acetona proyecto1 bien

7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien

1/100

CAPITULO II

ANTECEDENTES E

HISTORIAL

DEL PROYECTO

CAPITULO II

ANTECEDENTES DEL PROYECTO

1


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La acetona fue obtenida por Libavius en 1595 por destilacin seca de azcar de plomo (acetato

de plomo). En 1805 !rommsdorff di"o #ue destilando el $acetato de potasa o de sosa% obtuvo un

luido intermedio entre el alco'ol el ter. Liebi* +umas en 18,- determinaron la

composicin eacta de la acetona. /l*unos aos despus illiamson determin la constitucin

de las cetonas consider la acetona como metilacetilo2 la s&ntesis de esta sustancia por

reaccin del dimetil3cinc 4dimetiluro de cinc con el cloruro de acetilo confirm esta opinin.

La maor produccin de acetona en los Estados 6nidos actualmente se obtiene del propileno

etra&do del petrleo. El propileno se convierte en alco'ol isoprop&lico. La posibilidad de obtener

*ran cantidad de acetona de ecelente calidad en la industria #u&mica del petrleo 'a sido la

causa principal del aumento en la produccin del ran de la epansin de otras industrias en

#ue se consume acetona.

CAPITULO IIi2


3/100

Mercado

Y

Capacidad de planta

CAPITULO III

MERCADO Y CAPACIDAD DE PLANTA

1. Mercado

3


4/100

El estudio de mercado se realiz con la finalidad de obtener un producto #ue satisfa*a la

demanda nacional de este producto en laboratorio de materia prima para la produccin de

an'&drido actico #ue se usa principalmente para 'acer seda artificial pel&culas foto*r7ficas

pl7sticos adem7s la acetona se usa muc'o como disolvente del acetato de celulosa para

convertirlo en productos tiles la industria del acetato de celulosa es la #ue consume maor

cantidad de acetona a sea en esta forma o en la de an'&drido actico de ella obtenido. Laacetona es tambin un buen disolvente de la nitrocelulosa se usa para 'acer pel&culas

cementos cuero artificial productos similares. omo disuelve muc'os volmenes de

acetileno se emplea para saturar el relleno absorbente #ue se pone en los cilindros de este

*as con lo #ue se evita la presin ecesiva. /dem7s la acetona es la materia prima de #ue

derivan el diacetonalco'ol el ido de mesitilo la metilisobutilcetona la isoforona el

metilpentanodiol etc. d7ndole as& un me"or valor a*re*ado e importancia si*nificativa a los

productos obtenidos.

La acetona es uno de los disolventes *enerales #ue m7s empleo tienen en la tcnica industrial

profesional a #ue a sus ecelentes propiedades disolventes se une la ausencia de toicidad.

Es un eficaz #uitamanc'as es mu utilizado para #uitar el esmalte de las uas.

La reparticin de las aplicaciones del uso de acetona en los EE.66. se encontraba en el -00-

en los si*uientes se*mentos

iano'idrina acetona para :etil metacrilato (::/) ;- atm

,i-co-idad -8I cBa -88 @ (15 )-08 cB a -98 @ (-5 )

1>> cB a ,0, @ (,0 )ndice dereracci/n

1,>5I (-0 )

Propiedade- 40(ica-Mo(entodipolar

1II +

Ter(o40(icaCalor e-pec0ico 0I5 calK*Peliro-idadPnto deinla(a'ilidad

-85 @ (1- )

Rie-o-Ine-ti/n Momnolencia inconsciencia 'asta muerte. / veces dolor *astrointestinal

calambres n7useas vmitos diarrea. La dosis mortal para un adulto

'umano est7 cerca de -50 ml.

7
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In)alaci/n En altas concentraciones puede causar problemas en el sistema nerviosocentral dolor de cabeza vrti*o inconsciencia 'asta coma. La in'alacin

del vapor puede causar la irritacin de la zona respiratoria efectos

narcticos.

Piel Mensibilidad reaccin alr*ica irritacin con dolor picazn. El contacto

prolon*ado o repetido puede causar el desen*rase de la piel dermatitis.

Me recepcionar7 la materia prima de alco'ol isoprop&lico comercial 4pureza 88< en peso el

restante 1-< es a*ua en tan#ues de almacenamiento se almacenar7 en estado luido donde

la temperatura de almacenamiento oscilar7 entre 15 a -5 esto para evitar la vaporizacin del

alco'ol.

1.2. Catali5ador

Est7 constituido por mallas finas de una aleacin de cobreKlatnKplomo #ue se sitan "untas

una sobre la otra.

En la partida de la planta el catalizador tiene ba"a porosidad por lo #ue la transferencia de

masa es mu ba"a. +espus de unos d&as de operacin el platino se vuelve m7s poroso

alcanza su m7ima eficiencia. Bosterior a esto si se detecta una disminucin de la conversin

se debe a la contaminacin o prdida de catalizador2 sin embar*o ntese #ue la ca&da de

presin en el reactor es mu ba"a razn por la cual no es mu tomado en cuenta los efectos del

catalizador en la reaccin #u&mica.

La contaminacin se puede deber a cual#uier material #ue se deposite sobre su superficie

empero no es necesario tomar precauciones a #ue la contaminacin es pr7cticamente nula a

#ue la reaccin transcurre en fase *aseosa solo se alimenta un reactivo.

La conversin del alco'ol isoprop&lico en acetona se puede efectuar por des'idro*enacin

catal&tica los catalizadores son el cobre el latn el plomo 4al*unas veces con acelerador

varios idos met7licos sales met7licas o mezclas de idos sales las temperaturas de

operacin #ue se recomiendan son de ,00 o m7s altas.

2. Cla-iicaci/n de In-(o-

2.1. Aa

Es unasustanciacua molculaest7 formada por dos 7tomosde 'idr*eno uno de o&*eno

(D-G). Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida. El trmino

8
http://es.wikipedia.org/wiki/Narc%C3%B3ticoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Sustancia_qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Sustancia_qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9cula_de_aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Narc%C3%B3ticoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Sustancia_qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9cula_de_aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vida


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a*ua *eneralmente se refiere a la sustancia en su estado luido aun#ue la misma puede

'allarse en su forma slidallamada 'ielo en su forma *aseosadenominadavapor.

Me estima #ue aproimadamente el >0< del a*ua dulce es usada para a*ricultura. El a*ua en

la industria absorbe una media del -0< del consumo mundial emple7ndose en tareas de

refri*eracin transporte como disolvente de una *ran variedad de sustancias #u&micas. El

consumo domstico absorbe el 10< restante.

Las propiedades fisico#u&micas m7s notables del a*ua son

El a*ua es luidaen condiciones normales de presin temperatura. El color del a*ua

var&a se*n su estado como luido puede parecer incolora en pe#ueas cantidades

aun#ue en el espectr*rafose prueba #ue tiene un li*ero tono azul verdoso. El 'ielo

tambin tiende al azul en estado *aseoso (vapor de a*ua) es incolora.11

Na #ue el o&*enotiene una electrone*atividadsuperior a la del 'idr*enoel a*ua es

unamolcula polar. El o&*eno tiene una li*era car*a ne*ativa mientras #ue los 7tomos

de 'idr*enos tienen una car*a li*eramente positiva del #ue resulta un fuerte momentodipolar elctrico. La interaccin entre los diferentes dipolos elctricos de una molcula

causa una atraccin en red #ue eplica el elevado &ndice de tensin superficialdel a*ua.

La fuerza de interaccin de la tensin superficialdel a*ua es la fuerza de van der aals

entre molculas de a*ua. La aparente elasticidad causada por la tensin superficial

eplica la formacin de ondas capilares. / presin constante el &ndice de tensin

superficialdel a*ua disminue al aumentar su temperatura. !ambin tiene un alto valor

ad'esivo*racias a su naturaleza polar.

Lacapilaridadse refiere a la tendencia del a*ua de moverse por un tubo estrec'o en

contra de la fuerza de la *ravedad. Esta propiedad es aprovec'ada por todas lasplantas vasculares como los 7rboles.

Gtra fuerza mu importante #ue refuerza la unin entre molculas de a*ua es el enlace

por puente de 'idr*eno.

El punto de ebullicin del a*ua ( de cual#uier otro luido) est7 directamente

relacionado con la presin atmosfrica.Bor e"emplo en la cima del Everest el a*ua

'ierve a unos I8O mientras #ue al nivel del mareste valor sube 'asta 100O. +el

mismo modo el a*ua cercana a fuentes *eotrmicaspuede alcanzar temperaturas de

cientos de *rados cent&*rados se*uir siendo luida. Mu temperatura cr&tica es de

,>,85 (I;>1; @) su valor espec&fico de fusin es de 0,,; JPK* su &ndiceespec&fico de vaporizacin es de --,JPK*.

El a*ua es un disolvente mu potente al #ue se 'a catalo*ado como el disolvente

universal afecta a muc'os tipos de sustancias distintas. Las sustancias #ue se

mezclan se disuelven bien en a*ua Qcomo las sales azcares 7cidos 7lcalis

al*unos *ases(como el o&*enoo el diido de carbono mediante carbonacin)Q son

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edia.org/wiki/%C3%81lcalihttp://es.wikipedia.org/wiki/Gashttp://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%B3xido_de_carbonohttp://es.wikipedia.org/wiki/Carbonaci%C3%B3n


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llamadas'idrfilas mientras #ue las #ue no combinan bien con el a*ua Qcomo l&pidos

*rasasQ se denominan sustancias 'idrfobas.

El a*ua es miscible con muc'os luidos como el etanol en cual#uier proporcin

formando un luido 'omo*neo. Bor otra parte los aceitesson inmiscibles con el a*ua

forman capas de variable densidad sobre la superficie del a*ua. omo cual#uier *asel vapor de a*ua es miscible completamente con el aire.

El a*ua pura tiene una conductividad elctricarelativamente ba"a pero ese valor se

incrementa si*nificativamente con la disolucin de una pe#uea cantidad de material

inico como el cloruro de sodio.

El a*ua tiene el se*undo &ndice m7s alto de capacidad calor&fica espec&ficaQslo por

detr7s del amon&acoQ as& como una elevada entalp&a de vaporizacin(;0I5 JP mol31)2

ambos factores se deben al enlace de 'idr*eno entre molculas. Estas dos inusuales

propiedades son las #ue 'acen #ue el a*ua RmodereR las temperaturas terrestres

reconduciendo *randes variaciones de ener*&a.

