capitulo iii. tanques
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
Producción de Acetato de n-Butilo
III. TANQUES DE ALMACENAMIENTO.
III.1 TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE MATERIA PRIMA.
Para el dimensionamiento de los sistemas de almacenamiento de materia prima se debe
tomar en cuenta la disponibilidad de la misma, el transporte, el tiempo de almacenamiento permisible, los requerimientos de consumo en la planta entre otros. En principio se toma en
cuenta la presión de vapor a la temperatura de almacenamiento para determinar el tipo de
tanque a utilizar, ya que la presión de vapor generalmente es el criterio decisivo para ello.
III.1.1 Tanque de almacenamiento de n-butanol T-101
El alcohol, n-butanol, es importado en su totalidad y a una pureza comercial de 98%peso,
suponiendo que cada carga llega a planta cada 15 días (dos veces al mes) se asume para eltanque de almacenamiento un tiempo de residencia de 720h (30días) para asegurar de esta
manera los requerimientos de consumo del fluido en la planta, dando un tiempo de 15 días para buscar alguna alternativa en caso de que se presentase algún contratiempo en cuanto a
la entrega de la carga en el tiempo estipulado.
D
Determinación de la presión de vapor.
La presión de vapor del fluido a almacenar se determina a la temperatura de
almacenamiento mediante la ecuación de Antoine tal como sigue:
( )T C
B A P Ln
+
−=
Donde:
P: Presión de vapor (mmHg)
T: Temperatura (K)A, B y C: constantes de Antoine.
III-1
1
n-butanol al 98% peso
Flujo másico = 1238.4 Kg/h
Temperatura = 32ºCPresión = 0.2 barg
h
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
Producción de Acetato de n-Butilo
Tabla III. 1. Constantes de Antoine para el agua y n-butanol.
El fluido a almacenar contiene 92.25% molar de n-butanol y 7.75% molar de agua.
.- Presión de vapor del agua (PA) a la temperatura de almacenamiento:
( )30513.46
44.38163036.18
+−
−= P Ln
Despejando la presión queda:
PA = 35.20 mmHg
.-Presión de vapor del n-butanol (PB) a la temperatura de almacenamiento:
( )30543.94
02.313721.17
+−
−= P Ln
PB = 10.16 mmHg.
.-Presión de vapor la mezcla:
Pmezcla =∑ ii P X *
Donde:
Xi: Fracción molar del componente i.
Pi : Presión de vapor del componente i.
Pmezcla = XA* PA + XB*PB
Pmexcla = 0.9225*10.16 + 0.0775*32.20 = 12.10 mmHg (0.016Kgf/cm2)
Con la presión de vapor calculada y haciendo uso de la Tabla AIII.1 podemos determinar el
tipo de tanque a utilizar; y para una presión de 0.016Kg/cm 2 se recomienda utilizar untanque del tipo G1.
III-2
Componente A B C
Agua 18.3036 3816.44 -46.13
n-butanol 17.21 3137.02 -94.43
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
Producción de Acetato de n-Butilo
Después que se conoce el tipo de tanque a utilizar (Tanque G1), se procede a determinar la
altura y el diámetro del mismo de acuerdo a la capacidad requerida para un tiempo dealmacenamiento igual a 720 horas.
Cálculo de la capacidad del tanque.
La capacidad del tanque se calcula mediante la siguiente ecuación:
ρ
t F C
*=
Donde:
C: Capacidad del tanque, m3.F: Flujo másico del fluido a almacenar, Kg/h.
ρ: Densidad del fluido, kg/m3.
t: Tiempo de almacenamiento del fluido, h.
Al sustituir los valores en la ecuación nos queda lo siguiente:
3
303.1098
/04.812
720*/4.1238m
m Kg
hh Kg C ==
La capacidad obtenida para el tanque se aproxima a una capacidad tabulada, tomándose el
valor superior más inmediato y de esta manera poder diseñar con un porcentaje adicional
(porcentaje de sobrediseño).
La capacidad próxima superior de la calculada es de 1220m3 y fue seleccionada de la
Tabla AIII.2.
Porcentaje de sobrediseño.
