3) O : tiempo de filtración .. suponer una velocidad superficial que produzca esa caída de presión y resuelva el sistema de ecuaciones de caída de presión y velocidad promedio para verificar que la caída de presión calculada es igual a la caída de presión fijada como objetivo. w n lo que para resolver las ecuaciones hay que empezar con un objetivo conocido y realizar ensayos de prueba y error: para la caída de presión pmmedio. duración del periodo de filtración.7) -.5) "c : arrastre de una bolsa de filtración libre de polvo K: resistencia de la torta al flujo ([mmHtOl (mls)]l (g/m2)) y : número de superficies de igual tamaño dentro del compartimiento i -11:número de wmpartimentos O:masa de polvo por unidad superficial j en el compartimiento i (g/m2). etc.Capitulo I K Discusión & resuliados. 4780 0.2975 2. Las perdidas de catalizador por la chimenea del reactor tienen un promedio de más de 1. para este caco se recomienda utilizar una manguera de diámetro suficiente para abarcar el orificio de entrada al camión y que el personal encargado de realizar esta transferencia. para recolectar este material se recomienda multiclones. ya que para descargar el catalizador gastado de la tolva F-1 se realiza con una manguera de diámetro mucho menor al orificio de llenado del camión.5 toneladas diarias como se muestra en la tabla 4.614 1 .279 chimenea Toddia 2.9656 1.774 1.665 Toddía 0. conclusiones y recomendachnes Tercer punto: retiro de catalizador gasíado de la tolva F-1 En este punto la solución es un poco más sencilla.914 1. generalmente el operador de segunda. por lo cual no es imperativo aplicar un método que asegure la integridad del catalizador.0536 1.4876 0.503 0.271 1.3436 0. vitales en el manejos de polvos.8. este traslado se realiza por soplado de aire lo mal genera una velocidad de salida apreciable que hace que gran parte del catalizador gastado transferido se escape a la atmósfera. tapa oídos.9924 1. Perdidas de catalizador en el reactor 1 Pérdidas de 1 Pérdidas de Pérdidas de MES ene-08 feb-08 mar-08 abr-08 may-08 iun-O8 cataiizador catahador por catalizado en total Toddía 2.40 1 0. Cuarto punto: chimenea del convertidor Por la chimenea del convertidor se libera catalizador de equilibrio y gases de combustión.7100 1.Capduh IV. se sugiere sean dotados de los implementos de seguridad necesarios como: tapa bocas. lentes. porque es un material se desecho.8.3052 0. TABLA 4. Biscuswn & resultados.513 0. se puede obtener a través de los siguientes pasos mediante la presente correlación en la figura 4.11 Ern' FIGURA 4. Correlación para determinar la eficiencia de un ciclón. Dimensiones del ciclón.64 Cauihrlo I K Discusibn de resuhdos.10. concluriones y recomendaciones Los factores que se deben considerar para diseñar los multiciclones es la caída de presión. FIGURA 4. [lo] La eficiencia de captación. el patrón de flujo dibuja una espiral donde su velocidad sufre una redistribución de tal modo que la componente tangencia] de la velocidad aumenta al reducirse el radio.11. [22] selección D'= diámetro de partícula teórico que un ciclón es capaz de elimina1 7 = eficiencia de . concluswnes y recomendacwnes En la práctica lo que se especifica en un proyecto es la eficiencia de separación deseada para partículas de un deoerminado tamaño.6 Conclusiones 1. p = densidad del gas. Los valores de las concentraciones ambientales obtenidas están dentro los límites establecidos por la n o m a COVENIN 2253. para determinar el diámetro teórico de particula. excepto las recolectadas durantes las operaciones de transferencias de catalizador en el sistema de almacenamiento 5. Rarnmler e lntelmann en la ecuación 4.Capítulo ZK Discusión & resulUrdos. 