INTEGRANTES:

CRUZADO DIAZ CRISTINA NONOY

PINGLO CASUSOL IVONNE HILDA

PISFIL SUCLUPE JULIO GABRIEL

VALLEJOS BERNAL OSCAR ORLANDO

VIDARTE REQUEJO RENAN

PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA

PROCESO POR DESHIDROGENACION DEL ALCOHOL ISOPROPILICO

I.- DESARROLLO DEL PROCESO PARA LA OBTENCION DE ACETONA

El proceso diseñado para el proyecto se muestra en la Figura N° 2.2 (diagrama de flujo). Una mezcla azeotrópica de alcohol isopropilico y agua (88 % en peso IPA), es alimentado al tanque de alimentación (M — 1) a la temperatura de 25°C y 1.01 bares de presión donde se mezcla con una corriente de reciclo de alcohol isopropilico a 83 °C y 1.2 bares. Esta mezcla se bombea a través de una bomba de alimentación P — 1 hacia el intercambiador de calor, C — 1, a la temperatura de operación de 32 °C y una presión de salida de 3.10 bares donde se vaporiza la mezcla de alcohol Isopropilico antes que ingrese al reactor. La vaporización se lleva a cabo a 111 °C y 1.48 bares. El reactor R — 1 opera a 2.16 bares en el lecho y 2.70 bares en los tubos, es un reactor de lecho fluidizado de acero inoxidable, se suministra calor al reactor, siendo esta una reacción endotérmica para ello utiliza una corriente circulante de sal fundida.

El efluente del reactor, que contiene acetona, hidrogeno, agua y alcohol isopropilico no reaccionado, pasa a través del intercambiador E — 1 para enfriar la mezcla de 350 °C a 20 °C antes de que ingrese al separador S — 1. El vapor que sale del separador, es conducido al Absorbedor, una torre de relleno con anillos Rashing que opera a 1.6 bares, A — 1, la cual le llega una corriente de agua a 20 °C y 2 bares con la finalidad de recuperar una parte de acetona, luego la corriente liquida obtenido por los fondos del separador S — 1, se mezcla con la corriente proveniente del absorbedor el cual contiene acetona que ha sido recuperado para luego ser enviado al tren de destilación.

Los gases no condensables que salen del Absorbedor por el tope que contiene todo el hidr6geno y en pequeñas cantidades acetona, alcohol Isopropilico y agua a 34 °C y 1.50 bares se envían a la planta de fuerza con la finalidad de recuperarlos y utilizarlo como combustible para la alimentación del caldero. La corriente rica en acetona producto de las corrientes liquida del separador S — 1 y de los fondos del Absorbedor A — 1 se envía a un tren de columnas de destilación para la recuperación de acetona y alcohol isopropilico. Estas torres son utilizadas para separar el producto, acetona con 99.9% de pureza por el tope de dicha columna y eliminar el exceso de agua en el alcohol isopropilico no reaccionado. El alcohol isopropilico recuperado, es reciclado nuevamente al proceso.

II.- DIAGRAMA DE FLUJO

El proceso de la acetona consta de la recepción de la materia prima, sistema de reacción, separación de la acetona y alcohol isopropilico.

En la figura N° 2.1 se muestra el diagrama de flujo con su respectiva leyenda de equipos y corrientes para el proceso de la acetona a partir de alcohol isopropilico.

F

4. HOJA DE ESPECIFICACIONES

4.1.- MEZCLADOR M – 1

GEN

ERAL

DATOS DE DISEÑOPOR: GRUPO EPI CANTIDAD MEZCLADOR 2 VOLUMEN 1 MEZCLADOR 26.424 M3

VOLUMEN TOTAL (M3) 52.484 LIQUIDO ALCOHOL ISOPROPILICO PORCENTAJE DE LIQUIDO 0.88PRESION (Bar) 1.01 VISCOSIDAD (20°C) 2.43 CENTIPOISE TEMPERATURA 32°CMATERIAL DE

CONSTRUCCION ACERO 304L 3/16 pulg de espesor ACOPLAMIENTOS:entrada: 11/4 pulg / 2 pulg NPS // salida: 11/4plg

