Principios del Análisis Pinch.

La “Tecnología Pinch” presenta una metodología para el análisis sistemático de los procesos químicos y los servicios auxiliares con la ayuda de la Primera y Segunda Ley de la Termodinámica. Con la ecuación de energía de la Primera Ley de la Termodinámica se calculan los cambios de entalpía en las corrientes que pasan por los intercambiadores de calor. La Segunda Ley determina la dirección del flujo de calor, es decir, el calor sólo puede influir en la dirección de caliente a frío. En la práctica una corriente caliente sólo puede ser enfriada a una temperatura definida por el acercamiento mínimo de temperaturas (mínima diferencia permitida, ΔTmin) del intercambiador. El nivel de temperatura en el cual ΔTmin se observa en el proceso, es llamado “Punto Pinch”. El Pinch define la fuerza motriz mínima permitida en un intercambiador de calor.

Objetivos del Análisis Pinch.

El análisis Pinch se utiliza para identificar el costo de energía, de la red de intercambiadores de calor (RIC) y el reconocimiento del punto Pinch para un proceso. El primer procedimiento predice, antes que el diseño, los requisitos mínimos de energía externa, área de transferencia de calor, y el número de unidades para un proceso determinado. A continuación se diseña una red intercambiadores de calor que satisfaga dichos objetivos. Por último, la red se optimiza mediante la comparación de los costos de la energía y el costo de capital de la red para que el costo total anual se reduzca al mínimo. Por lo tanto, el objetivo principal del análisis Pinch es lograr ahorros financieros mediante la mejor integración de calor del proceso (maximizar el proceso mediante la recuperación de calor y la reducción de las cargas externas de servicios auxiliares).

Descripción del software empleado (ASPEN ENERGY ANALYZER)

Es una herramienta utilizada para síntesis y diseño de procesos a través de la implementación de la tecnología Pinch por integración de energía y para aplicar nuevos métodos de síntesis en el campo de la destilación.

Ayuda a los ingenieros de diseño de procesos en el óptimo balance de capital y energía, a los más bajos costos de capital. Aspen Pinch es una aplicación poderosa para el diseño de procesos a un costo mínimo. Se utiliza en plantas químicas y refinerías. Con Aspen Pinch se pueden disminuir los costos mediante reducción de los requerimientos de equipos y energía hasta que se alcancen los objetivos del proceso. Se utiliza para efectuar el retrofit de plantas existentes así como para desarrollar nuevos diseños. Cientos de procesos industriales a nivel mundial están siendo mejorados con Aspen Pinch, logrando una reducción significativa de los costos.

La clave de su efectividad radica en sus tecnologías complementarias, utilizadas a través de una interface de usuario gráfica e interactiva. El Aspen Energy Analizer incorpora dentro de un sistema integrado el más efectivo diseño de costos con tecnología Pinch, síntesis de destilación, modelos de calor y potencia y posibilidades de simulación.

Al ingresar la información de operación de la planta directamente a Aspen Pinch, se pueden usar los resultados de un modelo de simulación Aspen Plus para hacer un manejo consistente de los datos de corrientes, propiedades físicas y modelos de operaciones unitarias.

El gran impacto de la tecnología Pinch está en la capacidad de identificación de los cambios del proceso. Aspen Energy Analizer evalúa sistemáticamente los beneficios de los cambios en el diagrama de flujo, precalentamiento de carga a las columnas, cambios en las velocidades de flujo, corrientes de reciclo, presiones, reflujos y otras especificaciones.

Aspen Energy Analizer ofrece modelos de calor y potencia para hornos, turbinas de vapor, turbinas de gas, y sistemas de refrigeración. Estos modelos se pueden combinar con el targeting de Aspen Energy Analizer para encontrar la mejor ubicación de los servicios en el proceso y para evaluar la economía. Estos modelos se pueden usar con el análisis de sitio total de Aspen Energy Analizer.

Está constituido por los perfiles de fuentes y sumideros del sitio para una planta sitio que consiste de diversos procesos servidos por un sistema de servicios. Aspen Energy Analizer analiza cambios en las cargas del proceso, en las condiciones de operación en invierno y verano, obstrucción en el intercambiador y evalúa intercambiadores existentes para un nuevo servicio. Esta herramienta permite hacer una simulación detallada de los intercambiadores de calor, permite la evaluación térmica no sólo de unidades simples sino de los intercambiadores dentro de una red completa.

Aspen Energy Analizer genera hojas de especificaciones detalladas, incluyendo el cálculo de los coeficientes de calor, caídas de presión y otras especificaciones claves basadas en la geometría del intercambiador y especificaciones mecánicas. Todo esto es posible gracias a la información de las curvas de calentamiento y enfriamiento junto con los datos de las propiedades físicas que son enviados directamente desde ASPEN PLUS.