La densidad del a*ua luida es mu estable var&a poco con los cambios de

temperatura presin. / la presin normal (1 atmsfera) el a*ua luida tiene una

m&nima densidad (0958 J*Kl) a los 100 . /l ba"ar la temperatura aumenta la densidad

(por e"emplo a 90 tiene 09I5 J*Kl) ese aumento es constante 'asta lle*ar a los

,8 donde alcanza una densidad de 1 J*Klitro. Esa temperatura (,8 ) representa

un punto de inflein es cuando alcanza su m7ima densidad (a la presin

mencionada). / partir de ese punto al ba"ar la temperatura la densidad comienza a

disminuir aun#ue mu lentamente (casi nada en la pr7ctica) 'asta #ue a los 0

disminue 'asta 09999 J*Klitro. uando pasa al estado slido (a 0 ) ocurre una

brusca disminucin de la densidad pasando de 09999 J*Kl a 091> J*Kl.

Me usar7 el a*ua en la planta para el lavado de e#uipos para el enfriamiento3calentamiento

en las diferentes operaciones unitarias en la planta se deber7 tomar precauciones con

respecto a la dureza del a*ua sus efectos microbiol*icos al momento de su circulacin por

los intercambiadores de calor calderas *eneradoras de vapor.

3. Prodcto-

10
http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3filohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3filohttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADpidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Grasahttp://es.wikipedia.org/wiki/Grasahttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3fobohttp://es.wikipedia.org/wiki/Miscibilidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Miscibilidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Etanolhttp://es.wikipedia.org/wiki/Aceitehttp://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cloruro_de_sodiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttp://es.wikipedia.org/wiki/Amon%C3%ADacohttp://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa_de_vaporizaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Kghttp://es.wikipedia.org/wiki/Kghttp://es.wikipedia.org/wiki/Kghttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3filohttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADpidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Grasahttp://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3fobohttp://es.wikipedia.org/wiki/Miscibilidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Etanolhttp://es.wikipedia.org/wiki/Aceitehttp://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cloruro_de_sodiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttp://es.wikipedia.org/wiki/Amon%C3%ADacohttp://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa_de_vaporizaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Kg


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3.1. Acetona

Me presenta de tipo an'idra en un 995< de concentracin siendo el resto a*ua en su

maor&a. Bresentacin tambores -00 lts. +escripcin La acetona o propanona es un

compuesto #u&mico del *rupo de las cetonas #ue se encuentra naturalmente en el medio

ambiente. / temperatura ambiente se presenta como un luido incoloro de olor caracter&stico.

Me evapora f7cilmente es inflamable es soluble en a*ua. La acetona sintetizada se usa en la

fabricacin de pl7sticos fibras medicamentos otros productos #u&micos as& como disolvente

de otras sustancias #u&micas. /dem7s de la produccin industrial eisten otras v&as de s&ntesis

de acetona S =iofermentacin S Gidacin de polipropileno S Gidacin de diisopropilbenceno

La aplicacin m7s importante de la acetona se encuentra en la fabricacin de :etil metacrilato

un material antifra*mentacin alternativo al vidrio en la industria de la construccin. La

demanda de acetona es un indicador del crecimiento econmico de cada re*in a #ue

depende directamente de la marc'a de las industrias del automvil construccin

microelectrnica. Me encuentra en forma natural en plantas 7rboles en las emisiones de

*ases volc7nicos o de incendios forestales como producto de de*radacin de las *rasas

corporales. !ambin se encuentra presente en los *ases de tubos de escape de automvilesen 'umo de tabaco en vertederos. Los procesos industriales aportan una maor cantidad de

acetona al medio ambiente #ue los procesos naturales.

Propiedade- 0-ica-E-tado de areaci/n LuidoApariencia ?ncoloroDen-idad >90 J*Km,2 0>9 *Kcm,Ma-a (olar 58*KmolPnto de -i/n 1>8- @ (395 )Pnto de e'llici/n ,-9; @ (5I ),i-co-idad 0,- cBa -0 (-9,@)Propiedade- 40(ica-Sol'ilidaden aa Moluble. !ambin puede disolverse en etanol isopropanoltoluenoMo(ento dipolar -91 +Peliro-idadPnto deinla(a'ilidad

-5, @ (3-0 )

Te(peratra deatoinici/n

>,8 @ (;I5 )

Rie-o-

Ine-ti/n C7useas vmitos (para maor informacin vase ?n'alacin).In)alaci/n Malivacin confusin mental tos vrti*o somnolencia dolor de

cabeza dolor de *ar*anta prdida del conocimiento.

Piel Biel seca enro"ecimiento.O6o- Enro"ecimiento dolor visin borrosa. Bosible dao en la crnea.

3.2. 7idr/eno

11
http://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3n_de_la_materiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cent%C3%ADmetro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Masa_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Molhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_fusi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Poisehttp://es.wikipedia.org/wiki/Grado_Celsiushttp://es.wikipedia.org/wiki/Kelvinhttp://es.wikipedia.org/wiki/Kelvinhttp://es.wikipedia.org/wiki/Solubilidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Solubilidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Etanolhttp://es.wikipedia.org/wiki/Isopropanolhttp://es.wikipedia.org/wiki/Toluenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Toluenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_dipolar_qu%C3%ADmicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Debyehttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_inflamabilidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_inflamabilidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_autoignici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_autoignici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3n_de_la_materiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cent%C3%ADmetro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Masa_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Molhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_fusi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Poisehttp://es.wikipedia.org/wiki/Grado_Celsiushttp://es.wikipedia.org/wiki/Kelvinhttp://es.wikipedia.org/wiki/Solubilidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Etanolhttp://es.wikipedia.org/wiki/Isopropanolhttp://es.wikipedia.org/wiki/Toluenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Momento_dipolar_qu%C3%ADmicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Debyehttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_inflamabilidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_inflamabilidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_autoignici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_autoignici%C3%B3n


12/100

Es un elemento #u&micorepresentado por el s&mbolo D nmero atmico1. En condiciones

normalesde presin temperatura es un *asdiatmico (D-) inodoro ins&pido no met7lico

altamente inflamable. on una masa atmica de 100>9;(>) u el 'idr*eno es el elemento

#u&mico m7s li*ero es tambin el elemento m7s abundante constituendo aproimadamente

el >,9< de la materia visible del universo.

Mus principales aplicaciones industriales son el refinadodecombustiblesfsiles (por e"emplo el

'idrocracJin*) la produccin de amon&aco(usado principalmente para fertilizantes)

Propiedade- 0-ica-

E-tado ordinario Tas

Den-idad 00899 J*Km,

Pnto de -i/n 1;0-5 @ (3-59 )

Pnto de e'llici/n -0-I8 @ (3-5, )

Pnto de inla(a'ilidad -55 @ (318 )

Entalp0a de 8apori5aci/n 0;;9,I JPKmol

Entalp0a de -i/n 0058I8 JPKmol

Pre-i/n de 8apor -09Baa -, @

Pnto cr0tico -,9> @ (3-;9 )1-9,U10I Ba

,ol(en (olar --;-V103, m,Kmol

,ario-

Calor e-pec0ico 1;,0;U10; PK(@UJ*)

Condcti8idad t9r(ica 01815 K(@Um)

12
http://es.wikipedia.org/wiki/Elemento_qu%C3%ADmicohttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_at%C3%B3micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Condiciones_normales_de_presi%C3%B3n_y_temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Condiciones_normales_de_presi%C3%B3n_y_temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Condiciones_normales_de_presi%C3%B3n_y_temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Gashttp://es.wikipedia.org/wiki/No_metalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Inflamablehttp://es.wikipedia.org/wiki/Masa_at%C3%B3micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_masa_at%C3%B3micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Abundancia_de_los_elementos_qu%C3%ADmicoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Universohttp://es.wikipedia.org/wiki/Refinadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Refinadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Combustiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Combustiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Craqueohttp://es.wikipedia.org/wiki/Amon%C3%ADacohttp://es.wikipedia.org/wiki/Fertilizantehttp://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3n_de_la_materiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Gashttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramo_por_metro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_fusi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_inflamabilidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa_de_vaporizaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilojulio_por_molhttp://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa_de_fusi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilojulio_por_molhttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_de_vaporhttp://es.wikipedia.org/wiki/Pascal_(unidad_de_presi%C3%B3n)http://es.wikipedia.org/wiki/Pascal_(unidad_de_presi%C3%B3n)http://es.wikipedia.org/wiki/Punto_cr%C3%ADtico_(termodin%C3%A1mica)http://es.wikipedia.org/wiki/Pascal_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbico_por_molhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttp://es.wikipedia.org/wiki/Julio_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Kelvinhttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad_t%C3%A9rmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Conducci%C3%B3n_de_calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Elemento_qu%C3%ADmicohttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_at%C3%B3micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Condiciones_normales_de_presi%C3%B3n_y_temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Condiciones_normales_de_presi%C3%B3n_y_temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Gashttp://es.wikipedia.org/wiki/No_metalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Inflamablehttp://es.wikipedia.org/wiki/Masa_at%C3%B3micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_masa_at%C3%B3micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Abundancia_de_los_elementos_qu%C3%ADmicoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Universohttp://es.wikipedia.org/wiki/Refinadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Combustiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Craqueohttp://es.wikipedia.org/wiki/Amon%C3%ADacohttp://es.wikipedia.org/wiki/Fertilizantehttp://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3n_de_la_materiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Gashttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramo_por_metro_c%C3%BAbicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_fusi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_inflamabilidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa_de_vaporizaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilojulio_por_molhttp://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa_de_fusi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilojulio_por_molhttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_de_vaporhttp://es.wikipedia.org/wiki/Pascal_(unidad_de_presi%C3%B3n)http://es.wikipedia.org/wiki/Punto_cr%C3%ADtico_(termodin%C3%A1mica)http://es.wikipedia.org/wiki/Pascal_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbico_por_molhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttp://es.wikipedia.org/wiki/Julio_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Kelvinhttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramohttp://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad_t%C3%A9rmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Conducci%C3%B3n_de_calor


13/100

CAPITULO v

U!icaci"n

13


14/100

Y

Empla#amiento

CAPITULO ,

U:ICACI;N Y EMPLA


15/100

;. lima

5. Wacilidades de transporte

I. Muministro de a*ua

>. +isposicin de desperdicios

8. :ano de obra

9. ?mpuestos restricciones le*ales

10. aracter&sticas del lu*ar

11. Broteccin contra incendios e inundaciones

1-. Wactores comunitarios.