NPSPLANTA ACETONA RECICLO : (K) PROVIENE DE COLUMNA T - 2 SALIDA : BOMBA P - 1

OPE

RACI

ÓN

CONDICIONES DE OPERACIÓNENTRADA

FLUJO (A) (KG/H) 1711.5719 CORRIENTE IPA 88% (KG/H) 1352.4923 AGUA 12% (KG/H) 184.4308

FLUJO (K) (KG/H) 174.6488CORRIENTE IPA 83.95%

(KG/H) 146.6177 AGUA 12.62% (KG/H) 22.0407ACETONA 3.43% (KG/H) 5.9904

SALIDAFLUJO B (KG/H) 1711.5719 CORRIENTE IPA (KG/H) 1499.11 AGUA (KG/H) 206.4715

ACETONA (KG/H) 5.9904

CAUDAL (M3/H) 2.202 DENSIDAD (KG/M3) 777.4TIEMPO DE

RESIDENCIA/DIA 1FLUJO TURBULENTO

ACOPLAMIENTOS

CORRIENTES CANTIDADES(LB/S) DENSIDAD (LB/PIE^3) Q (PIE^3/S) DIAMETRO (PULG)DNPS(PULG) CED

N°40ENTRADA DE IPA 0.9392 49.31 0.01905 1.09 1 1/4"

ENTRADA DE RECICLO IPA 0.1067 0.6075 0.1756 1.67 2"SALIDA DE LA MEZCLA 1.0459 48.53 0.02155 1.15 1 1/4"

DATOS DE UBICACIÓN DEL SERVICIOTIPO / NOMBRE M - 1 LOCALIZACION PLANTA DE ACETONA CLASE MEZCLADORDIAMETRO (M) 2.82 LARGO (M) 4.23 ESPESOR (PULG) 0.138

SISTEMA DE CONTROLCONTROLADOR INDICADOR NIVEL "LIC"

CONTROLADOR INDICADOR DE FLUJO CONECTADO A LA CORRIENTE DE SALIDA.

HOJA DE ESPECIFICCACIONES

4.2.- VAPORIZADOR DE IPA V - 1

GEN

ERAL

POR: GRUPO EPI RENDIMIENTO 78%VOLUMEN TOTAL (M3) 1.826 LIQUIDO DE SALIDA ACETONA PUREZA DE LIQUIDO 99.90%

PRESION (ATM) 2 VISCOSIDAD (20°C) TEMPERATURA 350 °C

MATERIAL DE CONSTRUCCION

PLANCHAS DE ACERO AL CARBON 304 3/16 PULG.

ESPESOR PRECALENTAMIENTO (U) 100 (BTU/PIE^2.°F.H)INTERCAMBIO VAPOR AGUA. ORGANICOS (U)

75 (BTU/PIE^2.°F.H)

RESISTENCIA DE TRACCION 13.300 LB/PULG^2 T° PRECALENTAMIENTO 91.04 °F

T° VAPORIZACION (F. CALIENTE) 256.442°F

AREA ZONA DE PRECALENTAMIENTO 35.41 PIE^2 T° VAPORIZACION (F. FRIO) 213.8°F

AREA ZONA DE VAPORIZACION 433.46 PIE^2DIFERENCIA DE T° DE

VAPORIZACION 42.642°FAREA TOTAL REQUERIDA 468.87 PIE^2 D T° BALANCEADO 47.40 °F

COEF. DE TRANSF. DE CALOR PRELIMINAR (U)