El porcentaje de sobrediseño se puede calcular en base a la capacidad calculada y su
diferencia con la capacidad real:
C
C Creal oSobrediseñ
−=%
Donde:
Creal: Capacidad real de almacenamiento determinada por Tabla AIII.2.
C: Capacidad calculada por fórmula.
3
33
03.1098
03.10981220%
m
mmoSobrediseñ
−= *100 = 11.1%
Dimensiones del tanque.
III-3
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
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Después de haber seleccionado la capacidad del tanque más próxima a la calculada se
procede a presentar las dimensiones del tanque haciendo uso de la Tabla AIII.2:
Capacidad: 1220m3
Diámetro: 12m
Altura del cuerpo: 10.8mDimensión de las chapas: 1.8 x 2 π
Superficie del fondo: 113.1m2
Cálculo del número de virolas.
Con la altura de la chapa y la altura del cuerpo se calcula el número de virolas queconforman el tanque:
Número de virolas =chapalade Altura
cuerpodel Altura
...
..
Número de virolas = virolasm
m6
8.1
8.10=
La longitud de la virola se calcula con el perímetro, utilizando el diámetro nominal.
Longitud de la virola = π * D
Longitud de la virola= π * 12m = 37.7m
Cálculo del número de chapas por virola.
Como ya se conoce el ancho de la chapa (2π) se procede a calcular el número de estas queconstituyen cada virola:
Perímetro = chapa Anchovirola
chapas Número.*
..
N=virola
chapas Número..=
π
π
2
* D=
π
π
2
12* m= 6 chapas/ virola.
Una vez conocido el número de virolas que conforman el tanque y el número de chapas que
conforman cada virola se puede calcular el número total de chapas que integran el tanque:
NChapas.totales = NVirolas * N
NChapas totales = 6 chapas/virola * 6virolas = 36 chapas.
III-4
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
Producción de Acetato de n-Butilo
A partir de la Tabla AIII.3 y con el diámetro del tanque se puede determinar la forma del
techo y la estructura.
Forma del techo: Cónico con pendiente 1/16 por metro.
Estructura: Con pies derechos.
Angulares de cabeza: 70x70x7 mm.
Espesor del tanque y material a utilizar.
Para determinar el espesor de las chapas es necesario conocer la presión y temperatura de
diseño del equipo, donde la primera esta conformada por la presión de vapor y la presión
del compuesto y la presión hidrostática del líquido, esto en vista que el almacenamiento esen condiciones atmosféricas.
.- Presión de diseño.
Pop = PHidrostática + Pvapor
PHidrostática = ρgh
Pop=3/04.812 m Kg * 9.81m/s2 *9.7 m *
Pa
cm Kg
101300
/01.12
+ 0.016Kg/cm2=0.7864 Kg/cm2
La presión de operación en el sistema ingles es la siguiente:
Pop = 0.7864 Kg/cm2 * 2/01.1
7.14
cm Kg
Psi= 11.45 Psig
Para determinar la presión de diseño se procederá a sumarle 15psi a la presión deoperación:
Pd = 11.45 Psig + 15psig = 26.45 psig
.- Temperatura de diseño.
Como la temperatura de operación es menor de 200F se tomará entonces 250F como
temperatura de diseño.
Td = 250F = 121ºC.
Antes de calcular el espesor de las chapas que conforman el tanque se debe especificar el
tipo de material a utilizar; para ello hacemos uso de una serie de tablas las cuales enfunción de las propiedades químicas y físicas de la sustancia a almacenar se puede
determinar el material más apropiado. Según la tabla de resistencia química de los metales
(Tabla AIII.4), se tiene que para el n-butanol se puede utilizar acero; de igual manera
III-5
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
Producción de Acetato de n-Butilo
haciendo uso de la Tabla AIII.5 se tiene que se empleará como material de construcción del
tanque acero al carbono de composición nominal C-Si, con las siguientes especificaciones:número SA-516, grado 55 para servicios a temperaturas moderada y baja, cuyo valor de
esfuerzo para la temperatura de diseño es de 13800psi (ver Tabla AIII.6).
El valor numérico del espesor de las chapas se calcula mediante la siguiente expresión:
C P E S
D P e +
+
=
*8.0**2
*
Donde:
e: Espesor del recipiente, pulg.