Los factores #ue deben ser evaluados en un estudio de localizacin de una planta indican la

necesidad de una vasta informacin a sea cuantitativa (estad&stica) como cualitativa.

Welizmente un *ran nmero de entidades pblicas privadas publican informacin de este tipo

reduciendo el tiempo necesario para a*enciarse de esta informacin.

La planta #u&mica puede ubicarse en zonas donde se ten*a f7cil acceso a las materias primas

el alco'ol isoprop&lico es sintetizado del propileno materia prima #ue es comercializada por

plantas petro#u&micas motivo por el cual se puede ubicar la planta en el oriente o el valle del

pa&s o lu*ares primos a plantas #ue sintetizan dic'a materia prima.

Me emplazar7 la planta cerca a la refiner&a Tualberto Aillarroel ubicada en el @m > de la /v.

Betrolera de no ser posible se la deber7 ubicar en el Par4e Ind-trial de Santi8a$e5 a #ueambas ubicaciones cumplen con los re#uisitos detallados arriba as& mismo las condiciones

clim7ticas de oc'abamba son m7s favorables #ue las del Griente las temperaturas en todo el

ao fluctan entre 10 ,0 a lo lar*o de todo el ao razn por la cual se podr7 conservar

adecuadamente las materias evitando evaporizaciones consumo ener*tico innecesario2 as&

mismo la ubicacin en el par#ue industrial se presenta como una me"or opcin de ubicacin de

la planta a #ue no eisten problemas por factores comunitarios sin embar*o la facilidad de

transporte caminos se 'alla un poco restrin*ida sin embar*o con el paso de los aos el

par#ue va creciendo las condiciones van me"orando.

15


16/100

CAPITULO vi

In$enier%a

Del

16


17/100

Pro&ecto

CAPITULO ,I

IN>ENIERA DEL PROYECTO

1. Proce-o de prodcci/n

La conversin del alco'ol isoprop&lico en acetona se producir7 por des'idro*enacin catal&tica

en un reactor tubular de lec'o empacado isotrmico soportado sobre catalizador de

cobreKlatnKplomo donde se desprecia los efectos de ca&da de presin debido a #ue esta es

insi*nificante.

La reaccin #u&mica es la si*uiente

1(D,)-DGD H 1(D,)-G F1 D-

Ctese #ue las reacciones secundarias no son incluidas esto se debe a #ue tanto el consumo

formacin de reactivos productos es mu pe#ueo compar7ndolo con la reaccin principal.

2. Condicione- de operaci/n

2.1. Te(peratra

El control de temperatura en todas las etapas del proceso es importante esto para lo*rar

elevados rendimientos de produccin en la formacin del producto empero el control de

temperatura en el reactor es el de maor importancia a #ue a ba"as temperaturas o

temperaturas fueras del ran*o de operacin la conversin se 'alla disminuida a sea

form7ndose productos indeseables o no alcanz7ndose la m7ima conversin debido a una

temperatura de operacin #ue se ale"a de la ptima.

17


18/100

Me observa de referencias manipulando pro*ramas de simulacin 4Dss #ue la temperatura

de operacin ptima del reactor debe ser de ,50 obtenindose con esta temperatura una

conversin de 90


19/100

El alco'ol isoprop&lico comercial se recepciona en un tan#ue de almacenamiento con

capacidad de almacenamiento de 8000000 lbm la temperatura de almacenamiento es de

-5.

B@11 ,l8la de Ali(entaci/n

Bara la circulacin de la materia prima se usar7 una v7lvula de compuerta #ue alimenta alvaporizador 32 l'(#) de /?B la ca&da de presin de la v7lvula se re*ula para dar lassi*uientes condiciones de operacin

!X>> W

BX1.01 bar

,@1" ,apori5ador

Me vaporiza el /?B acondicionando la materia para la reaccin #u&mica las condiciones de

salida son

!X 5>IW

BX 1.01 bar

>@113 Co(pre-or para Ali(entaci/n al Reactor

El compresor transporta el *as para la alimentacin al reactor #u&mico las condiciones de

salida del reactor son

!X II-W

BX -., bar

R@11 Reactor T'lar I-ot9r(ico

Me alimenta el /?B a II- W -., bar la reaccin transcurre en fase *aseosa sobre el

catalizador la reaccin principal es

1(D,)-DGD H 1(D,)-G F1 D-

Las condiciones de salida del reactor son

!X II-W

BX - bar

onversin YX90 bar

a&da de presinX 0.19I, psi

E@112 Interca('iador de t'o- = cora5a

Me enfr&an los productos de reaccin con a*ua de enfriamiento se condensan los vapores

4manteniendo siempre la razn de e#uilibrio el ran*o de condensacin el componente

maoritario no condensado ser7 el 'idr*eno se enfr&an las condiciones son

T'o-

t1X I-.IW

t-X 9>.IW

B1X -.0-I bar

a&da de presinX-.0-I31.;1; barX8.8>9 psi

Wlu"o m7sico de a*uaX 50lbmK'

Cora5a

20


21/100

!1X -1-W

!-X I8W

B1X 1.98> bar

B-X 1.,19 bar

a&da de presinX 9.I>> psi

D@1& ?la-) Adia'tico

Me separa la mezcla luida de la *aseosa la mezcla luida #ue contiene maoritariamente

acetona a*ua alco'ol isoprop&lico se env&a a la primera columna de destilacin continua la

presin temperatura se mantiene.

>@1&1 Co(pre-or para 7idr/eno

La mezcla de 'idr*eno acetona /?B a*ua no condensada es comprimida almacenada.

L@12! :o('a para a(ento de pre-i/n

Me instala una bomba a la salida del flas' para aumentar la presin del luido #ue se

alimentar7 a la columna de destilacin +31-0.

BX1.5 bar

E@12" Interca('iador de calor para a(ento de te(peratra

Me precalentar7 la mezcla luida para alimentarla a la columna de destilacin a su temperatura

de burbu"a con las si*uientes condiciones.

!X1I1., W

BX1.5bar

D@12 Col(na de de-tilaci/n de Acetona

El producto de fondo del flas' in*resa a la columna de destilacin como luido saturado a la

presin de operacin de la columna #ue opera a 1.5 bar con reflu"o de 1.05 veces el reflu"o

m&nimo se recupera el 99< de la acetona en el producto destilado el 99.5< del alco'olisoprop&lico en el producto de fondo. El producto de fondo de la primera columna se env&a a

una se*unda columna para la separacin del a*ua el alco'ol isoprop&lico.

E@123 Conden-ador total de de-tilado

Me condensa totalmente enfr&a el reflu"o destilado procedente del tope de la columna la

temperatura de enfriamiento es de 1;0W una parte retorna a la columna como reflu"o el resto

se env&a al intercambiador de calor E31-;

21


22/100

E@12& Enriador de de-tilado

Me enfr&a la acetona a I8W para su almacenamiento

L@12A :o('a para al(acena(iento de Acetona

Me transporta la acetona a un tan#ue de almacenamiento para ser comercializado la presinde salida de la bomba es de -.0- bar la temperatura de -0.

E@121 Re)er8idor

Me vaporizan parcialmente el producto de fondo de la columna para realimentarlo a la columna

una parte de los productos de fondo de la columna se env&an a la se*unda columna el

restante vaporizado se recircula a la primera columna.

D@13 Col(na de de-tilaci/n de AIP %alco)ol i-oprop0lico*

El producto de fondo de la primera columna in*resa a la columna de destilacin de /?B #ue

opera a 1.- bar con reflu"o de 1.- veces el reflu"o m&nimo se recupera el 99.9< del /?B en el

producto destilado el 99.9< del a*ua en el producto de fondo. El a*ua se usar7 para

satisfacer las demandas ener*ticas del proceso mientras #ue el /?B de los productos del

destilado ser7n recirculados sin embar*o se ver7 si es conveniente econmicamente.

E@133 Conden-ador total de de-tilado

Me condensa totalmente enfr&a el reflu"o destilado procedente del tope de la columna una

parte retorna a la columna como reflu"o el resto se env&a al intercambiador de calor E31,;

L@13A :o('a para rel6o de AIP

Me transporta el /?B a un mezclador para ser retroalimentado la presin de salida de la bomba

es de -.0- bar.

E@131 Re)er8idor

Me vaporizan parcialmente el producto de fondo de la columna para realimentarlo a la columna

una parte de los productos de fondo de la columna se retiran como productos de fondo #ue

contienen esencialmente a*ua el restante vaporizado se recircula a la columna.

L@132A :o('a para prodcto- de ondoMe bombea isotrmicamente el luido de los productos de fondo de la se*unda columna 'acia

la presin de salida de la bomba es de -.0- bar el a*ua se enviar7 a al*una unidad de proceso

para satisfacer demandas ener*ticas de la planta.