76.88 BTU/H.PIE^2.°F

CURSO DE LOS FLUIDOS CORAZA ALCOHOL ISOPROPILICO TUBOS VAPOR DE AGUACARACTERISTICAS DEL INTERCAMBIADOR DE CALOR

OP

ERA CORAZA TUBOS

DIAMETRO 23.25 PULG NUMERO Y LONGITUD 208.Y 20 PIES

CIÓ

NESPACIO DE LOS

DEFLECTORES 3.45 PULG DE, BWG, PASO1 PULG, 16BWG, 1,25 PULG EN

CUADROPASOS 1 PASO 2

CORAZA IPA TUBOS, VAPOR DE AGUAAREA DE FLUJO 0,111 PIE2 AREA DE FLUJO 0,429 PIE2

VELOCIDAD MASICA 33923.05lb/h*pie2 VELOCIDAD MASICA4,223.36 lb/h*pie2

NUMERO DE REYNOLDS

PRECALENTAMIENTO 1,782.47NUMERO DE REYNOLDS 9,754.50

VAPORIZACION 128,378.51

HoPRECALENTAMIENTO 79.72 BTU/h.pie2.°F

Hio 1500 BTU/h.pie2.°FVAPORIZACION 34.37 BTU/h.pie2.°F

COEFICIENTE TOTAL LIMPIO PRECALENTAMIENTO

75.70 BTU/h.pie2.°F

VAPORIZACION33.60

BTU/h.pie2.°FSUPERFICIE LIMPIA

REQUERIDAPRECALENTAMIENTO 46.78 PIE2

VAPORIZACION 967.55 PIE2

CONDICIONES DE OPERACIÓNSUPERFICIE TOTAL LIMPIA 1,014.33 PIE2

COEFICIENTE TOTAL LIMPIO BALANCEADO 35.54 BTU/h.pie2.°FCOEFICIENTE TOTAL DE DISEÑO (UD) 33.1 BTU/h.pie2.°F

FLUJO MAXIMO 1,644.74 BTU/h.pie2

FACTOR DE OBSTRUCCION 0.00207 (BTU/h.pie2.°F)-1

CAIDAS DE PRESIONFLUIDO CALIENTE:

CORAZA, IPAPRECALENTAMIENTO 5.39e-3 psi

TUPOS: VAPOR DE AGUA 0.15 psiVAPORIZACION 0.33 psi

HOJA DE ESPECIFICCACIONES

4.3.- ENFRIADOR DE AGUA RESIDUAL, E - 2

GEN

ERAL

POR: GRUPO EPICARACTERISTICAS DE LOS TUBOS

IPS OD, pulg ID, pulg CEDULALONGITUD TUBOS,

pie2" 2.38 2.067

40 121 1/4" 1.66 1.38

CONDICIONES DE OPERACIÓN

PROPIEDADES FISICASCOMPONENTES

AGUA RESIDUAL AGUA FRIAM, Lb/h 866.2251 5,466.25

TEMPERATURA, °F 170.6 95

OPE

RACI

Ó Cp, BTU/Lb.°F 1.001 1.01K, BTU/h. pie.°F 0.3855 0.3612

GRAVEDADD ESPECIFICA O.97 1, Cp 0.3841 0.7185

*r, h.pie2.°F/BTU 0.002

N

FLUIDO CALIENTE, ANULO, AGUA RESIDUAL FLUIDO FRIO, AGUA FRIA

AREA DE FLUJO, pie2 0.0083 AREA DE FLUJO, pie2 0.0104

VELOCIDAD MASICA lb/h*pie2 104,364.47VELOCIDAD MASICA

lb/h*pie2 525,601.37NUMERO DE REYNOLDS 8,561.37 NUMERO DE REYNOLDS 34,762.00

ho, BTU/h.pie2.°F 154.66 hio BTU/h.pie2.°F 464.46

COEFICIENTE TOTAL LIMPIO 116.02 BTU/h.pie2.°FCOEFICIENTE TOTAL DE DISEÑO 94.17 BTU/h.pie2.°F

DIFERENCIA DE TEMPERATURA LOGARITMICA 63.69 °F

SUPERFICIE REQUERIDA 16.41 PIE2

LONGITUD REQUERIDA 31.13 pieNUMERO DE HORQUILLAS 2

COEFICIENTE ACTUAL DE DISEÑO 74.02 BTU/h.pie2.°F

FACTOR DE OBSTRUCCION 0.0049 h.pie2.°F/BTUCAIDAS DE PRESION

DIFERENCIA DE TEMPERATURA LOGARITMICA FLUIDO FRIO, AGUA FRIA

R'e 3,806.30 Re 34,762.00F 0.0118 f 0.0068

Fa 0.224 pies Fp 0.96 pies

Pa 0.10 lb/pulg2 Pp 0.42lb/pulg2

HOJA DE ESPECIFICACIONES

4.4.- ENFRIADOR DE ACETONA E - 1

GEN

ERAL

PROCESO DE DATOSPOR: GRUPO EPI

AREA TOTAL REQUERIDA 166.42 PIE^2INTERCAMBIO VAPOR AGUA. ORGANICOS (U)