2. [22]: (Ec 4. . evaluación y control de riesgo: HO-H-02" 4. fue alto de acuerdo con la "Guía para la de PDVSA. N = número de vueltas dadas por el gas en el interior del ciclón v = velocidad de entrada del gas al ciclón basada en un área m =viscosidad del gas. porque los valores de la concentraciones obtenidas durante las mismas pasan los limites de la normas COVENIN 2253. De los sistemas involucrados en la transferencia de catalizador. p = densidad del sólido. y la zona de reacción. Las zonas afectadas por las emisiones de catalizador fueron la zonas de almacenamiento principalmente la transferencia de catalizador fresco de la tolva F8A a la tolva F-8 y el retiro de catalizador gastado. que expulsa catalizador y gases de combustión producto de la regeneración del catalizador gastado. 3 . El personal se encuentra ocupacionalmente expuesto durantes las actividades realizadas con el catalizador. lo critico en emisiones son el sistema de almacenamiento y el sistema de reacción. identificación de peligros.8. 4.8) B = largo del ducto de entrada al ciclón. a través de la chimenea. El nivel de riesgo de exposición a polvos de catalizador en las instalaciones y puestos de trabajo en la planta. D= diámetro de la particula Relación empírica de Rossin. Extender el muestreo de polvos a todo el personal en la planta.$i Capauh IV. Emplear los equipos de recolección señalados en el menor tiempo posible. conclusiones y recomendaciones 6. Cambiar la manguera empleada para trasvasar el catalizador gastado de la tolva F-l al camión por una de mayor diámetro. tapa oídos y guantes. Extender el esiudio a las plantas adyacenks. 7. 5. 4. Informar al personal de los riesgos a los que se está expuesto al estar en contacto con polvos de catalizador. Las medidas necesarias para la disminución de emisiones de polvos propuestas fueron. 4. o extender el radio investigación para determinar con exactitud el límite de alcance de riesgo. ciclón. 3. Discusión & resul&dos. a través de charlas al personal. Realizar monitoreos continuos de las concentraciones de polvos en la planta lo. Rotar a los empleados a otras plantas 9. Dotar al personal que labora en la planta de los implementos de seguridad necesarios contra polvos.7 Recomendaciones I. válwlas mariposa y sopladores de aire. Realizar estudios médicos periódicos a las vías respiratorias y análisis de sangre a los empleados de la planta 6. lentes de seguridad. . filtro de tela. 2 Crear un plan de supervisión que asegure el uso y adquisición de los implementos de seguridad necesarios para trabajos con polvos. s. tapa bocas. 3. Química Universidad de Oriente. Quito. "Reducción de las emisiones de compuestos oqánicos volátiles (COVs) en una empresa eosambladorn de vebiculos". Química Universidad de Oriente. Garcíq A. (2003). Tesis de grado de ing. Tesis de grado de Ing. 8. Tesis de grado de ing. 2252. (2000). seguridad y ergonomúw. Amátegui. 6. Díaz. 2. B. Quimica UNNALLE .1. Anzoátegui. Química Universidad de Los Andes. "Efectos de las partículas de polvo en el organismo". Falagán. (1998). "Diseño de un sistema móvil de extracción de polvo generndo durante el proceso de arenado". . Tesis de grado de Ing. 5.Cali. Suárez. "Toma de Muestras de Polvo Inerte o Moksto". "Diseño de una planta de adecuación ambientill pata el contrl de emisiones atmosfericas de la planta conductores de aluminio del carona (CABELUM)". Tesis de grado de Ing."AnWi de las emisiones de BTEX en plantns de enduhamiento con aminas y deshidrntación con hwtiienglicol ". NTP 21. Inshtuto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo. J. USA. 9. M. Buonaíñna. "Manual bísico de prevención de riesgos laborales: higiene industrial. con respecto a la conversión obtenida". Paredes. Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN). (1980). Mérida (2001). Determinación de la concentración en el ambienk de trabajo. "Evaluacibn del sistema de regeneración catdtica fluidizada. (2008). (2007). I. Mecánica. Química Universidad de Oriente. Anmátegui. (2001) . Larq P. Escuela Superior Politécnica del Litoral de Ecuador.Sociedad Asturiana de Medicina y Seguridad en el Trabajo y Fundación Médicos Astunas. (1982). "Polvos. S. 7." Caracas. 4. Tesis de grado de ing. R. Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales España "Fichas de seguridad". Caracas. "Manual de diseño de calefacción y ventilación". Condiciones y Medio Ambiente de Trnbajo (LOPCYMAT)". "Manual de higiene ocupacional. España (1994). (1983). "Libro de la Refinería Puerto Ln Cm". 15. Segunda edición. Amencan Conference of Governmentd Industrial Hygienists. Manual de Higiene Ocupacional HO-H-02: "Guia parn la identificación de peligros. y Rosaler. ''Indushial ventilation". 20. Editorial Michigan (1980). Instituto Nacional de Seguridad e Higiene Ocupacional de los Estados Unidos de América (DISHT) 0600: "Determinación de Lis concentraciones de polvos respirnbles". 16. 14. PDVSA. Los Angeles USA(1973). (2007). PDVSA. Caracas. 18. . (2006). USA. 22. Envimnmentd Protection Agency. J. J. USA. 21. R y Cieen D 'Manual del ingeniern quimico". (2005). (1994). Instituto Nacional de Seguridad e Higiene Ocupacional de los Estados Unidos de América (INSHT) 0500: "Determinación de las concentraciones de polvos totales". Benítez. PDVSA.S. (1998).Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN). España (1996). evaiuacmn y conWol de riesgos". Grimm. Editorial U. "Air poUution enginecring mnouai". (2001). 17. Séptima edición Editorial McGraw-Hil l. N. Puelto La Cmz. Puerto La Cmz. Décima Sexta edición. (1993)." Puerto La Cmz. New Jersey. 12. 2253 "Concentraciones ambientaJes permisibles & susiancias químicas en lugares de trabajo e índice biológico & exposicmn".10 Perry. 13. Danielson. 19. "Process engineering and desigo for nir poUution control. Editorial McCraw-Hill. Gaceta Oñcial de la República Bolivanana de Venemela "Ley Orgánica de Prevención." Prentice Hall. España (2001) 11. " USA. (1987) 24.Espaíía de La investigación". . "Metodología (1991). Editorial McGraw-Hill. Hemandeq R." a 23 National Institute for Occupational Safeti and Health ''Guía de protección respiratoria. ANEXOS NORMAS Y FICHAS DE SEGURIDAD UTILIZADAS . vomiting and diamhea. Inhalation: May cause imtation of the respiratory txact. CHEMICAL PRODUCT AND COMPANY IDENTIFICATION Common Nnme: Clay Pmcessed For C d y z i n g Purposes. vomiting and diarrea. O-% None. OC: Nonflammable Most Important Hazards: Pmlonged or repeated exposure to dust may cause pulmonary problems. 3. Eye Contact: May imtate eyes. May be h m h l if large amounís are swailowed. $9 CFR 7 IO. nausea.The Chemicai Compnny 10/05/06 Materiai Safeíy Data Sbeet: EnduranceTH. Contact with eyes and skin may resdt in imtarion. 0-5 1 O4 b e None 1 I ~tuminumO X ' ! 1344-28. difficulty breathing and sore thmat. EnduranceTM BASF . nausea. 1. May resdt in wughing. OS h. Inhaiation may result in respiratory imtation.J(b). Synthetic Clay Product Use: Petroleum caiaiyst. 2. Ingestion: May cause imtation if large amounís are ingested. Skin Contact: May cause skin imtation.1 Kadin 1 NCW kne 2W 'Nalurally occumng cherrjcal subslance per TSCA. May cause pain. Hoja de segundad del cataluador de FCC. Processed Clay. .