&. Diara(a de l6o del proce-o

22


23/100

23


24/100

24


25/100

25


26/100

. :alance de Ma-a

.1. Clclo-

Muposiciones

Estado estacionario

El principio de conservacin nos dice #ue la masa ener*&a no se crea ni se destrue solo se

transforma apoados en este enunciado el balance de masa para un proceso cual#uiera es el

si*uiente

M2

M1

M3

M1FM2GM3

Comenclatura

m1Xflu"o m7sico de la corriente uno

YD-G1Xcomposicin de a*ua en la corriente uno

YXconversin del reactivo limitante /?B


Me alimenta 5,8- lbmK' de alco'ol isoprop&lico comercial al 88< pKp

m1=5382 lbm/h

m1=m2

m1*XAIP1=0.88*5382=4736.16 lbm/h

m1*XH2O1=0.12*5382=645.84 lbm/h

26


27/100

,@1" ,apori5ador

m2=5382 lbm/h

m2=m3

m2*XAIP2=0.88*5382=4736.16 lbm/h

m2*XH2O2=0.12*5382=645.84 lbm/h

>@113 Co(pre-or para Ali(entaci/n al Reactor

m3=5382 lbm/h

m3=m4

m3*XAIP3=0.88*5382=4736.16 lbm/h

m3*XH2O3=0.12*5382=645.84 lbm/h

27


28/100


1(CH3)2CHOH 1(CH3)2CO +1 H2

AIP=60

H2=2

A!"#$%&=58

m4=5382 lbm/h

m4=m5

m4*XAIP4=0.88*5382=4736.16 lbm/h

m4*XH2O4=0.12*5382=645.84 lbm/h

m4*XH2O4= m5*XH2O5

m4*XAIP4 ' m5*XAIP5=0.9* m4*XAIP4

m5*XAIP5=0.1* m4*XAIP4=473.616 lbm/h

m5*XA!"#$%&5= 0.9* m4*XAIP4/ AIP*1/1* A!"#$%&=4120.46 lbm/h

m5*XH25= 0.9* m4*XAIP4/ AIP*1/1* H2=141.9 lbm/h

28


29/100

E@111 Interca('iador de t'o- = cora5a 12

m5=5382 lbm/h

m5=m6

m6*XAIP6=473.616 lbm/h

m6*XA!"#$%&6=4120.46 lbm/h

m6*XH26=141.9 lbm/h

m6*XH2O6=645.84 lbm/h


m6=5382 lbm/h

m6=m7


m7*XA!"#$%&7=4120.46 lbm/h

m7*XH27=141.9 lbm/h

m7*XH2O7=645.84 lbm/h

29


30/100


&!!% "% m&,&

XH28=0.1656

XAIP8=0.0277

XA!"#$%&8=0.7821

XH2O8=0.02454

XH29=0

XAIP9=0.0994

XA!"#$%&9=0.7627

XH2O9=0.1379

m7=5382 lbm/h

m7=m8+m9

m7*XH27= m8*XH28=141.900008 lbm/h

m7*XAIP7= m9*XAIP9+ m8*XAIP8=473.616 lbm/h

m7*XA!"#$%&7= m9*XA!"#$%&9+ m8*XA!"#$%&8=4120.46 lbm/h

m7*XH2O7= m9*XH2O9+ m8*XH2O8=645.84 lbm/h

m8*XH28+ m8*XAIP8+ m8*XH2O8+ m8*XA!"#$%&8=m8

m9= m9*XA!"#$%&9+ m9*XAIP9+ m9*XH2O9

30

+e acuerdo a las razones de e#uilibrio

luido3vapor tomando en consideracin

el punto de burbu"a de roc&o la composicin

en el vapor el luido de la mezcla es lasi*uiente.


31/100

m8=856.662lbm/h

m8*XH28=141.900008 lbm/h


m8*XA!"#$%&8=670.0077 lbm/h

m8*XH2O8=21.022 lbm/h

m9=4525.4334 lbm/h


m9*XA!"#$%&9=3451.4528 lbm/h

m9*XH2O9=623.9866 lbm/h


m8X856.662lbm/h

L@12! :o('a para a(ento de pre-i/n

31


32/100

m9=m10=4525.4334 lbm/h

E@12" Interca('iador de calor para a(ento de te(peratra

m10=m11=4525.4334 lbm/h


32


33/100

m11= 4525.4334 lbm/h

m11*XAIP11=449.994 lbm/h

m11*XA!"#$%&11=3451.4528 lbm/h

m11*XH2O11=623.9866 lbm/h

m11=m12+m14

0.99*m11*XA!"#$%&11= m12*XA!"#$%&12=3416.9383 lbm/h

0.01*m11*XA!"#$%&11= m14*XA!"#$%&14= 34.5145 lbm/h

0.995*m11*XAIP11= m14*XAIP14=447.744 lbm/h

(1-0.995)*m11*XAIP11= m12*XAIP12=2.2500 lbm/h

m11*XH2O11= m14*XH2O14=623.9866 lbm/h

m12= m12*XAIP12+ m12*XA!"#$%&12=3419.1883 lbm/h

m14= m14*XH2O14+ m14*XAIP14+ m14*XA!"#$%&14=1106.2451 lbm/h

33


34/100

'racci"n en masa

XA!"#$%&12=0.9993

XAIP12=0.0007

XA!"#$%&14=0.0312

XAIP14=0.4047

XH2O14=0.5641

'racci"n en mol

A!"#$%&12=0.9993

AIP12=0.0007

A!"#$%&14=0.014

AIP14=0.1744

H2O14=0.8116

E@12& Enriador de de-tilado @ L@12A :o('a para al(acena(iento de Acetona

m12=m13

m12*XA!"#$%&12=3416.9383 lbm/h

m12*XAIP12=2.2500 lbm/h

34


35/100


m14= 1106.2451 lbm/h

m14*XA!"#$%&14= 34.5145 lbm/h

m14*XAIP14=447.744 lbm/h

m14*XH2O14=623.9866 lbm/h

m14=m15+m17

0.999*m14*XH2O14= m17*XH2O17=623.363 lbm/h

(1-0.999)*m14*XH2O14= m15*XH2O15=0.624 lbm/h

0.999*m14*XAIP14= m15*XAIP15= 447.296 lbm/h

(1-0.999)*m14*XAIP14= m17*XAIP17=0.448 lbm/h

m14*XA!"#$%&14= m15*XA!"#$%&15=34.5145 lbm/h

m15= m15*XH2O15+m15*XAIP15+m15*XA!"#$%&15=482.4345 lbm/h

m17=m17*XH2O17+m17*XAIP17=623.8111 lbm/h

35

'racci"n en mol

A!"#$%&14=0.014

AIP14=0.1744

H2O14=0.8116

A!"#$%&15=0.0736

AIP15=0.9221

H2O15=0.00423

A!"#$%&17=0.

AIP17=0.0002

H2O17=0.9998


36/100

'racci"n en masa

XA!"#$%&14=0.0312

XAIP14=0.4047

XH2O14=0.5641

XA!"#$%&15=0.0715

XAIP15=0.9272

XH2O15=0.0013

XA!"#$%&17=0

XAIP17=0.0007

XH2O17=0.9993

L@13& :o('a para rel6o de AIP

m15=m16=482.4345 lbm/h

m15*XA!"#$%&15= m16*XA!"#$%&16=34.5145 lbm/h

m15*XAIP15= m16*XAIP16= 447.296 lbm/h

m15*XH2O15= m16*XH2O16=0.624 lbm/h

L@132A :o('a para prodcto- de ondo

36


37/100

m17= m18= 623.8111 lbm/h

m17*XH2O17= m18*XH2O18=623.363 lbm/h

m17*XAIP17= m18*XAIP18=0.448 lbm/h

37


38/100

.2. Cadro de 'alance de (a-a Hl'(#)

Nota

El balance de masa inicial se realiz sin tomar en cuenta condiciones de reflu"o

C$"%

#"

AIP 4736.

16

4736.

16

4736.

16

4736.

16

473.6

16

473.6

16

473.6

16

23.732 449.994 449.994 449.994 2.2500

H2O 645.8

4

645.8

4

645.8

4

645.8

4

645.8

4

645.8

4

645.8

4

21.022 623.986

6

623.986

6

623.986

6

0

A!"#$%

&

0 0 0 0 4120.

46

4120.

46

4120.

46

670.00

77

3451.45

28

3451.45

28

3451.45

28

3416.93

83H2 0 0 0 0 141.0

9

141.9 141.9 141.9 0 0 0 0

$#&l 5382 5382 5382 5382 5382 5382 5382 856.66

2

4525.43

34

4525.43

34

4525.43

34

3419.18

83

C$"%

#"

AIP 2.2500 447.744 447.29

6

447.29

6

0.448 0.448

H2O 0 623.986

6

0.624 0.624 623.36

3

623.36

3A!"#$%

&

3416.93

83

34.5145 34.514

5

34.514

5

0 0

38


39/100

H2 0 0 0 0 0 0

$#&l 3419.18

83

1106.24

51

482.43

45

482.43

45

623.81

11

623.81

11

39


40/100

". :alance de ener0a

".1. Clclo-

" #$m& %& #"m"& " """%!& " 77

H1=%#&l& " l& !$"%#" 1 :#/lbm;

H< !$m=%#&l& " =0.53 :#/lbm* >&$B

H< AIP=285 :#/lbm & 180.3

CH2O @=1:#/lbm* @?$B

CH2O >=0.46 :#/lbm* @113 Co(pre-or para Ali(entaci/n al Reactor

CAIP @=0.76 :#/lbm* @?$B

CAIP >=0.57 :#/lbm* >&$B

H< AIP=270 :#/lbm & 212

CH2O @=1:#/lbm* @?$B

CH2O >=0.48 :#/lbm*


41/100

+XAIP4*(CAIP@*(212-77)+H*(662-212))=693.91 :#/lbm

,alor real con 7=-=-

CpL=0.8 Btu

lbm

Q=1.88510

6

5382

Btulbm

CpV=0.57 Btu

lbm

H4=CpL(102.325 )1.8+Q+CpV(350102.3 )1.8

H4=715.69Btulbm


1(CH3)2CHOH 1(CH3)2CO +1 H2

XAIP5=0.088

XH2O5=0.12

XA!"#$%&5=0.766

XH25=0.026

CAIP @=0.76 :#/lbm* @?$B

CAIP >=0.57 :#/lbm* >&$B

H< AIP=270 :#/lbm & 212

CH2O @=1:#/lbm* @?$B

CH2O >=0.48 :#/lbm* =0.46:#/lbm*


42/100

H< A!"#$%&= 270 :#/lbm & 212

CH2>=3.45 :#/lbm*

H5= XH2O5*(CH2O@*(250-77)+H*(662-212))

+XAIP5*(CAIP@*(212-77)+H*(662-212))

+XA!"#$%&5*(CA!"#$%&@*(212-77)+H*(662-212))

+XH25*CH2>*(662-77)=558.2:#/lbm.