ALTA TEMPERATURA BAJA TEMPERTURAT° VAPORIZACION (F. CALIENTE) 662°F 113°F

T° VAPORIZACION (F. FRIO) 104°F 86°FDIFERENCIA DE T° DE VAPORIZACION 531°F

OPE

RACI

ÓN

CURSO DE LOS FLUIDOS CORAZA ACETONA CRUDA TUBOS AGUA DE ENFRIAMIENTOCONDICIONES DE OPERACIÓN

CORAZA TUBOSDIAMETRO 15.25PULG NUMERO Y LONGIUD 29 y 16 PIES

ESPACIADO DE LOS DEFLECTORES 5PULG DE, BWG, PASO 1.5PULG, 16BWG, 1.875PASOS 1 PASOS 2

AREA DE FLUJO (A) 0.0706 PIE^2 AREA DE FLUJO (A) 0.0992PIE^2VELOCIDAD MASICA(G) 53335.102LB/H*PIE^2 VELOCIDAD MASICA(G) 1061651.028LB/H*PIE^2

NUMERO DE REYNOLDS(N) 171285.05 NUMERO DE REYNOLDS(N) 69718.54

HO 68.37BTU/H*PIE^2*°F HIO 929.77BTU/H*PIE^2*°FCOEFICIENTE TOTAL LIMPIO 63.69BTU/H*PIE^2*°F

SUPERICIE LIMPIA REQUERIDA 169.844PIE^2COEFICIENTE TOTALDE DISEÑO(U) 59.40BTU/H*PIE^2*°F

FACTOR DE OBSTRUCCION® 0.00113BTU/H*PIE^2*°F

CAIDAS DE PRESIONCORAZA, ACETONA CRUDA 9.98PSI TUBOS, AGUA FRIA 0.48PSI

4.5.- SEPARADOR FLASH S – 1POR: GRUPO EPI

CONDICIONES DE OPERACIÓNVOLUMEN TOTAL (PIE^3) 140.6888PIE^3 TEMPERATURA 68°F ALTURA 3.574M

PRESION (PSIA) 23.65PSIA DENSIDAD 0.2788LB/PIE^3PRESION DE

DISEÑO 7.92PSIFUJO 3765.4582 LB/H TIEMPO D RESISTENCIA 30S ESPESOR 0.079PULG

CAUDAL 13505.9476PIE^3/H DIAMETRO 3.9086PIESACOPLAMIENTOS

CORRIENTES FLUJO(LB/S) P(LB/PIE^3) Q (PIE^3/S) DI(PULG) DNPS(PULG)ENTRADA DE ACETONA CRUDO 3765.4582 0.2788 3.7516 5.99 6