P: Presión de diseño, lbf/pulg2.
E: factor de soldadura.S: Esfuerzo permisible del material a la temperatura de diseño, lbf/pulg2.
D: Diámetro externo del recipiente, pulg.
C: Valor permisible para corrosión, pulg.
El valor correspondiente a la eficiencia de la junta es de 0.85 el cual corresponde a juntas a
tope hechas por doble cordón de soldadura y cuando la junta es examinada por zonas, paradeterminar dicho valor se utilizó la Tabla AIII.7. En cuanto al valor permisible para
corrosión se tomará 1/16 pulg (0.0625pulg), el cual es un valor típico para acero al carbono;
entonces tenemos que:
lg125.0lg/5.26*8.085.0*lg/13800*2
1
lg37.39*12*lg/5.26
22
2
pu pulbf pulbf
m
pum pulbf
e +
+
== 0.66pulg
e = 0.66pulg*
lg1
40.25
pu
mm= 16.8mm
Propiedades de los materiales de construcción.
El material es del tipo: Acero al Carbono. Las especificaciones que se muestran en la tabla
III. 2 fueron tomadas de la Tabla AIII.5.
Tabla III. 2. Especificación de los materiales de construcción del tanque.
III-6
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
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Forma Composición
Nominal
Especificación
Número Grado
Placa C-Si SA-516 60
Bridas y Accesorios C-Mn SA-350 LF1
Tubería C-Mn SA-53 B
Tornillería 1Cr-1/5Mo SA-307 B
Ficha Técnica de Diseño
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
Producción de Acetato de n-Butilo
EQUIPO:
Tanques de almacenamiento.CODIGO TIPO
SUSTANCIA:
N-butanol, 98% peso.T –101 G1
Especificaciones Símbolo Unidades Valor
Flujo másico F Kg/h 1238.4Densidad ρ Kg/m3 812.04
Presión de vapor Pv psig 0.233
Temperatura de operación Top °F 89.60
Temperatura de diseño Td °F 250
Presión de operación Pop psig 11.45
Presión de diseño Pd psig 26.45
Tiempo de almacenamiento t Días 30
Número de tanques -- -- 1
Capacidad de operación C m3 1098.03
Capacidad de diseño Creal m3 1220
% de sobre diseño % Sb % 11.1EQUIPO: tanque (tipo) -- -- G – 1
Altura h m 10.8
Diámetro D m 12
Superficie de fondo Sf m2 113.1
Dimensiones de chapa -- mm. 1.80*2π
Número de virolas -- -- 6
Número de chapas por virola N -- 6
Número de chapas totales -- -- 36
Longitud de la virola -- m 37.7
Espesor de la pared e mm. 18
Forma del techo -- -- Cónico
Pendiente del techo -- -- 1/16
Pie derecho -- - Con pies
Material de construcción -- -- Acero al carbono
Composición nominal C-Si
Número de especificación -- -- SA-516
Grado de especificación 55
Factor de soldadura E -- 0.85
Factor de corrosión C mm 3.18
III.1.2 Tanque de almacenamiento de ácido acético T-102.
El ácido acético utilizado como materia prima es importado (con una pureza del 98% peso)debido a ello es que el tiempo de almacenamiento se fijará en 720h (30 días) asegurando así
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los requerimientos de este fluido en el proceso ya que no hay disponibilidad del mismo en
el país. Debido a que la presión de vapor del fluido es despreciable (0.032Kg/cm2) seescoge un tanque de almacenamiento del Tipo G1; como el procedimiento de cálculo para
tanques de este tipo se explicó anteriormente, a continuación se muestra directamente la
ficha técnica de diseño.
