acetona proyecto1 bien
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7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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CAPITULO II
ANTECEDENTES E
HISTORIAL
DEL PROYECTO
CAPITULO II
ANTECEDENTES DEL PROYECTO
1
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7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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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
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Mercado
Y
Capacidad de planta
CAPITULO III
MERCADO Y CAPACIDAD DE PLANTA
1. Mercado
3
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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 -
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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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 -
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CAPITULO v
U!icaci"n
13
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Y
Empla#amiento
CAPITULO ,
U:ICACI;N Y EMPLA
-
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;. 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.
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CAPITULO vi
In$enier%a
Del
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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.
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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
-
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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
-
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!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-;
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-
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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
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. :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
B@11 ,l8la de Ali(entaci/n
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
-
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,@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
-
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R@11 Reactor T'lar I-ot9r(ico
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
-
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E@111 Interca('iador de t'o- = cora5a 12
m5=5382 lbm/h
m5=m6
m6*XAIP6=473.616 lbm/h
m6*XA!"#$%&6=4120.46 lbm/h
m6*XH26=141.9 lbm/h
m6*XH2O6=645.84 lbm/h
E@112 Interca('iador de t'o- = cora5a
m6=5382 lbm/h
m6=m7
m7*XAIP7=473.616 lbm/h
m7*XA!"#$%&7=4120.46 lbm/h
m7*XH27=141.9 lbm/h
m7*XH2O7=645.84 lbm/h
29
-
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D@1& ?la-) Adia'tico
&!!% "% 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!"#$%&9+ m9*XAIP9+ m9*XH2O9
30
+e acuerdo a las razones de e#uilibrio
luido3vapor tomando en consideracin
el punto de burbu"a de roc&o la composicin
en el vapor el luido de la mezcla es lasi*uiente.
-
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31/100
m8=856.662lbm/h
m8*XH28=141.900008 lbm/h
m8*XAIP8=23.732 lbm/h
m8*XA!"#$%&8=670.0077 lbm/h
m8*XH2O8=21.022 lbm/h
m9=4525.4334 lbm/h
m9*XAIP9=449.994 lbm/h
m9*XA!"#$%&9=3451.4528 lbm/h
m9*XH2O9=623.9866 lbm/h
>@1&1 Co(pre-or para 7idr/eno
m8X856.662lbm/h
L@12! :o('a para a(ento de pre-i/n
31
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
32/100
m9=m10=4525.4334 lbm/h
E@12" Interca('iador de calor para a(ento de te(peratra
m10=m11=4525.4334 lbm/h
D@12 Col(na de de-tilaci/n de Acetona
32
-
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33/100
m11= 4525.4334 lbm/h
m11*XAIP11=449.994 lbm/h
m11*XA!"#$%&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
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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!"#$%&12=3416.9383 lbm/h
m12*XAIP12=2.2500 lbm/h
34
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
35/100
D@13 Col(na de de-tilaci/n de AIP %alco)ol i-oprop0lico*
m14= 1106.2451 lbm/h
m14*XA!"#$%&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
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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!"#$%&16=34.5145 lbm/h
m15*XAIP15= m16*XAIP16= 447.296 lbm/h
m15*XH2O15= m16*XH2O16=0.624 lbm/h
L@132A :o('a para prodcto- de ondo
36
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
37/100
m17= m18= 623.8111 lbm/h
m17*XH2O17= m18*XH2O18=623.363 lbm/h
m17*XAIP17= m18*XAIP18=0.448 lbm/h
37
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
38/100
.2. Cadro de 'alance de (a-a Hl'(#)
Nota
El balance de masa inicial se realiz sin tomar en cuenta condiciones de reflu"o
C$"%
#"
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
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
39/100
H2 0 0 0 0 0 0
$#&l 3419.18
83
1106.24
51
482.43
45
482.43
45
623.81
11
623.81
11
39
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
40/100
". :alance de ener0a
".1. Clclo-
" #$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* @?$B
CH2O >=0.48 :#/lbm*
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
41/100
+XAIP4*(CAIP@*(212-77)+H*(662-212))=693.91 :#/lbm
,alor real con 7=-=-
CpL=0.8 Btu
lbm
Q=1.88510
6
5382
Btulbm
CpV=0.57 Btu
lbm
H4=CpL(102.325 )1.8+Q+CpV(350102.3 )1.8
H4=715.69Btulbm
R@11 Reactor T'lar I-ot9r(ico
1(CH3)2CHOH 1(CH3)2CO +1 H2
XAIP5=0.088
XH2O5=0.12
XA!"#$%&5=0.766
XH25=0.026
CAIP @=0.76 :#/lbm* @?$B
CAIP >=0.57 :#/lbm* >&$B