,alor real con 7=-=-

Q=1.81110

6

5382

Btulbm

CpV=0.56 Btulbm

H5=Q+CpV(35076.58 )1.8

H5=612.0994Btu

lbm


H5=612.0994Btu

lbm

0=m5H5m 6H6+Q

Q=1.28810

6

5382

Btu

h

lbmh

H6=372.7832Btulbm

42


43/100


H6=372.7832Btulbm

Q=1.97710

6

5382

Btuh

lbmh

0=m6H6m7H7+Q

H7=5.44764Btu

lbm


m8=856.662lbm/h

m9=4525.4334 lbm/h

m7=5382 lbm/h

H7=5.44764Btu

lbm

m8H7+m 9H7=m 8H8+m 9H9

m8(H7H8 )=m9(H9H7)

Cpm=0.5955 Btu

lbm

T9=68

43


44/100

H9=Cpm(T9Tref)=5.3595Btulbm

H8=62.53722Btu

lbm


>&m$, & #$m& "l m,m$


45/100

H121=XAcetona12[CpAcetonaL (Teb AcetonaTref)+vap Acetona+CpAcetona V(T12Teb Acetona ) ]

H122=XAIP12 [CpAIP L (Teb AIPTref)+vap AIP+CpAIPV(T12Teb AIP) ]

H121=248.75Btulbm

H122=0.2456Btulbm

H12=H121+H122=248.9955Btulbm

H14Acetona=XAcetona14CpAcetonaL (T14Tref)=1.8935Btulbm

H14AIP=XAIP 14CpAIP L (T14Tref)=37.083Btulbm

H14H2O=XH2O14CpH2O L (T14Tref)=67.665Btulbm

H14=H14AIP+H14H2O+H14Acetona=106.6424Btulbm

Para calcularQc solo seretira calor latente la ecuaci n es

Qc=(XAcetona12vap Acetona+XAIP12vap AIP )m12=209.44Btulbm

3419.1881lbm

h

Qc=7.16105Btu

h

45


46/100

Para calcular Qr hacemosbalanceener ! ticoeneral

Qr=Qc+m12H12+m14H14m11H11=1.4426106Btu

h

E@12& Enriador de de-tilado @ L@12A :o('a para al(acena(iento de Acetona

Q=1.548105 Btu

h H12=248.9955

Btulbm

m13H13=m12H12+Q H13=203.7216Btulbm


H14=106.6424Btulbm

T15=185.2T17=220.4

H151=XAcetona15[CpAcetonaL (Teb AcetonaTref)+vap Acetona+CpAcetonaV(T15Teb Acetona)]

H152=XAIP15 [ CpAIP L (Teb AIPTref)+vap AIP+CpAIPV(T15Teb AIP ) ]

H153=XAIP15[CpAIPL (Teb AIPTref)+vap AIP+CpAIPV(T15Teb AIP ) ]

46

CpH2O L=1.008 Btu

lbm

TebH2O=220.7

CpH2OV=0.46 Btu

lbm

vapH2O=946.7Btu

lbm

XA!"#$%&15=0.0715

XAIP15=0.9272

CpAIPL

=0.76 Btu

lbm

Teb AIP=187.8

vap AIP=280.8Btulbm

CpAcetonaL=0.53

Btu

lbm

Teb Acetona=142

vap Acetona=212.3Btulbm


47/100

H151=18.693Btulbm

H152=337.400Btulbm

H153=1.3978Btulbm

H15=H151+H152+H151=357.4908Btu

lbm

H17AIP=XAIP17CpAIPL (T17Tref)=0.07629Btu

lbm

H17H2O=XH2O17CpH2 O L (T17Tref)=65.9178Btulbm

H17=H17AIP+H17H2O=65.9941Btulbm

Para calcular Qc solo se retira calor latente la ecuaci n es

Qc=(XAcetona15vap Acetona+XH2O 15vap H2 O+XAIP15vap AIP )m15

Qc=1.335105 Btu

h

Para calcular Qr h acemos balance ener ! tico eneral

Qr=Qc+m17H17+m15H15m14H14=2.2918105Btu

h

L@13& :o('a para rel6o de AIP

H15=H16=357.4908Btulbm

L@132A :o('a para prodcto- de ondo

H17=H18=65.9941Btulbm

47


48/100

".2. Cadro de 'alance de ener0a

!refX>>W

P$"&

Pb&; 2.0

2

1.0

1

1.01 2.3 2 1.987 1.32 1.32 1.32 1.5 1.5 1.5

; 77 77 576 662 662 212 68 68 68 68 161.3 154.5

FH:#/lb

m;

0 0 653.574 715.6

9

612.09

94

372.78

32

5.447

64

62.537

22

-5.3595 -5.3595 53.6401 248.995

5

P$"&

Pb&; 2.02 1.5 1.2 2 1.2 2

; 68 196 185.2 185.2 220.4 220.4

FH:#/lb

m;

248.995

5

106.64

24

357.49

08

357.49

08

65.994

1

65.994

1

48


49/100

!. Di-e$o de E4ipo-

?@1 Tan4e de Al(acena(iento

Lquido retenido y volumen del tanque

Se recepcionar la materia prima para producir por 15 das, el fujo es 5382lbm/h

entonces

m=1937520 lbm

"etencion=Lpie

3

#ia15 # $a

L= flu%o volum!trico #ela me&clali'ui#a=m

(L=

5382lbm

h

49lbm

pie3

=109.83673pie

3

h

Por tanto "etencion=39541.2245pie3

Este volumen euivale a !5" del tanue por tanto para el 1##" el volumen es

V=52721.6327pie3

Altra & di(metro del tan)e

Para el volumen calcula#o V=52721.6327pie3) suponien#o una relacin altura

#i*metroiual

atresh+=3,el #i*metro#el tan'ue es :

V=,+

2

4 h +=28.179pie

49


50/100

Correspon#ientementela altura ser* h=84.5371pie


El ob"etivo principal consiste en calcular el coeficiente de v7lvula.

=-.Abertura((P1P2)

-=

[ /

h

/Pa/

m3

]=m 1=m2=2441

/h

P1P2=202101=101 /Pa

Abertura=50

(=784.9/

h

-=12.26

50


51/100

,@1" ,apori5ador

+atos

$e%cla &'ua

t1( !!)* +1( 5!!8)*

t2( 5!5!)* +2( 5!!8)*

+emperaturas promedio

t(32-35)* +(5!!8)*

w=fujo de masa mezcla [lbm/h]=53!

Cpm=0.5 Btu

lbm0

1=1.0021022.42

lbmpieh

/=1.46102 Btu

hpie0

s=0.001305

"=fujo de masa a#ua [lbm/h]

2e #ispone#e auaa una presinP=90=596.7929Btulbm

1=2.0141022.42 lbm

pieh

51


52/100

/=2.525102 Btu

hpie0

s=0.033984

Q=3.46510

6Btuh

3=

Q=5860.0345

lbmh

"=0 supon#remos1o2pasos porlos tubos ) 1paso por lacora&a

4L+Tcontracorriente=91.0989 0 por tanto5 t=4L+Tcontracorriente=91.09989 0

Tomamos #elatabla8 6+=85

Btu

0 pie2

h

A= Q

6+5 t=447.4726pie

2

+efinimos +7t=

3

4pul 16 B38 L=16pie

Conello #etabla10+It=0.62pula

9 9=0.1963

pie2

pie a

9t=0.302pul

2

:t=

A

a9 9L=142.47 tubos

+etabla 9PT=

15

16pul +Ic=15

1

4pul :t=160Arrelotria nular

Correimos el A=:ta

9 9L=502.528pie

2) 6+=

QA5 t

=75.6877 Btu

0 pie2h

52

Cora&a=flui#o fr$ome&cla

as=+Icc

9B

PT

c9=PT+7t=0.1875pul

+Ic5


53/100

6L=h iohohio+ho

=9.263 Btu

0 pie2h

"+calc=6L6+6L6+

=

"+re'ueri#o=0.003"+ calc>"+re'ueri#oX

" "b" ","G& "l %#"!&mb&$ , b"% ," l$ !ml !$% l& !&& " ",%

"m,bl" %$ ," $ ,,&!" @.

l &% $bl"m& "% "l ,"G$ " ",#" %#"!&mb&$ &!& "% "l &!#$ J D

",#$, %$ ""% ," %#","!#&$, && "l !&,$ !$%"%,&!% "


54/100

>&m$, & ,"G& % !$m",$ &&b#!$ ",#$ ?" %$, %#"",& #&mbM% "l

%!"m"%#$ " l& #"m"& " l& !$"%#"

3i#eal=p1

p2#p

(

P&& %& !$m",% &&b#!& "l N$ ," %& #&J"!#$& ,$"%#!&

p1p=((1()

>

>=cpcV

"eempla&an#oen lainteral3i#eal=p1

1

>

(1p 1

p 2

(1p )1

> #P

Interan#o3i#eal=

p1

1

>

(1>

>1 (p2

>1> p1

>1> )

3i#eal=

p1

1

>

(1>

>1 p1

1> p1((p2p1)

>1> 1)

2uponien#o comportamientoaseosoi#ealp1(1=

"T14

54


55/100

"eempla&an#o3i#eal=

"T1

4 >

>1 ((p2p1 )

>1

>1)

>=1.08constante a#iabatica? relacion#e capaci#a#escalorificas

4=46.95pesomolecular

"=8.314 /@

/mol-constanteuniversal #elos ases

T1=575.25- p1=1.01

T2=623.15- 2e #eber * h allareste valor me#iantec * lculos

p2=2.3 2e #eseacomprimir el ash astaesta presi n paraalimentarloal reactor

"eempla&an#olos #atos la potenciate rica es3i#eal=86.4398/@/

Comeficacia#elcompresor =0.75 3real=115.253/@/

Calculamoslatemperaturareal ala sali#a #el compresor 3real=cp(T2 realT1 )

Tomamos cp=2.4225 /@/-

como prome#io entrela entra#a ) sali#a #elcompresor

T2 real=349.676

por los efectos friccionales el flui#o sale m *s caliente 'ue como lo har$a i#ealmente

C*lculo #elatemperatura i#eal T2=(p2p1)>1

> T1[-]=338.258

55


56/100

C*lculo #ela potenciaal freno=3realm3=2.8133105 /@

h

56


57/100


1(CH3)2CHOH 1(CH3)2CO +1 H2 1

1 A 1 : + 1 C

r 1=/oe7a

"TCA [/molm3s ]