Ficha Técnica de Diseño
EQUIPO:
Tanques de almacenamiento.CODIGO TIPO
SUSTANCIA:
Acido Acético, 98% peso.T –102 G1
Especificaciones Símbolo Unidades Valor
Flujo másico F Kg/h 997.33
Densidad ρ Kg/m3 1054.75
Presión de vapor Pv psig 0.466
Temperatura de operación Top °F 89.6
Temperatura de diseño Td °F 250Presión de operación Pop psig 9.5
Presión de diseño Pd psig 24.5
Tiempo de almacenamiento t Días 30
Número de tanques -- -- 1
Capacidad de operación C m3 680.8
Capacidad de diseño Creal m3 810
% de sobre diseño % Sb % 19.0
EQUIPO: tanque (tipo) -- -- G – 1
Altura h m 7.2
Diámetro D m 12
Superficie de fondo Sf m2 113.1Dimensiones de chapa -- mm. 1.80*2π
Número de virolas -- -- 4
Número de chapas por virola N -- 6
Número de chapas totales -- -- 24
Longitud de la virola -- m 37.7
Espesor de la pared e mm. 16
Forma del techo -- -- Cónico
Pendiente del techo -- -- 1/16
Pie derecho -- - Con pies
Material de construcción -- -- Acero inoxidable, tipo 316
Factor de soldadura E -- 0.85Factor de corrosión C mm 3.18
III.1.3 Tanque de almacenamiento de ácido sulfúrico (catalizador) T-103.
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
Producción de Acetato de n-Butilo
Debido a que el ácido sulfúrico se encuentra en un circuito cerrado, se estima reponer las
perdidas en el proceso cada 7 días y es por ello que se toma dicho tiempo para diseñar eltanque en el cual se almacenará dicho fluido.
Ficha Técnica de Diseño
EQUIPO:Tanques de almacenamiento.
CODIGO TIPO
SUSTANCIA:
Acido Sulfúrico, 98% peso.T –103 G1
Especificaciones Símbolo Unidades Valor
Flujo másico F Kg/h 122.4
Densidad ρ Kg/m3 1712.0
Presión de vapor Pv psig 0.02
Temperatura de operación Top °F 89.6
Temperatura de diseño Td °F 250
Tiempo de almacenamiento t Días 7
Número de tanques -- -- 1Capacidad de operación C m3 12.01
Capacidad de diseño Creal m3 --
% de sobre diseño % Sb % --
EQUIPO: tanque (tipo) -- -- G – 1
Material de construcción -- -- Acero al carbono
Composición nominal C-Si
Número de especificación -- -- SA-516
Grado de especificación 55
Debido a la baja capacidad de este tanque, el mismo deberá ser construido especialmente para esta planta, ya que no se encuentra disponible en los catálogos comerciales
convencionales.
III.2 TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE PRODUCTO.
III.2.1 Tanque de almacenamiento de acetato de n-butilo, T-601.
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
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El almacenamiento del acetato de n-butilo se puede realizar a presión atmosférica y
temperatura ambiente, ya que bajo estas condiciones el producto se encuentra como líquido.El tiempo de almacenamiento escogido fue de 720 h (30 días) tomando en cuanta que el
producto sale a la venta semanalmente pero se debe cubrir cualquier irregularidad en la
planta o en el momento de vender el producto. De igual forma que los tanques para materia
prima, éste es del tipo G1 ya que la presión de vapor del producto es despreciable; acontinuación se muestra la ficha técnica del tanque.
Ficha Técnica de Diseño
EQUIPO:
Tanques de almacenamiento.CODIGO TIPO
SUSTANCIA:
Acetato de n-butilo.T –601 G1
Especificaciones Símbolo Unidades Valor
Flujo másico F Kg/h 1897.83
Densidad ρ Kg/m3 729.85
Presión de vapor Pv psig 0.323Temperatura de operación Top °F 89.6
Temperatura de diseño Td °F 250
Presión de operación Pop psig 9.97
Presión de diseño Pd psig 25
Tiempo de almacenamiento t Días 30
Número de tanques -- -- 1
Capacidad de operación C m3 1872.2
Capacidad de diseño Creal m3 2170
% de sobre diseño % Sb % 16
EQUIPO: tanque (tipo) -- -- G – 2
Altura h m 10.8Diámetro D m 16
Superficie de fondo Sf m2 201
Dimensiones de chapa -- mm. 1.80*2π
Número de virolas -- -- 6
Número de chapas por virola N -- 8
Número de chapas totales -- -- 48
Longitud de la virola -- m 50.3
Espesor de la pared e mm. 17
Forma del techo -- -- Cónico
Pendiente del techo -- -- 1/16
Pie derecho -- - Con piesMaterial de construcción -- -- Acero inoxidable, tipo 304
Factor de soldadura E -- 0.85
Factor de corrosión C mm 3.18
III.3 TANQUES DE SERVICIOS.