H< AIP=270 :#/lbm & 212
CH2O @=1:#/lbm* @?$B
CH2O >=0.48 :#/lbm* =0.46:#/lbm*
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
42/100
H< A!"#$%&= 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
E@111 Interca('iador de t'o- = cora5a 12
H5=612.0994Btu
lbm
0=m5H5m 6H6+Q
Q=1.28810
6
5382
Btu
h
lbmh
H6=372.7832Btulbm
42
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
43/100
E@112 Interca('iador de t'o- = cora5a
H6=372.7832Btulbm
Q=1.97710
6
5382
Btuh
lbmh
0=m6H6m7H7+Q
H7=5.44764Btu
lbm
D@1& ?la-) Adia'tico
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
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
44/100
H9=Cpm(T9Tref)=5.3595Btulbm
H8=62.53722Btu
lbm
>@1&1 Co(pre-or para 7idr/eno
>&m$, & #$m& "l m,m$
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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
D@13 Col(na de de-tilaci/n de AIP %alco)ol i-oprop0lico*
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!"#$%&15=0.0715
XAIP15=0.9272
CpAIPL
=0.76 Btu
lbm
Teb AIP=187.8
vap AIP=280.8Btulbm
CpAcetonaL=0.53
Btu
lbm
Teb Acetona=142
vap Acetona=212.3Btulbm
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
47/100
H151=18.693Btulbm
H152=337.400Btulbm
H153=1.3978Btulbm
H15=H151+H152+H151=357.4908Btu
lbm
H17AIP=XAIP17CpAIPL (T17Tref)=0.07629Btu
lbm
H17H2O=XH2O17CpH2 O L (T17Tref)=65.9178Btulbm
H17=H17AIP+H17H2O=65.9941Btulbm
Para calcular Qc solo se retira calor latente la ecuaci n es
Qc=(XAcetona15vap Acetona+XH2O 15vap H2 O+XAIP15vap AIP )m15
Qc=1.335105 Btu
h
Para calcular Qr h acemos balance ener ! tico eneral
Qr=Qc+m17H17+m15H15m14H14=2.2918105Btu
h
L@13& :o('a para rel6o de AIP
H15=H16=357.4908Btulbm
L@132A :o('a para prodcto- de ondo
H17=H18=65.9941Btulbm
47
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
48/100
".2. Cadro de 'alance de ener0a
!refX>>W
P$"&
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$"&
Pb&; 2.02 1.5 1.2 2 1.2 2
; 68 196 185.2 185.2 220.4 220.4
FH:#/lb
m;
248.995
5
106.64
24
357.49
08
357.49
08
65.994
1
65.994
1
48
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
49/100
!. Di-e$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
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
50/100
Correspon#ientementela altura ser* h=84.5371pie
B@11 ,l8la de Ali(entaci/n
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
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
51/100
,@1" ,apori5ador
+atos
$e%cla &'ua
t1( !!)* +1( 5!!8)*
t2( 5!5!)* +2( 5!!8)*
+emperaturas promedio
t(32-35)* +(5!!8)*
w=fujo de masa mezcla [lbm/h]=53!
Cpm=0.5 Btu
lbm0
1=1.0021022.42
lbmpieh
/=1.46102 Btu
hpie0
s=0.001305
"=fujo de masa a#ua [lbm/h]
2e #ispone#e auaa una presinP=90=596.7929Btulbm
1=2.0141022.42 lbm
pieh
51
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
52/100
/=2.525102 Btu
hpie0
s=0.033984
Q=3.46510
6Btuh
3=
Q=5860.0345
lbmh
"=0 supon#remos1o2pasos porlos tubos ) 1paso por lacora&a
4L+Tcontracorriente=91.0989 0 por tanto5 t=4L+Tcontracorriente=91.09989 0
Tomamos #elatabla8 6+=85
Btu
0 pie2
h
A= Q
6+5 t=447.4726pie
2
+efinimos +7t=
3
4pul 16 B38 L=16pie
Conello #etabla10+It=0.62pula
9 9=0.1963
pie2
pie a
9t=0.302pul
2
:t=
A
a9 9L=142.47 tubos
+etabla 9PT=
15
16pul +Ic=15
1
4pul :t=160Arrelotria nular
Correimos el A=:ta
9 9L=502.528pie
2) 6+=
QA5 t
=75.6877 Btu
0 pie2h
52
Cora&a=flui#o fr$ome&cla
as=+Icc
9B
PT
c9=PT+7t=0.1875pul
+Ic5
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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
",#$, %$ ""% ," %#","!#&$, && "l !&,$ !$%"%,&!% "
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
54/100
>&m$, & ,"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
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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
-
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56/100
C*lculo #ela potenciaal freno=3realm3=2.8133105 /@
h
56
-
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57/100
R@11 Reactor T'lar I-ot9r(ico
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
-
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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
-
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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
-
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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
E@111 Interca('iador de t'o- = cora5a 12
60
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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+atos
$e%cla &'ua
+1( --2)* t1( -8)*
+2( 212)* t2( 1!-)*
+emperaturas promedio
+(.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
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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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
Tomamos #elatabla8 6+=140
Btu
pie2h
A= Q
6+5 t
=37.14pie2
+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
=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
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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
$e%cla &'ua
+1( 212)* t1( -2-)*
+2( -8)* t2( 8-)*
+emperaturas promedio
+(1.#)* t(8#-)*
Debe observarse que debido al equilibrio lquido-vapor es complicado determinar el calor
retirado para enfriar la mezcla a la temperatura requerida sin embargo, se recurri a Hysys
para determinar el calor requerido para enfriar la mezcla y el resultado fue:
Q=1.977106Btu
h
"=fujo de masa mezcla [lbm/h]=53!
