Modificación de llenado de tanque de metanol sin revalidar el venteo
Una terminal de solventes opera un tanque atmosférico de 150 m3 de metanol con blanketing de nitrógeno y venteo a través de un arrestallamas y una válvula de presión-vacío. El venteo existente está especificado para 60 m3/h de gas a condiciones de operación. El llenado actual es 40 m3/h desde autotanque. Comercial quiere llenar a 55 m3/h y, para reducir pérdidas, bajar el set del regulador de nitrógeno de 0.5 a 0.2 kPa; además reemplazará el arrestallamas por uno usado de otra planta con caída de presión no documentada. El tanque tiene alarma de nivel alto al 90% y paro independiente al 95%, pero el camión no tiene interlocks. La parada de planta es en tres semanas y el MOC no se ha iniciado. La autoridad exige que cualquier cambio de tasa de llenado sea evaluado antes de operar. El ingeniero de proyecto propone probar a 55 m3/h durante una semana y 'ver si el venteo aguanta'.
1. Calcule el flujo mínimo de venteo requerido por el desplazamiento de líquido a 55 m3/h y compárelo con la capacidad de 60 m3/h. ¿Qué margen tiene y qué factores lo reducen?
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Al llenar el tanque, el líquido que entra desplaza un volumen igual de gas: a 55 m3/h de líquido se generan aproximadamente 55 m3/h de gas a evacuar en condiciones del tanque. El venteo de 60 m3/h deja solo 5 m3/h, un margen de 9%, antes de sumar respiración térmica, cambios de presión, purga de nitrógeno y posibles fluctuaciones. Un arrestallamas con caída de presión no documentada, sucio u obstruido reduce la capacidad efectiva. Bajar el set de nitrógeno de 0.5 a 0.2 kPa no reduce el flujo requerido y además disminuye el margen contra entrada de aire por vacío. Por tanto, 60 m3/h no ofrece un margen de diseño aceptable para 55 m3/h; no debe aceptarse solo con una prueba de una semana.
2. Identifique los peligros principales del cambio y explique por qué el MOC y el HAZOP son obligatorios.
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Peligros principales: sobrepresión del tanque si el venteo no evacua el desplazamiento; vacío si baja la presión de nitrógeno o se obstruye el venteo; formación de atmósfera inflamable si entra aire, ya que el metanol tiene punto de inflamación cercano a 11°C, LEL alrededor de 6% y vapor saturado que puede superar el LEL; ignición por electricidad estática durante la carga; arrestallamas inadecuado o no certificado; y sobrellenado. El cambio de tasa, de setpoint de nitrógeno y de arrestallamas es un cambio de proceso: requiere gestión de cambios, actualización de HAZOP, revisión de procedimientos, entrenamiento y verificación de protecciones independientes. La prueba empírica 'ver si aguanta' no es aceptable porque el evento peligroso puede ocurrir en la primera carga y el camión no tiene interlocks.
3. Proponga condiciones de aceptación antes de operar a 55 m3/h y qué hacer si no se cumplen.
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Antes de operar a 55 m3/h se debe: 1) aprobar el MOC y cerrar el HAZOP con acciones; 2) demostrar con datos certificados del fabricante que el venteo, incluido el arrestallamas, evacua al menos 55 m3/h más respiración térmica y purga, con margen documentado; 3) instalar o verificar un interlock de nivel alto-alto que detenga la carga y cierre la válvula; 4) mantener el set de nitrógeno validado y, si se baja, demostrar que no hay riesgo de vacío ni entrada de aire, con analizador de oxígeno/alarma; 5) asegurar puesta a tierra y bonding, control de velocidad de carga y procedimiento de emergencia. Si no se cumplen estas condiciones, mantener 40 m3/h o menos hasta completar la ingeniería. La fecha de tres semanas no justifica operar fuera de diseño; la decisión debe documentarse y comunicarse a operaciones.