7a=72.38103[ /@/mol ]

/ o=3.51105[1s ] XA=0.9

Po=2.3

P=2

"=8.314[ /@/mol-] T=662=623.15-

Vo=:Ao"PoAo [

m3

s]

Vo=0.325083 [ m3s]

57


58/100

Ao=0.6875

=Ao

=1

=0.6875

*alance moles

Componente A

# :A

#V ="A=1r1

:Ao# XA#V

=/oe

7a"T:AV

:A=:Ao(1XA )

V=Vo(1+XA)P o

P

#XA#V

=/oe

7a"T(1XA)

Vo(1+XA )PoP

=a1( 1XA)(1+XA )

0

XA (1+XA )

(1XA) # XA=a 10

V

#V

a1=/oe

7a"T

VoPoP

=0.8014 [ 1m3 ]

58


59/100

V=1

a 1(ln (1XA )ln|XA1|XA )

V=4.07643 m3

V=:tLt,+It

2

4

:t=:umero #e tubos

Lt=Lonitu# #e tubo=20pies=6.096m

,+It2

4 =Area#e flu%o

+It2=+i*metro inter no #el tubo=2.067pul=52.5103 m

:t=308.906 tubos

Si:t=309tubos

V=4.077668 m3

XA=0.90006

:alance ener0a

EE si

0=m4H4m5H5+Q(:Ao:A )

1 5 H Dr1

m4=m5=5382lbm

h

H4=715.69Btulbm

59


60/100

H5=612.099Btulbm

(:Ao:A)=70.929lbmol

h

5 H Dr 1=2.36104 Btu

lbmol

Q=1.116106 Btu

h

Me deber7 disear intercambiadores de doble tubo para la transferencia de calor deseado para

la reaccin endotrmica esa ser&a la aproimacin m7s cercana se re#uerir7 vapor de a*ua

#ue ceda calor latente

maua=1826lbm

h


60


61/100

+atos

$e%cla &'ua

+1( --2)* t1( -8)*

+2( 212)* t2( 1!-)*


+(.3!)* t(122)*

"=fujo de masa mezcla [lbm/h]=53!

CpV m=0.533 Btu

lbm

1=1.621022.42

lbmpieh

/=4.1672102 Btu

hpie

s=0.452

w=fujo de masa a#ua [lbm/h]

Cpaua=1.008 Btu

lbm

1aua=0.54422.42 lbmpieh

/aua=0.3717 Btu

hpie

61


62/100

s=1

Q=3CpV m(T1T2 )=1290872.7

Btuh

;= QCpaua( t2t1 )

=11952.52 lbmh

"=4.17 2=0.18 vamosalafiE 18 obtenemos =T=0.883

4L+Tcontracorriente=281.16por tanto 5 t=4L+Tcontracorriente=T=248.264


Btu

pie2h

A= Q

6+5 t

=37.14pie2

+efinimos +7t=

3

4pul 16 B38 L=16pie


9 9=0.1963

pie2

pie a

9t=0.302pul

2

:t= A

a9 9L

=11.82 tubos

+etabla 9PT=1pul +Ic=8pul :t=26Arreloencua#ra#o

Correimos el A=:ta

9 9L=81.661pie

2) 6+=

QA5 t

=63.672 Btu

pie2h

62

Cora&a=flui#ocaliente me&cla

as=+Icc

9B

PT

c9=PT+7t=0.25pul

+Ic5


63/100

6L=h iohohio+ho

=104.154 Btu

pie2h

"+calc=6L6+6L6+

=0.0061

"+re'ueri#o=0.003"+ calc>"+re'ueri#o <

E@112 Interca('iador de t'o- = cora5a 3"

Aamos a disear un intercambiador ,I , pasos por la coraza I pasos por los tubos #ue es lo

mismo #ue , intercambiadores de calor 1- en serie se tomar7 esta ltima consideracin

63


64/100

debido a las condiciones de las tablas #ue se van a usar se observar7n li*eras variaciones en

las ecuaciones de diseo.

+atos

$e%cla &'ua

+1( 212)* t1( -2-)*

+2( -8)* t2( 8-)*


+(1.#)* t(8#-)*

Debe observarse que debido al equilibrio lquido-vapor es complicado determinar el calor

retirado para enfriar la mezcla a la temperatura requerida sin embargo, se recurri a Hysys

para determinar el calor requerido para enfriar la mezcla y el resultado fue:

Q=1.977106Btu

h

"=fujo de masa mezcla [lbm/h]=53!

CpV m

=0.5428 Bt u

lbm

1=0.34562.42 lbmpieh

/=0.1915 Btu

hpie

s=0.452

w=fujo de masa a#ua [lbm/h]

Cpaua=1.008 Btu

lbm

64


65/100

1aua=0.54422.42 lbmpieh

/aua=0.3717 Btu

hpie

s=1

Q=3CpV m(T1T2 )=1.97710

6Btuh

;= Q

Cpaua( t2t1 )=54480.82

lbm

h

"=4 2=0.24vamosa lafiE 20obtenemos =T=0.93

4L+Tcontracorriente=35.47por tan 5 t=4L+Tcontracorriente=T=32.99


Btu

pie2h

A= Q

6+5 t=428.06pie

2

+efinimos +7t=

3

4pul 16 B38 L=16pie


9 9=0.1963

pie2

pie a

9t=0.302pul

2

:t= A

a9 9LX

=45.43 tubosX=:umero #e intercambia#ores=3

+etabla9PT=

15

16pul +Ic=10pul :t=56Arrelotrianular

Correimos el A=:ta

9 9LX=527.6544pie

2) 6+=

QA5 t

=113.573 Btu

pie2h

65


66/100

6L=h iohohio+ho

=223.68 Btu

pie2h

66

Cora&a=flui#ocalienteme&cla

as=+Icc

9B

PT

c9=PT+7t=0.1875pul

+Ic

5


67/100

"+ calc=6L6+6L6+

=0.0043

"+re'ueri#o=0.003"+ calc>"+re'ueri#o <


m8=856.662lbm/h

m9=4525.4334 lbm/h

(L=#ensi#a# #ell$ 'ui#olbm

pie3(L=50.72

lbm

pie3

(V=#ensi#a# #el aslbmpie

3(V=0.03449 lbmpie

3=0.5524 /m

3

+elocidad de los $ases

" E& " #&l m&%"& ?" ," m%m!" "l &&,#" " l?$ J ," "& & %&

#m& ,"&&!%


68/100

8=flu%o volum!trico #ela me&claaseosa=m 8(V

=

856.662lbm

h

0.03449lbm

pie3

=6.89944pie

3

s =0.19534

m3

s

l "& ,"!!$%&l "!#& "l #&%?"


69/100

V=,+2

4h +=2.665305pie=0.812345m

Correspon#ientementelaaltura ser * h=7.99591pie

*o)illa de entrada

V8=3.7(L(V

(V [pie

s]

V8=141.8394pie

s

8=6.89944 pie

3

s

A e=8V8

=0.048643pie2+e=0.24886pie

Di(metro de salida del l%)ido

ConVL=3pie

s supuesto) L=0.0247844

pie3

s

AL= LVL

=0.0082615pie2+L=0.1026pie

Nivel m%nimo de l%)ido en el tan)e para prevenir arrastre de $as

VoH=

VL2

2(L

(L(V=0.13985pie

H=+L0.9[VoH

+L2]

1

4=0.118652pie

:ivel minimo para formacion#e vortice=VoH13=1.818pie

69


70/100

C$m$ l& &l#& "l #&%?" ,$b"&,& "l %


71/100

@& "!&!% " "%"& && "l !l!l$ " $#"%!& " l& b$mb& ","!&%$ #$$,

l$, ""!#$, "!"#$ l& ",% J #$m&%$ %


72/100

C&l!l&"m$, "l TPH && &"!& , h&b $ %$ !&


73/100

"!l& l?& $ l& !$&&

m10=4525.4334lbm

h T10=68P 10=1.5

m11=4525.4334lbmh

T11=161.3

A& " !&l"%#&m"%#$ $ l$, #b$,

m27=11950lbm

h T27=175.1P 27=0.9598

m28=11950lbm

h T28=153.4


73


74/100

m11= 4525.4334 lbm/h %11=101.6 lbm$l/h

m12=3419.1883 lbm/h %12=58.87 lbm$l/h

m14=1106.2451 lbm/h %14=42.68 lbm$l/h

'racci"n en masa

'racci"n en mol

Pnto de !r!-a para la alimentaci"n

Pm"& ,$,!% =161.3

Com

p.

11 U V=U/U! V*11 J11= V*11/

W(V*11)A!"#$%&

@

0.585

2

1.336 1.75305 1.02589 0.7819

AIP U 0.073

7

0.762

1

1 0.0737 0.05617

H2O 0.341

1

0.474

7

0.62288 0.21246 0.1619

U!=1/ W(V*11)=1.31 1

74

XA!"#$%&14=0.0312

XAIP14=0.4047

XH2O14=0.5641

A!"#$%&12=0.999

3

AIP12=0.0007

XA!"#$%&11=0.762

7

XAIP11=0.0994

A!"#$%&14=0.014

AIP14=0.1744

H2O14=0.8116

JA!"#$%&12=0.999

3

JAIP12=0.0007

A!"#$%&11=0.5852

AIP11=0.0737

H2O11=0.3411


75/100

(WV*11)=0.7621 205@& ,$,!% ", !$"!#& ," &lm"%#& l& m"!l& & l& #"m"& " bb&.

Pnto de roc%o

Pm"& ,$,!% =154.5

C$% ",#$ ?""m$, "#"m%& l& #"m"& & l& !&l ,&l "l ",#l&$

Comp

.

J12 U V=U/U! J12/V 12= (J12/V) /

W(J12/V)

A!"#$%& @ 0.9993 1 1.40469 0.7114 0.999

AIP U 0.0007 0.711

9

1 0.0007 0.0009

H2O 0 0.898

2

1.26169 0 0

U!=

W(J12/V)=0.7124

W(J12/V)=0.71

24

1

@& ,$,!% ", !$"!#& "l ",#l&$ ,&l & l& #"m"& " $!$ ,",#&

Pnto de !r!-a

Pm"& ,$,!% =196

C$% ",#$ ?""m$, "#"m%& l& #"m"& & l& !&l ,&l "l $!#$ " $%$

Comp

.