CpV m
=0.5428 Bt u
lbm
1=0.34562.42 lbmpieh
/=0.1915 Btu
hpie
s=0.452
w=fujo de masa a#ua [lbm/h]
Cpaua=1.008 Btu
lbm
64
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
65/100
1aua=0.54422.42 lbmpieh
/aua=0.3717 Btu
hpie
s=1
Q=3CpV m(T1T2 )=1.97710
6Btuh
;= Q
Cpaua( t2t1 )=54480.82
lbm
h
"=4 2=0.24vamosa lafiE 20obtenemos =T=0.93
4L+Tcontracorriente=35.47por tan 5 t=4L+Tcontracorriente=T=32.99
Tomamos #elatabla8 6+=140
Btu
pie2h
A= Q
6+5 t=428.06pie
2
+efinimos +7t=
3
4pul 16 B38 L=16pie
Conello #etabla10+It=0.62pula
9 9=0.1963
pie2
pie a
9t=0.302pul
2
:t= A
a9 9LX
=45.43 tubosX=:umero #e intercambia#ores=3
+etabla9PT=
15
16pul +Ic=10pul :t=56Arrelotrianular
Correimos el A=:ta
9 9LX=527.6544pie
2) 6+=
QA5 t
=113.573 Btu
pie2h
65
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
66/100
6L=h iohohio+ho
=223.68 Btu
pie2h
66
Cora&a=flui#ocalienteme&cla
as=+Icc
9B
PT
c9=PT+7t=0.1875pul
+Ic
5
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
67/100
"+ calc=6L6+6L6+
=0.0043
"+re'ueri#o=0.003"+ calc>"+re'ueri#o <
D@1& ?la-) Adia'tico
m8=856.662lbm/h
m9=4525.4334 lbm/h
(L=#ensi#a# #ell$ '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& ,"&&!%
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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 #&%?"
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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 $as
VoH=
VL2
2(L
(L(V=0.13985pie
H=+L0.9[VoH
+L2]
1
4=0.118652pie
:ivel minimo para formacion#e vortice=VoH13=1.818pie
69
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
70/100
C$m$ l& &l#& "l #&%?" ,$b"&,& "l %
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
71/100
@& "!&!% " "%"& && "l !l!l$ " $#"%!& " l& b$mb& ","!&%$ #$$,
l$, ""!#$, "!"#$ l& ",% J #$m&%$ %
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
72/100
C&l!l&"m$, "l TPH && &"!& , h&b $ %$ !&
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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
D@12 Col(na de de-tilaci/n de Acetona
73
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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&
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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
L3=volatili#a# #ela fase liera enel fon#o
L+=1.40469
76
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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 #$m&%$ %
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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 $ %$ !&
-
7/23/2019 Acetona Proyecto1 Bien
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
-
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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&
-
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: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# #ela fase liera en el#estila#o
L3=volatili#a# #ela fase liera enel fon#o
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+=volatili#a# #ela fase liera en el#estila#o
L3=volatili#a# #ela fase liera enel fon#o
L+=0.55354
85
-
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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&&%$
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(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!"#$%& 0.014 11.99 20.54137 0.0736 0.