III.3.1 Tanque de almacenamiento de tripropilenglicol, T-302.
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
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El tripropilenglicol es usado como solvente en el proceso de purificación del producto, elcual es recuperado para ser utilizado nuevamente; el tiempo de almacenamiento escogido
para el mismo fue de 168h (7días) ya que las pérdidas del mismo es poca en el proceso.
Ficha Técnica de DiseñoEQUIPO:
Tanques de almacenamiento.CODIGO TIPO
SUSTANCIA:
Tripropilenglicol.T –302 G1
Especificaciones Símbolo Unidades Valor
Flujo másico F Kg/h 11339.8
Densidad ρ Kg/m3 1013.4
Presión de vapor Pv psig 1.5E-4
Temperatura de operación Top °F 89.6
Temperatura de diseño Td °F 250
Presión de operación Pop psig 13.5Presión de diseño Pd psig 28.5
Tiempo de almacenamiento t Días 7
Número de tanques -- -- 1
Capacidad de operación C m3 1880
Capacidad de diseño Creal m3 2170
% de sobre diseño % Sb % 15.4
EQUIPO: tanque (tipo) -- -- G – 2
Altura h m 10.8
Diámetro D m 16
Superficie de fondo Sf m2 201
Dimensiones de chapa -- mm. 1.80*2π
Número de virolas -- -- 6
Número de chapas por virola N -- 8
Número de chapas totales -- -- 48
Longitud de la virola -- m 50.3
Espesor de la pared e mm. 23
Forma del techo -- -- Cónico
Pendiente del techo -- -- 1/16
Pie derecho -- - Con pies derechos
Material de construcción -- -- Acero al carbono
Composición nominal C-Si
Número de especificación -- -- SA-516Grado de especificación 55
Factor de soldadura E -- 0.85
Factor de corrosión C mm 3.18
III.3.2. Tanque de almacenamiento de agua de reposición a la torre de enfriamiento,
T-701.
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
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Ficha Técnica de Diseño
EQUIPO:
Tanques de almacenamiento.CODIGO TIPO
SUSTANCIA:Agua de reposición a torre de enfriamiento.
T –701 G1
Especificaciones Símbolo Unidades Valor
Flujo másico F Kg/h 19200
Densidad ρ Kg/m3 992.1
Presión de vapor Pv psig 0.69
Temperatura de operación Top °F 89.6
Temperatura de diseño Td °F 250
Presión de operación Pop psig 15.9
Presión de diseño Pd psig 30.9
Tiempo de almacenamiento t h 24
Número de tanques -- -- 1Capacidad de operación C m3 464.5
Capacidad de diseño Creal m3 540
% de sobre diseño % Sb % 16.3
EQUIPO: tanque (tipo) -- -- G – 1
Altura h m 10.8
Diámetro D m 8
Superficie de fondo Sf m2 50.2
Dimensiones de chapa -- mm. 1.80*2π
Número de virolas -- -- 6
Número de chapas por virola N -- 4
Número de chapas totales -- -- 24Longitud de la virola -- m 25.1
Espesor de la pared e mm. 14
Forma del techo -- -- Cónico
Pendiente del techo -- -- 1/16
Pie derecho -- - Con pies derechos
Material de construcción -- -- Acero al carbono
Composición nominal C-Si
Número de especificación -- -- SA-516
Grado de especificación 55
Factor de soldadura E -- 0.85
Factor de corrosión C mm 3.18
III.3.3. Tanque de almacenamiento de agua helada T-702
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
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Este tanque es utilizado para almacenar agua helada a una temperatura de 5ºC, la cual es
usada en ciertos intercambiadores de calor como agua de enfriamiento. Para el diseño deltanque se fijara un tiempo de almacenamiento de 1 hora, debido a que es un fluido de
proceso que opera en un circuito cerrado. El tipo de tanque a utilizar es G1 debido a que la
presión de vapor del fluido es despreciable (0.00877 Kgf/cm2 ).