- ANEXO Al. May cause pain. COMPOSITION / INFORMATION ON INGREDIENTS lngndbnt CAS Number Silica 7C31t36-5 fhgnewum Oxide 133Y48-4 Rare Earrh Oxide Caloum Oxide 1335-78-8 Phosphorus CMnpound t ~ d e ~ i n ~ ( % l 1 1 0-25 1332-5&-7 be. HAZARDS IDENTIFICATION Color: Whiie Form: Powder Odor: Odorless Flash Poini. . .. -r I . CXXE. Ficha de seguridad del Caolin.n>r -Ir-a. Tc.-L..I. oai io. d .. m. so.. .-. A*.:>-Y !a u.*" c. i n d i r d u l l n : F.. a>-> d. Tras o m r x r o S ~edid. ce u r U 13.z. T r n iitu. . oio. (d. u a x i ..r*e-sr wu y s m-. '. [l 1 ] - FICHA DE DATOS DE SEGURIDAD MSDS Scharlau Chemie .M . Mea D*i: =ir. m D... -c. 05 rT íe 'n .pc**>: > --id& .-ucim F?c"':c 1 nC a c i J l r r I-dumC.L.Cw.<o r". c c. F&. 7" -u> .'"" igrar.rntr -r3 -i p*e- .. -''a ....io~dornpnrr 2.inl.ar. C ~ m o o r i e n n i n ~ a o i& .dlo3 dr ex:l&n R!+D .d "&o -(a-*-..run~<..*<- hllai- wmpa.a D h c i > * i 2 r w 3 7 % i C E E * m. ...d. * ame* T*..+*%-:e r m.72 Anexos ANEXO U.S~IX-.'u'"wom~nrpu&. rr "172.rnoi U S direnrrr eurcp. " r m ng. P -."*~.. linp.n.r r y*.)~.xi&: T.-a.wr rr-.--.rwd.= e ...)en. .h o r y wnm i n m r U..:'-ra.m. ... ..&:*-r-cu -a-* -u- Ai:u*iii vmcuu.m aCarn-: -bnW P ~ u u s i a i .. h . -ir*. no n . C.E-. .d que pi. Ficha de seguridad del oxido de magnesia.73 Anexos ANEXO A3. [l 11 . .r:~t.m Pl e r t a pwinln n m : n.=a u.rrm~nn-m-.u'h*miie :e a-.: n ~ ( c : . IPC3 -S' :c= . -.".:-":7.-* -3 l r~'-ICSC' 0351 I Il I -. ( 1 1 ] *miusr.4. > r:am. -. Ficha de segundad del oxido de aluminio. :Pmuw.* z.b.---umR10~YranI*TE p .. * m r r c ~ r r ~ s ~ .rp..74 Anexos ANEXO A. : .m p m * 1:~<-. m .n...i? a u c x .. p . Anexos ANEXO AS.Ficha de seguridad del oxido de calcio. [l 11 . 6. TOTAL QCSlhilT C Y a:: z .0 5 G riJ56 2.7ZZ k2NÉ 05011 . Norma pan la determinación de polvos total= NSHT 0500.4: hCY5 P.Anexos ANEXO A. [14] PARTiCULATES NOT OTHERWlSE REGULATED. ANEXO A.77 Anexos . Concentraciones ambientales permisibles de sustancias quimicas Norma - .7. (5): el valor es para polvo conteniendo menos de 5% de sílice cristalina (6): sin embargo. CAP: concentración ambiental permisible ( ): Valores propuestos a cambios. (1): El valor es particulado inhalable (total) no contenido asbesto y con menos de 1% de silice cristalina (2): fibras respirables de longitud mayor de 5 rnicmmetros con una relación igual o mayor de 3:l. . (4): este valor es para la fracción respirable. (3): fracción inhalable.Norma COVENiN 2253 Definición de términos: IBE: índice biológico de exposición. no deberá exceder de 2 mg/m3 de polvo respirable. T: valores techo. determinados por el método de la membrana filtrante. aemwil ~ o l e d e dby sarriler h i U i 4yir ii.~Norma para la determmacion de polvos respirables NSHT 0600 [I 5] PARTICULATES NOT OTHERWISE REGULATED.adan cul póiil CAS Naiw 0W0 RTECS. RESPIRABLE DEFINITION.A Anexos N AS. None . Deben tomarse acciones en el menor tiempo posible. . . Una vez conocido el nivel del agente. Se implantarán programas de prevención y control de riesgos específicos. su imolantación debe ser 1l de MODERADO ALTO MUY ALTO en un periodo detammado ti-. Si el riesgo está asociado a wnsecuencia muy dañinas para la salud. Se deben realizar acciones &micas y a mediano plam que redwan el nivel del riesgo.TIPO DE ACCIÓN No se requiere una actuación específica. - / Se deben realizar acciones Dara reducir el riesao. Se debe proceder a la brevedad a cuantificar el agente de peligro. para lo cual se debe realizar la cuantificación (evaluación cuantitativa) del agente de peligro. se necesita determinar wn mas precisión la necesidad de mejorar las medidas de wntrol a muy corto plazo. Aunque parece que la acción preventiva sea suficiente. Una vez imnadas medidas de reducción se debe proceder a