AIP @ 0.174
4
4.934 8.45297 0.9221 0.0002
H2O U 0.811
6
0.583
7
1 0.00423 0.9998
0=20.541370.01420.54137
+ 0.81161
+ 8.452970.17448.45297
el valor #ebe estar compren#i#o entre1) 8.45297 =3.55361
87
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"m=20.541370.0736
20.54137 +
0.00423
1 +
8.452970.9221
8.45297 1"m=0.67826
7l reflu%o #e acuer#o alas con#iciones es1 E2"m"=0.814
()mero de eta&as de equilibrio
Es posible usar la correlaci0n emprica de Ailliland
::m
:+1 =1exp
[( 1+54.4J11+117.2J )(J1J0.5 )]
J=""m
"+1
omo son conocidos los valores@
"m=0 E67826
"=0.814
:m=11.354
El n>mero de etapas de euilibrio es
:=28.413 etapastericas27.413 platos tericos
*bicaci%n del &lato de alimentaci%n
Es posible estimar la ubicaci0n del plato de alimentaci0n de acuerdo a la
correlaci0n de Bir4bride
log:e:s
=0.206log [(FH=FL=)3
+ (FL3FH+)
2]88
-
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onde Cees el n>mero de platos te0ricos en la %ona de rectiDcaci0n, Cses el
n>mero de platos te0ricos en la %ona de a'otamiento
:e:s
=0.52696
:e+:s=28.413
Por tanto :e=9.8:s=18.608 Quiere#ecir 'ueel plato#ealimentacin esel plato 11
CAPITULO vii
Or$ani#aci"n
89
-
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De
Planta & $astos
$enerales
CAPITULO ,ll
OR>ANIASTOS >ENERALES
1. Orani5aci/n de planta
La distribucin *eneral de la planta se encuentra en el plano maestro donde se puede epresar
las 7reas actuales de proceso tambin se encuentran los edificios principales como oficinas
laboratorios almacenamiento.
1.1. Plano (ae-tro
El 7rea total ocupada por la planta es de 85;; m- de los cuales el 7rea de proceso ocupa >00
m-.
La distribucin ubicacin de las diferentes 7reas de la planta se 'a realizado teniendo encuenta diferentes factores como se*uridad operacin abastecimiento mantenimiento
evacuacin del producto entre otros disponiendo de espacios suficientes para el
desplazamiento del personal ve'&culos involucrados en la operacin dentro de la planta.
1.2. Plano nitario
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La distribucin de los e#uipos en el 7rea se realiza en flu"o continuo en RWorma de LR con un
7rea total de operacin de >00 m- para lo cual se dispone de una estructura de ; pisos
(niveles) para lo #ue es e#uipos de *ran tamao en posicin vertical (como son por e"emplo los
separadores).
1.3. Di-po-ici/n del rea de al(acena(iento
Me dispone de un 7rea de ,8, m- para almacenar la materia prima para obtener acetona como
producto final.
1.&. EJpan-i/n tra de la planta
Me dispone de un 7rea de -00 m- para posibles epansiones futuras de acuerdo a los
re#uerimientos de la planta.
2. >a-to- >enerale-
Los *astos efectuados en una compa&a #ue no est7n en los ostos de :anufactura pero #ue
son necesarios para #ue la planta funcione con eficiencia son a*rupados como Tastos
Tenerales se conocen por el concepto de /dministracin Aentas +istribucin
?nvesti*acin +esarrollo Winanzas.
S-3-0< de las ventas anuales. Me considera un 15< en nuestro caso del total de ventas
anuales.
Beso bruto acetona
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13!!."K13#a$o
Inre-o por 8enta- al a$o
X=13577.610
3
8084566.219119418E 1=15315578 E 8422+olares al a Ko
Los costos de /dministracin se estiman alrededor del I0< del costo de la mano de obra de
operacin.
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CAPITULO viii
Mano
de
93
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o!ra
CAPITULO ,llI
MANO DE O:RA
1. Mano de o'ra
Mi*nifica frecuentemente el se*undo costo m7s alto de la produccin se refiere a la *ente #ueen realidad operan los e#uipos. La estimacin de este &tem se realiza en dos partes primerose establecen los re#uerimientos de mano de obra despus el salario de la *ente #ue opera.
Ze#uerimientos de la :ano de Gbra de Gperacin el nmero de traba"adores #ue necesita la
planta se determina por
:E!G+G EMMEL el cual propone la si*uiente ecuacin lo Y F @.!3 lo G 1.22 G :
N :ano de Gbra de Gperacin (D3'rK!C paso)
Y apacidad de la Blanta (!CKd&a) X ,>.- !C /cetonaKdia
= [01I> para procesos fluidos solamente.
Lo* N X 30.>8, lo* (,>.-) F 1.-5- [ 0.1I>
Y F .!1"3 7o('re-@)r#TN por pa-o
Me estima #ue la planta traba"ara , turnos por d&a la produccin es de ,>.- !C /cetonaK d&a. El
nmero de operarios seria
0.7165803Hombresh
Tnpaso 37.2
Tn Acetona#ia
7pasos1
24
#iah =7.77=8 hombres por turno #e8 horas
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Salario de la >ente 4e Opera
Me determina de acuerdo al lu*ar donde est7 ubicada la planta le*islacin laboral eistentetipo de mano de obra (calificada o no calificada) etc.
Entonces para , turnos serian -; Dombres. !eniendo en cuenta el dia*rama de flu"o se
distribue el nmero de operarios en
Ocpaci/n Cantidad rea Salario (e- 0 Salario a$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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-
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CAPITULO i1
Plani2caci"n
Y
96
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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
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