Para el dimensionamiento del tanque se realiza el mismo procedimiento mostradoanteriormente, pero debido a que el agua se debe almacenar a una temperatura de 5°C, es
necesario recubrir el tanque con un aislante que reduzca las ganancias de calor y evite elcalentamiento de la misma.
Para la determinación del espesor del aislante se utilizaron las gráficas del anexo
(Figura AIII.1) para las cuales se deben definir los siguientes parámetros:
Th: Temperatura del fluido dentro del tanque.
Ta: Temperatura del aire.
Ts: Temperatura de la superficie∆Tf: (Ts-Ta).
∆Ti: (Th-Ts).
Tm: Temperatura promedio entre Th y Ts.
A continuación se muestran los valores de cada uno de los parámetros mencionados
anteriormente:
Th= 5 ºC.
Ta= 32ºC.Ts= 20ºC.
∆Tf= (20 – 32)ºC = 12ºC
∆Ti= (5 – 20)ºC = 15ºC
Tm= 12.5ºC
Con el valor de ∆Tf y haciendo uso de la figura AIII. 1 del anexo se obtiene el flujo de
calor, Q.
Flujo de calor, Q = 48 Btu/ pie2*h
III-14
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De igual manera en la misma figura parte b, con ∆Ti se obtiene X/K=0.7, donde K es la
conductividad térmica del aislante y X el espesor del aislante.
El tipo de aislante seleccionado utilizando la tabla AIII.8 fue: Rigial Fiberglass Shee1
ASTMC-547-77, class 2, que maneja rangos de 37 °F a 204°F, el valor de k para este tipo
de aislante viene dado de la siguiente manera:
K= 0.2782+1.226*10-3*Tm Tm (°F)
Donde:
T: La temperatura promedio.
K a Tm = 0.35
Luego despejando el espesor del aislante nos queda:
X = 0.7*0.35= 0.24 pulg.
Tanque de almacenamiento de agua halada T-702.
III-15
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
Producción de Acetato de n-Butilo
Ficha Técnica de Diseño
EQUIPO:
Tanques de almacenamiento.CODIGO TIPO
SUSTANCIA:
Agua heladaT –702 G1
Especificaciones Símbolo Unidades Valor
Flujo másico F Kg/h 249476
Densidad ρ Kg/m3 1012.6
Presión de vapor Pv psig 0.13
Temperatura de operación Top °F 41
Temperatura de diseño Td °F 250
Presión de operación Pop psig 7.9
Presión de diseño Pd psig 22.9
Tiempo de almacenamiento t h 1
Número de tanques -- -- 1
Capacidad de operación C m3 246.4Capacidad de diseño Creal m3 270
% de sobre diseño % Sb % 9.6
EQUIPO: tanque (tipo) -- -- G – 2
Altura h m 5.4
Diámetro D m 8
Superficie de fondo Sf m2 50.2
Dimensiones de chapa -- mm. 1.80*2π
Número de virolas -- -- 3
Número de chapas por virola N -- 4
Número de chapas totales -- -- 12
Longitud de la virola -- m 25.1Espesor de la pared e mm. 11
Forma del techo -- -- Cónico
Pendiente del techo -- -- 1/16
Pie derecho -- - Con pies derechos
Material de construcción -- -- Acero al carbono
Composición nominal C-Si
Número de especificación -- -- SA-516
Grado de especificación 55
Factor de soldadura E -- 0.85
Factor de corrosión C mm 3.18
III.3.4. Tanque de almacenamiento de combustible, T-703.
III-16
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
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Ficha Técnica de Diseño
EQUIPO:
Tanques de almacenamiento.CODIGO TIPO
SUSTANCIA:Combustible.