SALIDA LIQUIDA 3261.5838 50.69 0.01787 1.06 1 1/4SALIDA VAPOR 503.8744 3.61E-02 3.8761 4.66 5

FIGURA 4.2

HOJA DE ESPECIFICACIONES

4.6.- REACTOR R – 1

GEN

ERAL

PROCESO DE DATOS

POR: GRUPO EPI RENDIMIENTO 78%

VOLUMEN TOTAL (M3) 1.826 LIQUIDO DE SALIDA ACETONA PUREZA DE LIQUIDO 99.90%

PRESION (ATM) 2 VISCOSIDAD (20°C) TEMPERATURA 350 °CMATERIAL DE

CONSTRUCCIONPLANCHAS DE ACERO AL CARBON 304 3/16 PULG. ESPESOR CAT. (85%) NIQUEL

RANEY494,599.7985 g

RESISTENCIA DE TRACCION13.300

LB/PULG^2 ESPESOR DE CORROSION 1/16 PULG

OPE

RACI

ÓN

TAPA DEL REACTOR

FORMA TORIESFERICA MATERIAL DE CONSTRUCCION ACERO 304 1/8 pulg de espesor

BASE DEL REACTOR

FORMA ESFERICA

CORRIENTE DE ALIMENTACION AL REACTOR

COMPONENTES ACETONA IPA AGUA TOTAL

KG/H 5.9904 1499.11 206.4715 1711.5719

CONDICIONES DE OPERACIÓN

FLUJO VOLUMETRICO DE LA ALIMENTACION AL REACTOR

CANTIDAD (KG/H) 1711.5719 DENSIDAD (G/CM^3) 0.003255 VOLUMEN (CM^3/SEG) 146063.4835

DIMENSIONES DEL REACTOR CARACTERISTICAS MECANICAS DE FLUIDO

DIMENSIONES TERMINO DE GRAVITACION (N)2447.893

(G/CM^2.S^2)DIAMETRO MAXIMO DE

LA BURBUJA 65.37 (CM)

DIAMETRO (M) 1.183 POROSIDAD DE LECHO 0.751DIAMETRO MINIMO DE

LA BURBUJA 0.32 (CM)ALTURA TOTAL (PARTE

CILINDRICA) (M) 1.775 VELOCIDAD DE GAS (MIN) 4.132 (CM/SEG)DIAMETRO PROMEDIO DE

BURBUJA 0.4 (CM)ALTURA (FONDO TANQUE)

(M) 0.237 VELOCIDAD DE GAS (MAX) 72.61 (CM/SEG)VELOCIDAD ASCENDENTE

DE LA BURBUJA 23.22 (CM/SEG)

ALTURA DE LA PARTE CILINDRICA (M) 1.538 AREA DE LA SECCION TRANS. 10991.5866 (CM^2)