14 U V=U/U! V*14 J14= V*14/

W(V*14)

A!"#$%& @ 0.014 7.249 2.79776 0.03917 0.10149

AIP U 0.1744

2.591 1 0.1744 0.45187

H2O 0.811

6

0.550

3

0.21239 0.17238 0.44664

U!= 1/

W(V*14)=2.591

W(V*14)=0.385

95

1

@& ,$,!% ", !$"!#& "l $!#$ " $%$ ,&l & l& #"m"& " bb&

,",#&

N/mero m%nimo de etapas te"ricas

" &!"$ & l&


76/100

:m=

log(FL++

FH++FH33

FL33 )

log (L ? prom)

FL+==raccionmol #e la faseliera en el #estila#o

FH+==raccion mol #e la fase pesa#aen el #estila# o

FH3==raccion mol #ela fase pesa#aen el fon#o

FL3==raccion mol #ela fase lieraen el fon#o

L ? prom=L+L3

L+=volatili#a# # e la fase liera enel #estila#o

L3=volatili#a# #ela fase liera enel fon#o

El componente clave li'ero es la &cetona, el componente clave pesado es el &

FL+=0.9993

FH+=0.0007

FH3=0.1744

FL3=0.014

L+=volatili#a# #ela fase liera en el#estila#o


L+=1.40469

76


77/100

L3=2.79776

L ? prom=L+L3=1.982419

or tanto

:m=14.3 etapastericas [13.3platostericos ]

$istribuci%n de los com&onentes

e acuerdo al reordenamiento de la ecuaci0n de *ens4e se tiene

F i++

Fi33=

( i? prom ):mFH++

FH33

omo se sabe las composiciones del & 6 &cetona tanto en el 7ondo como en el

destilado, solo resta hallar la composici0n del &'ua tanto en el 7ondo como en el

destilado, la primera suposici0n ue se hi%o es ue no se tena nada de a'ua en el

destilado ahora se tratar de demostrarlo

n12((588! lbmol/h

%14=S=42.68 lbm$l/h

i? prom=1.261690.21239=0.517658

FH+=0.0007

FH3=0.1744

F i++

Fi33=4.5085312510

7

alance 'eneral ara el a'ua

H2O11*%11= JH2O12*%12+ H2O14*%14=34.65576 lbm$l/h

""ml&&%$

77


78/100

(1+4.50853125107 ))H2O 12n 12=4.5085312510734.65576

)H2O12n12=0.0000156 lbmol/h

2e pue#e notar 'ue la canti#a# #e auaenel #estila#oes insinificante ra%0n por la cual la

suposici0n es correcta 6 no se incluir en el clculo

'elaci%n de refujo mnimo

El m9todo de :nder;ood emplea las si'uientes ecuaciones

1'=iFi=i

"m+1=iFi+i

omo la alimentaci0n es a la temperatura de burbuja nicamente es necesario

hallar ? con la primera ecuaci0n 6 posteriormente hallar el re7lujo mnimo por

ensa6o 6 error con la se'unda ecuaci0n

ara hallar los valores de volatilidad relativa se debe tomar temperaturas promedio

entre la temperatura de roco del destilado 6 la de burbuja de los 7ondos@

=175.25

Com

p.

11 U V=U/U! J12 14

A!"#$%&

@

0.585

2

4.882 1.983746 0.9993 0.014

AIP U 0.073

7

2.461 1 0.0007 0.1744

H2O 0.341

1

0.34 0.1381552 0 0.8116

0=1.9837460.5852

1.983746 +

0.0737

1 +

0.13815520.3411

0.1381552

el valor #ebe estar compren#i#o entre1) 1.983746=1.0610557

78


79/100

"m=1.9837460.9993

1.983746 +

0.0007

1 +

0.13815520

0.13815521"m=1E 1370

7l reflu%o #e acuer#o alas con#iciones es1.05"m"=1.194

()mero de eta&as de equilibrio

Es posible usar la correlaci0n emprica de Ailliland

::m

:+1 =1exp

[( 1+54.4J11+117.2J )(J1J0.5 )]

J=""m

"+1

omo son conocidos los valores@

"m=1 E 1370

"=1.194

:m=14.3

El n>mero de etapas de euilibrio es

:=42.2157 etapastericas41.2157 platos tericos

*bicaci%n del &lato de alimentaci%n

Es posible estimar la ubicaci0n del plato de alimentaci0n de acuerdo a la

correlaci0n de Bir4bride

log:e:s

=0.206log [(FH=FL=)3

+ (FL3FH+)

2]79


80/100

onde Cees el n>mero de platos te0ricos en la %ona de rectiDcaci0n, Cses el

n>mero de platos te0ricos en la %ona de a'otamiento

:e

:s=2.09839

:e+:s=42

Por tanto :e=28.44:s=13.56 Quiere #ecir'ue el pl ato#e alimentacines el plato 30

E@12& Interca('iador de calor para enria(iento de acetona

l !#"$ " ,"G$ "l %#"!&mb&$ " !&l$ ", "l m,m$D %$ ," !&" "% l&

"%&%!& " ,"G&l$D ,% "mb&$ l&, ","!E!&!$%", ,$% l&, ,"%#",

Q=1.548105Btu

h

"!l& l?& $ l& !$&&

m12=3419lbm

h T12=154.5P 12=1.5

m13=3419lbm

h T13=68

80


81/100

A& " !&l"%#&m"%#$ $ l$, #b$,

m29=54480lbm

h T29=97.41P29=1.414

m30=54480lbmh

T30=100.2

L@12A :o('a para al(acena(iento de acetona

@& "!&!% " "%"& && "l !l!l$ " $#"%!& " l& b$mb& ","!&%$ #$$,

l$, ""!#$, "!"#$ l& ",% J #$m&%$ %


82/100

3p=6.7527/fm

/

P=m123p

P=3.879/fm

s =0E 051707 hp

m%,#$ " "%"& "lM!#!& !$%,"=75Q && m$#$", " 0.5RS

2uministroener$ael!ctrica=Pe=0.051411/3

C&l!l&"m$, "l TPH && &"!& , h&b $ %$ !&


83/100

m14= 1106.2451 lbm/h %14=42.68 lbm$l/h

m15=482.4345 lbm/h %15=8.072 lbm$l/h

m17=623.8111 lbm/h %17=34.61 lbm$l/h

'racci"n en masa

'racci"n en mol

Pnto de !r!-a para la alimentaci"n

Pm"& ,$,!% =196

, l& #"m"& " bb& " ,&l& " l$, $!#$, " $%$ " l& m"&

!$lm%&

Com

p.

14 U V=U/U! V*14 J14= V*14/

W(V*14)

A!"#$%& 0.014 7.249 13.172815 0.184419 0.1015

AIP @ 0.174

4

2.591 4.708341 0.821135 0.45188

H2O U 0.811 0.550 1 0.8116 0.44662

83

XA!"#$%&17=0

XAIP17=0.0007

XH2O17=0.9993

A!"#$%&15=0.071

5

AIP15=0.9272

XA!"#$%&14=0.031

2

XAIP14=0.4047

A!"#$%&17=0.

AIP17=0.0002

H2O17=0.9998

JA!"#$%&15=0.073

6

JAIP15=0.9221

A!"#$%&14=0.014

AIP14=0.1744

H2O14=0.8116


84/100

6 3U!=1/

(WV*14)=0.5503

W(V*14)=1.81

715

1

@& ,$,!% ", !$"!#& ," &lm"%#& l& m"!l& & l& #"m"& " bb&.

Pnto de roc%o

Pm"& ,$,!% =185.2

C$% ",#$ ?""m$, "#"m%& l& #"m"& & l& !&l ,&l "l ",#l&$

Comp

.

J15 U V=U/U! J15/V 15= (J15/V) /

W(J15/V)

A!"#$%& 0.0736 3.237 1.89409 0.038858 0.02274

AIP @ 0.9221 0.946 0.55354 1.665824 0.97479

H2O U 0.0042

3

1.709 1 0.00423 0.00247

U!=W(J15/V)=1.7089

W(J15/V)=1.7089

1

@& ,$,!% ", !$"!#& "l ",#l&$ ,&l & l& #"m"& " $!$ ,",#&

Pnto de !r!-a

Pm"& ,$,!% =220.4

C$% ",#$ ?""m$, "#"m%& l& #"m"& & l& !&l ,&l "l $!#$ " $%$

Comp

.

17 U V=U/U! V*17 J17= V*17/

W(V*17)

A!"#$%& @ 0. 35.5 35.64873 0 0AIP U 0.000

2

20.82 20.90781 0.004182 0.004

H2O 0.999

8

0.995

8

1 0.9998 0.996

U!= 1/

W(V*17)=0.996

W(V*17)=1.003

98

1

@& ,$,!% ", !$"!#& "l $!#$ " $%$ ,&l & l& #"m"& " bb&

,",#&

N/mero m%nimo de etapas te"ricas

" &!"$ & l&


85/100

:m=

log(FL++

FH++FH33

FL33 )

log (L ? prom)

FL+==raccionmol #e la faseliera en el #estila#o

FH+==raccion mol #e la fase pesa#aen el #estila#o

FH3==raccion mol #ela fase pesa#aen el fon#o

FL3==raccion mol #ela fase lieraen el fon#o

L ? prom=L+L3



El componente clave li'ero es el &, el componente clave pesado es el 2F

FL+=0.9221

FH+=0.00423

FH3=0.9998

FL3=0.0002



L+=0.55354

85


86/100

L3=20.90781

L ? prom=L+L3=3.401957

or tanto

:m=11.354 etapas tericas [10.354platostericos ]

$istribuci%n de los com&onentes

e acuerdo al reordenamiento de la ecuaci0n de *ens4e se tiene

F i++

Fi33=

( i? prom ):mFH++

FH33

omo se sabe las composiciones del & 6 2F tanto en el 7ondo como en el

destilado, solo resta hallar la composici0n de la &cetona tanto en el 7ondo como en

el destilado, la primera suposici0n ue se hi%o es ue no se tena nada de acetona

en el 7ondo ahora se tratar de demostrarlo

n15(( 8.072 lbmol/h

%17=S=34.61 lbm$l/h

i? prom=1.8940935.64873=8.2172

FH+=0.00423

FH3=0.9998

F i++

Fi33=2.398730510

7=

) Acetona15n15F Acetona17n 17

alance 'eneral ara la acetona

A!"#$%&14*%14= JA!"#$%&15*%15+ A!"#$%&17*%17=0.59752 lbm$l/h

""ml&&%$

86


87/100

(1+2.3987305107 )F Acetona17n 17=0.59752

F Acetona17n 17=0.00000000249 lbmol /h

2e pue#e notar 'ue la canti#a# #e acetona en el fon#o esinsinificante ra%0n por la cual la

suposici0n es correcta 6 no se incluir en el clculo

'elaci%n de refujo mnimo

El m9todo de :nder;ood emplea las si'uientes ecuaciones

1'=iFi=i

"m+1= iFi+

i

omo la alimentaci0n es a la temperatura de burbuja nicamente es necesario

hallar ? con la primera ecuaci0n 6 posteriormente hallar el re7lujo mnimo por

ensa6o 6 error con la se'unda ecuaci0n

ara hallar los valores de volatilidad relativa se debe tomar temperaturas promedio

entre la temperatura de roco del destilado 6 la de burbuja de los 7ondos@

=202.8

Com

p.