T –703 G1
Especificaciones Símbolo Unidades Valor
Flujo másico F Kg/h 471.6
Densidad ρ Kg/m3 900
Presión de vapor Pv psig 0.10
Temperatura de operación Top °F 89.6
Temperatura de diseño Td °F 250
Presión de operación Pop psig 20.6
Presión de diseño Pd psig 35.6
Tiempo de almacenamiento t h 168
Número de tanques -- -- 1Capacidad de operación C m3 88
Capacidad de diseño Creal m3 100
% de sobre diseño % Sb % 14
EQUIPO: tanque (tipo) -- -- G – 2
Altura h m 3.6
Diámetro D m 6
Superficie de fondo Sf m2 28.3
Dimensiones de chapa -- mm. 1.80*1.5π
Número de virolas -- -- 2
Número de chapas por virola N -- 4
Número de chapas totales -- -- 8Longitud de la virola -- m 18.8
Espesor de la pared e mm. 13
Forma del techo -- -- Cónico
Pendiente del techo -- -- 1/16
Pie derecho -- - Sin pies derechos
Material de construcción -- -- Acero al carbono
Composición nominal C-Si
Número de especificación -- -- SA-516
Grado de especificación 55
Factor de soldadura E -- 0.85
Factor de corrosión C mm 3.18
III.3.5. Tanque de almacenamiento de agua para caldera, T-704.
III-17
7/16/2019 Capitulo III. Tanques
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
Producción de Acetato de n-Butilo
Ficha Técnica de Diseño
EQUIPO:
Tanques de almacenamiento.CODIGO TIPO
SUSTANCIA:Agua para caldera.
T –704 G1
Especificaciones Símbolo Unidades Valor
Flujo másico F Kg/h 19164.9
Densidad ρ Kg/m3 974.5
Presión de vapor Pv psig 0.69
Temperatura de operación Top °F 158
Temperatura de diseño Td °F 250
Presión de operación Pop psig 19.6
Presión de diseño Pd psig 34.6
Tiempo de almacenamiento t h 24
Número de tanques -- -- 1Capacidad de operación C m3 472
Capacidad de diseño Creal m3 540
% de sobre diseño % Sb % 15
EQUIPO: tanque (tipo) -- -- G – 2
Altura h m 10.8
Diámetro D m 8
Superficie de fondo Sf m2 50.2
Dimensiones de chapa -- mm. 1.80*2π
Número de virolas -- -- 6
Número de chapas por virola N -- 4
Número de chapas totales -- -- 24Longitud de la virola -- m 25.1
Espesor de la pared e mm. 15
Forma del techo -- -- Cónico
Pendiente del techo -- -- 1/16
Pie derecho -- - Con pies derechos
Material de construcción -- -- Acero al carbono
Composición nominal C-Si
Número de especificación -- -- SA-516
Grado de especificación 55
Factor de soldadura E -- 0.85
Factor de corrosión C mm 3.18
III.3.6. Tanque de almacenamiento de terminol T-705.
III-18
7/16/2019 Capitulo III. Tanques
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
Producción de Acetato de n-Butilo
Ficha Técnica de Diseño
EQUIPO:Tanques de almacenamiento.
CODIGO TIPO
SUSTANCIA:
TerminolT –705 G1
Especificaciones Símbolo Unidades Valor
Flujo másico F Kg/h 309200
Densidad ρ Kg/m3 1443.5
Presión de vapor Pv psig 1.8E-6
Temperatura de operación Top °F 89.6
Temperatura de diseño Td °F 250
Presión de operación Pop psig 19.7
Presión de diseño Pd psig 34.7
Tiempo de almacenamiento t h 24
Número de tanques -- -- 1
Capacidad de operación C m3 1713.6
Capacidad de diseño Creal m3
2170% de sobre diseño % Sb % 26.6
EQUIPO: tanque (tipo) -- -- G – 2
Altura h m 9.6
Diámetro D m 16
Superficie de fondo Sf m2 201
Dimensiones de chapa -- mm. 1.80*2π
Número de virolas -- -- 6
Número de chapas por virola N -- 8
Número de chapas totales -- -- 48
Longitud de la virola -- m 50.2
Espesor de la pared e mm. 27Forma del techo -- -- Cónico
Pendiente del techo -- -- 1/16
Pie derecho -- - Con pies derechos
Material de construcción -- -- Acero al carbono
Composición nominal C-Si
Número de especificación -- -- SA-516
Grado de especificación 55
Factor de soldadura E -- 0.85
Factor de corrosión C mm 3.18
III-19
7/16/2019 Capitulo III. Tanques
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
Producción de Acetato de n-Butilo
ANEXOS.