cuantif~carel agente de peligro y se implantarán los programas de prevención y control aue aoliauen. Se debe verificar la disminución de los niveles una vez implantadas hs medidas de control Debe paralizarse el habajo. s deben establecer medidas de contml e implantar progwnas de prevenci6n y control para el riesgo en wnsideración.. una vez que se hayan cubierto los otros riesgos de mayor impacto. MUY BAJO BAJO Por lo cual no se requiere de la implantación de programas especifw para prevención y control de riesgos. Se evaluarán los agentes de peligro una vez que se hayan cubierto los otros 1 riesgos categorizados de mayor nivel. No deben seguirse realizando trabajos hasta que el riesgo sea reducido. Se debe implantar programas específicos para la prevención y wnírol del riesgo. 076 E MAIL: varsovia7 @hotmail. TESIS Y ASCENSO: T~TULO l Evaluación de las operaciones de transferencia de catalizador sobre el ambiente de trabajo y condiciones laborales en una planta de craqueo caralitico fluidizado AUTOR (ES): APELLIDOS Y NOMBRES CÓDIGO CULACI E MAIL 1 l Gamboa a.Memily ( 1 I PALABRAS O FRASES CLAVES: Evaluación Craqueo catalitico fluidizado Operaciones de transferencia Riesm Ambiente Equipos de recolección de polvo Muestreo ~ ~ CVLAC: V.731.17.METADATOS PARA TRABAJOS DE GRADO.com CVLAC: E MAIL: CVLAC: E MAIL: CVLAC: E MAIL: I . METADATOS PARA TRABAJOS DE GRADO. TESIS Y ASCENSO: l ÁREA ii Ingeniería y Ciencias Aplicadas SUBAREA Ingeniería Quimica RESUMEN (ABSTRACT): La "evaluación de las operaciones de transferencia de catalizador sobre el ambiente de trabajo - v- condiciones laborales en una ~ l a n t ade craaueo catalibco 0uidizado" se realizó, mediante una investigación de campo y documental que en primera instancia s i ~ para ó identificación de los equipos, procesos y procedimientos involucrado en las operaciones de transferencia de catalizador que permitieron determinar las áreas afectadas por emisiones de polvo y a través de la metodologia empleada por las normas de higiene ocupacional de PDVSA, para esbmar el nivel de nesm - de exuosicion,. 9ue . resulto alto El obiehvo de este trabajo es proponer medidas de wntrol que disminuyan las emisiones y10 exposición de los trabajadores a polvos de catalizador, a través, de las mediciones de las wncentraciones de polvo total y respirable, apoyado en los métodos de las normas NSHT 0500 0 0060. < METADATOS PARA TRABAJOS DE GRADO. TESIS Y ASCENSO: CONTRIBUIDORES: i Y ' APELLIDOS NOMBRES 1 1l Ochoa Osvaldo Robert Rodriguez i ROL/ CODIGO CVLACI E-MAIL Maritza Millán 1 1 FECHA DE DISCUSI~NY APROBACI~N: l ,2009 I 1 I ANO LENGUAJE. m 10 MES 1 ROL AS X TU CA CVLAC: 3.995.379 E-MAIL [email protected] E-MAiL ROL CA AS TU X CVLAC: E-MAL [email protected] E MAiL ROL CA AS TU CVLAC: 4.009.400 E-MAiL E MAIL 3-0 DIA 1 JU 1 1 1 1 JU 1 1 1 JUX 85 METADATOS PARA TRABAJOS DE GRADO. TESIS Y ASCENSO: ARCHIVO (S): NOMBRE DE ARCHIVO TIPO MIME Application / m s m r d Metadatos 14 CARACTERES EN LOS NOMBRES DE LOS ARCHIVOS: A B C D E F G H 1 J K LMNOPQRSTUVWXYZ.abcdefghijkImnopqrstuvwxy~012 3456789. ALCANCE ESPACIAL: De~attarnentode Higiene Ocupacional/ PDVSA (OPCIONAL) TEMPORAL: 7 meses NIVEL ASOCIADO CON EL TRABAJO: Pregrado Universidad de Oriente. Núcleo Anmátegui (OPCIONAL) ~ e r z o i Gamboa l~ AUTOR AUTOR AUTOR JURADO POR LA ~ U B C ~ M I S I ODE N TESIS .el cual lo participará al Conseio Universitario.METADATOS PARA TRABAJOS DE GRADO. TESIS Y ASCENSO: DERECHOS Los trabaios de grado son de propiedad de la Universidad de Oriente v sólo podrán ser utilizados a otros fines con el consentimiento del Conseio de Núcleo res~ectivo. 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