FRACCION DE LECHO OCUPADO POR LA

BURBUJA 0.53VELOCIDAD SUPERFICIAL

(ENTRADA DE GAS 13.29 (CM/SEG)CANTIDAD REQUERIDA

DE CATALIZADOR 494599.7985 G

ACOPLAMIENTOSCORRIENTES CANTIDADES(LB/S) DENSIDAD (LB/PIE^3) Q (PIE^3/S) DIAMETRO (PULG) DNPS(PULG) CED

N°40

ENTRADA DE IPA 3765.4582 0.08056 12.9836 8.91 10

ENTRADA DE CATALIZDOR 1088.1196 156 0.001938 0.45 1/2

SALIDA DE ACETONA CRUDA 3765.4582 0.1342 7.794 7.57 8

SALIDA DE CATALIZADOR 1088.1196 156 0.001938 0.45 1/2

FIGURA 4.3

HOJA DE ESPECIFICACIONES

4.7.- TANQUE TK-1

GEN

ERAL

DATOS DE DISEÑOPOR: GRUPO EPI

VOLUMEN TOTAL -20% SOBRE DISEÑO(PIE^3) 1933.92 VOLUMEN ALMACENAR (PIE^3) 1611.6

PRESION (PSIA) 14.7 TEMPERATURA ( °F) 89.6

MATERIAL DE CONSTRUCCION ACERO INOXIDABLE 304 FORMA CilíndricoTK-ALMACENAMIENTO ACETONA

OPE

RACI

ÓN

CONDICIONES DE OPERACIÓN

FLUJO MASICO (Lb/H) 3381.2308

TIEMPO DE RESIDENCIA (H) 24

DENSIDAD (Lb/PIE^3) 50.35

ACOPLAMIENTOS

Dnps (PULG) 1.08

DATOS DE UBICACIÓN DEL SERVICIO

TIPO / NOMBRE TK-1 LOCALIZACION PLANTA DE ACETONA CLASE TANQUE

DIAMETRO (PIE) 11.796 ALTURA (PIE) 17.694 ESPESOR (PULG) 3/16

HOJA DE ESPECIFICACIONES

4.17.- BOMBA B-1G

ENER

AL

DATOS DE DISEÑO POR: GRUPO EPI FLUJO VOLUMETRICO(GPM) 35 TIPO RADIAL MATERIAL DE CONSTRUCCION ACERO AL CARBON 306

B-1 CENTRIFUGA

OPE

RACI

ÓN

CONDICIONES DE OPERACIÓNFLUIDO

FLUJO VOLUMETRICO(GPM) DENSIDAD(Lb/PIE^3) MASA(Kg/h) PRESIÓN DESCARGA(PIES) PRESIÓN SE

SUCCIÓN(PIES) VISCOSIDAD(CNTP)

35 49.17 388 34 17.70 2.43BOMBA

PRESIÓN DESCARGA PRESION SUCIÓN CSPN SISTEMA CSPN MINIMO VELOCIDAD

ROTACIONAL(RPM) 34 17.74 32.66 20 2500

MOTROR

POTENCIA(H.P) VOLTAJE(VOLTIOS-

TRIFASICO) FRECUENCIA(HZ) RENDIMIENTO (%) 0.5 440 60 87

PERDIDAS POR FRICCIONTUBERIA DE DESCARGA

DETALLE Nº LONGITUD

EQUIVALENTE (m) LONGITUD TOTAL EQUIVALENTE (m)

TUBERIA RECTA, 2 1 14.78

TUBERIA ESTANDAR, 2 2 3.45 6.9

CODOS DE 90, 2 6 5.17 31.02

VALVULA GATE, 1 1 1.38 1.38 VALVULA CONTROL 1 TOTAL 53.3

TUBERIA DE SUCCIÓN

DETALLE Nº LONGITUD

EQUIVALENTE (m) LONGITUD TOTAL EQUIVALENTE (m)

TUBERIA RECTA, 2 1 39

CODOS DE 90, 2 3 5.17 15.51 VALVULA GATE, 1 1 1.38 1.38

TOTAL 55.89 DATOS DE UBICACIÓN DEL SERVICIO

TIPO / NOMBRE B-1 LOCALIZACION PLANTA DE ACETONA CLASE BOMBA

COLUMNA DESCARGA(PIES) 100COLUMNA SUCCÓN

(PIES) 52.28 COLUMNA BOMBEO

(PIES) 47.42

HOJA DE ESPECIFICACIONES

4.21.- TORRE DE ENFRIAMIENTO TE-1

GEN

ERAL

DATOS DE DISEÑO POR: GRUPO EPI

CAUDAL(GAL/MIN) 289.18 PRESIÓN(PSIA) MATERIAL DE CONSTRUCCION

PLANTA ACETONA

OPE

RACI

ÓN

CONDICIONES DE OPERACIÓN

AGUA DE ENFRIAMIENTO

EQUIPOS E-1 E-2 C-1 C-2 TOTAL

REQUERIMIENTO(Lb/h) 105,315,782 5,466.2542 7.777.15 6.221.72 124,780.9062PERDIDAS PERDIDAS POR EL VIENTO PERDIDAS POR EL EVAPORACIÓN PERDIDAS POR PURGAS TOTAL

CANTIDAD(Lb/h) 1,247.8091 12,478.091 6,239.0455 19,964.9456 T-ENTRADA(°F) T-SALIDA (°F) T-BULBO HUMEDO (°F) RANGO DE ENFRIAMIENTO(°F) T ACCESO(°F)

77 95 70 27 7 RENDIMIENTO TE-1 95%

ACOPLAMIENTOS

CORRIENTES DIRECCIÓN DNPS(PULG) CED N°40 VAPOR CONDENSADO ENTRADA 4"

AGUA DE REPOSICIÓN ENTRADA 1 1/2"

AGUA FRIA SALIDA 2"

DATOS DE UBICACIÓN DEL SERVICIO

TIPO / NOMBRE TE-1 LOCALIZACION PLANTA DE ACETONA CLASETORRE DE

ENFRIAMIENTO

LONGITUD(PIES) 11.5 ANCHO(PIES) 12 ALTURA(PIES) 35