Tabla AIII.1. Normas para tanques establecidas por “Bureau de Normalisation du Pétrole”
Tabla AIII. 2. Escala de capacidades para tanques del tipo G1 y G2.
III-20
Número
declasificación
Presión de vapor a la
temperatura dealmacenamiento
Ejemplos de productos Tipos de tanquescorrespondientes.
1 P > 1kg/cm2 abs. PropanoTanques cilíndricos confondos semiesféricos.
2P a veces ligeramente
< 1kg/cm2 abs.Butano Esferas, cilindros.
3 Psiempre < 1 kg/cm2
Petróleo crudo,Gasolina
etc.
a) Tanques con fase gaseosa
nula o muy reducida: --de
techo flotante. b) Tanques “alta presión”
válvulas: válvulas taradas a:
-5g/cm2 de vacío.+150g/cm2 de presión.
Designación: Tanques G3.
c) Tanques “media presión”
normalizados:Válvulas taradas a:
-5g/cm2 y +25g/cm2.
Designación: Tanques G2.
4 P despreciable
Keroseno
gas oil
aceites
fuel oil, etc.
Tanques <<baja presión>>,normalizados.
Válvulas taradas a ---2,5 y 5
g/cm2 (o válvulas de
descarga).Designación: Tanques G1
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
Producción de Acetato de n-Butilo
Diámetro (m) 4,5 6 8 12 16 20 24 30 36 42
Dimensiones
chapas (m)1,8 x 1,5 π 1,80 x 2 π 2,40 x 3 π
Altura del cuerpo
(m) CAPACIDADES (m3)D < 20 m D > 20 m
1,8 - 30 50 90
3,60 - 60 100 180
5,40 - 90 150 270
7,20 - 110 200 360 810 1450
9,00 - 140 250 360 1020 1810 2830
10,80 9,60 310 540 1220 2170 3390 4330 6780
12,60 12,00 630 1420 2530 3960 5430 8480 12210 16620
14,40 14,40 1630 2900 4520 6520 10170 14650 19940
- 16,80 23260
Superficie del fondo
(m2)15,9 28,3 50,2 113,1 201 314,16 452,2 706,5 1017,4 1384,7
Tabla AIII. 3. Principales elementos para la construcción de tanques G1 y G2.
Diámetro nominal
(m) 4,5 6 8 12 16 20 24 30 36 42
Forma del techo
G1 cónico, pendiente 1/16 = 0,0625m por
metro
G2 esférico, flecha:1/12
G1 cónico: pendiente 1/16
=0,0625m por metro
Estructura Sin pies derechos
Con pies
derechos
para tanque G1Sin pies
derechos
Para tanque G2
Con pies derechos
Techo(espesor de la chapa
en mm)
5
Angulares de cabeza
(mm)70 x 70 x 7
80 x 80
x 8
100 x 100
x10120 x 120 x12
Tabla AIII. 4. Propiedades de los materiales.
III-21
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
Producción de Acetato de n-Butilo
Tabla AIII. 5. Propiedades de los materiales: acero al carbono y de bajo contenido deelementos de aleación.
III-22
7/16/2019 Capitulo III. Tanques
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
Producción de Acetato de n-Butilo
III-23
7/16/2019 Capitulo III. Tanques
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
Producción de Acetato de n-Butilo
Tabla AIII. 6. Eficiencia de las juntas de acuerdo al tipo.
III-24
7/16/2019 Capitulo III. Tanques
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
Producción de Acetato de n-Butilo
Figura AIII.1. Parámetros de los aislantes.
Tabla AIII. 7. Constantes para determinar la conductividad térmica de diferentes aislantes.
III-25
7/16/2019 Capitulo III. Tanques
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
Producción de Acetato de n-Butilo
III-26
7/16/2019 Capitulo III. Tanques
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CAPITULO III. Tanques de almacenamiento.
Producción de Acetato de n-Butilo
REFERENCIAS
WUITHIER, Pierre. “ El petróleo: Refino y tratamiento químico”, Volumen III,
1964.
LUISA, Durán. “Teoría y Calculo de Equipos de Proceso en Diseños de Plantas”.
Mérida, Venezuela. Marzo del 2005.