14 U V=U/U! J15 17

A!"#$%& 0.014 11.99 20.54137 0.0736 0.

AIP @ 0.174

4

4.934 8.45297 0.9221 0.0002

H2O U 0.811

6

0.583

7

1 0.00423 0.9998

0=20.541370.01420.54137

+ 0.81161

+ 8.452970.17448.45297

el valor #ebe estar compren#i#o entre1) 8.45297 =3.55361

87


88/100

"m=20.541370.0736

20.54137 +

0.00423

1 +

8.452970.9221

8.45297 1"m=0.67826

7l reflu%o #e acuer#o alas con#iciones es1 E2"m"=0.814

()mero de eta&as de equilibrio

Es posible usar la correlaci0n emprica de Ailliland

::m

:+1 =1exp

[( 1+54.4J11+117.2J )(J1J0.5 )]

J=""m

"+1

omo son conocidos los valores@

"m=0 E67826

"=0.814

:m=11.354

El n>mero de etapas de euilibrio es

:=28.413 etapastericas27.413 platos tericos

*bicaci%n del &lato de alimentaci%n

Es posible estimar la ubicaci0n del plato de alimentaci0n de acuerdo a la

correlaci0n de Bir4bride

log:e:s

=0.206log [(FH=FL=)3

+ (FL3FH+)

2]88


89/100

onde Cees el n>mero de platos te0ricos en la %ona de rectiDcaci0n, Cses el

n>mero de platos te0ricos en la %ona de a'otamiento

:e:s

=0.52696

:e+:s=28.413

Por tanto :e=9.8:s=18.608 Quiere#ecir 'ueel plato#ealimentacin esel plato 11

CAPITULO vii

Or$ani#aci"n

89


90/100

De

Planta & $astos

$enerales

CAPITULO ,ll

OR>ANIASTOS >ENERALES

1. Orani5aci/n de planta

La distribucin *eneral de la planta se encuentra en el plano maestro donde se puede epresar

las 7reas actuales de proceso tambin se encuentran los edificios principales como oficinas

laboratorios almacenamiento.

1.1. Plano (ae-tro

El 7rea total ocupada por la planta es de 85;; m- de los cuales el 7rea de proceso ocupa >00

m-.

La distribucin ubicacin de las diferentes 7reas de la planta se 'a realizado teniendo encuenta diferentes factores como se*uridad operacin abastecimiento mantenimiento

evacuacin del producto entre otros disponiendo de espacios suficientes para el

desplazamiento del personal ve'&culos involucrados en la operacin dentro de la planta.

1.2. Plano nitario

90


91/100

La distribucin de los e#uipos en el 7rea se realiza en flu"o continuo en RWorma de LR con un

7rea total de operacin de >00 m- para lo cual se dispone de una estructura de ; pisos

(niveles) para lo #ue es e#uipos de *ran tamao en posicin vertical (como son por e"emplo los

separadores).

1.3. Di-po-ici/n del rea de al(acena(iento

Me dispone de un 7rea de ,8, m- para almacenar la materia prima para obtener acetona como

producto final.

1.&. EJpan-i/n tra de la planta

Me dispone de un 7rea de -00 m- para posibles epansiones futuras de acuerdo a los

re#uerimientos de la planta.

2. >a-to- >enerale-

Los *astos efectuados en una compa&a #ue no est7n en los ostos de :anufactura pero #ue

son necesarios para #ue la planta funcione con eficiencia son a*rupados como Tastos

Tenerales se conocen por el concepto de /dministracin Aentas +istribucin

?nvesti*acin +esarrollo Winanzas.

S-3-0< de las ventas anuales. Me considera un 15< en nuestro caso del total de ventas

anuales.

Beso bruto acetona

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13!!."K13#a$o

Inre-o por 8enta- al a$o

X=13577.610

3

8084566.219119418E 1=15315578 E 8422+olares al a Ko

Los costos de /dministracin se estiman alrededor del I0< del costo de la mano de obra de

operacin.

92


93/100

CAPITULO viii

Mano

de

93


94/100

o!ra

CAPITULO ,llI

MANO DE O:RA

1. Mano de o'ra

Mi*nifica frecuentemente el se*undo costo m7s alto de la produccin se refiere a la *ente #ueen realidad operan los e#uipos. La estimacin de este &tem se realiza en dos partes primerose establecen los re#uerimientos de mano de obra despus el salario de la *ente #ue opera.

Ze#uerimientos de la :ano de Gbra de Gperacin el nmero de traba"adores #ue necesita la

planta se determina por

:E!G+G EMMEL el cual propone la si*uiente ecuacin lo Y F @.!3 lo G 1.22 G :

N :ano de Gbra de Gperacin (D3'rK!C paso)

Y apacidad de la Blanta (!CKd&a) X ,>.- !C /cetonaKdia

= [01I> para procesos fluidos solamente.

Lo* N X 30.>8, lo* (,>.-) F 1.-5- [ 0.1I>

Y F .!1"3 7o('re-@)r#TN por pa-o

Me estima #ue la planta traba"ara , turnos por d&a la produccin es de ,>.- !C /cetonaK d&a. El

nmero de operarios seria

0.7165803Hombresh

Tnpaso 37.2

Tn Acetona#ia

7pasos1

24

#iah =7.77=8 hombres por turno #e8 horas

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95/100

Salario de la >ente 4e Opera

Me determina de acuerdo al lu*ar donde est7 ubicada la planta le*islacin laboral eistentetipo de mano de obra (calificada o no calificada) etc.

Entonces para , turnos serian -; Dombres. !eniendo en cuenta el dia*rama de flu"o se

distribue el nmero de operarios en

Ocpaci/n Cantidad rea Salario (e- 0 Salario a$o0

Total a$o 0

Gbrero , :ezclado -00 -;00 >-00Gbrero , Zeaccin -00 -;00 >-00Gbrero , Meparacin -00 -;00 >-00Gbrero , +estilacin -00 -;00 >-00Gbrero , +estilacin -00 -;00 >-00Gbrero , aldero -00 -;00 >-00

!cnico electricista , Blanta Wuerza ,00 ,I00 10800

!cnico mec7nico , Blanta fuerza ,00 ,I00 10800!otal 2& "&

Sper8i-i/n de Operaci/n = Mano de O'ra de Oicina

El costo de este ren*ln se estima en base al costo de la mano de obra de operacin

tendiendo 'acia el 15 < para condiciones promedio. El costo es \ !2 por supervisin.

Inenier0a Cantidad rea Salario (e- 0 Total a$o 0Pefe de planta 1 Mupervisor 1500 18000

?n*eniero #u&mico , Mupervisor 1000 ,I000

Pefes de departamento 5 Gficina 800 ;8000!otal 12

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CAPITULO i1

Plani2caci"n

Y

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e-ecci"n

CAPITULO l

PLANI?ICACI;N Y EECUCI;N

?a-e Bropuesta de +iseo de planta

Etapa 1 Estudio de :ercado

Acti8idad 1.1/n7lisis demanda

Tarea 1.1.1 Zecoleccin de la informacin

Acti8idad 1.2/n7lisis ofertaTarea 1.2.1 Zecoleccin de la informacin

?a-e 1 Meleccin del proceso

Etapa 1Zecoleccin de la informacin

Acti8idad 1.1Meleccin diseos probablesTarea 1.1.1 Meleccin me"or diseoTarea 1.1.2 Elaboracin perfil

Acti8idad 1.2 MimulacinTarea 1.2.1 Mimulacin computacional de la planta 4DNMNMTarea1.2.2/n7lisis econmico

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?a-e 2 onstruccin Blanta Biloto

Etapa 1 Aerificacin de condiciones de operacin

Acti8idad 1.1 Broduccin a nivel planta pilotoTarea 1.1.1 ontrol produccin del producto deseado en planta piloto.

?a-e 3 onstruccin Blanta ?ndustrial

Etapa 1onstruccin ?nstalaciones

Acti8idad 1.1 +iseo de planosTarea 1.1.1 onstruccin infraestructura

Etapa 2 onstruccin de la Blanta

Acti8idad 2.1 onstruccin de la plantaTarea 2.1.1 +iseo construccin de in*enier&a.

?a-e & Buesta en marc'a de la planta

Etapa 1 Broduccin

Acti8idad 1.1 Broduccin en marc'a continua.Tarea 1.1.1 ontrol en cada etapa del proceso.

Etapa 2 omercializacin

Acti8idad 1.1 omercializacin del producto.Tarea 1.1.1 Aentas.

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AneJo-

AneJo 1

Ser8icio- aJiliare-

Caldero

El a*ua perfecta para alimentar calderas es a#uella #ue no deposite sustancias incrustantes

no corroe el metal no ocasiona arrastres ni espumas no contamine el vapor en *en

acetona proyecto1 bien

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