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PRODUCCIÓN DE 2-ETILHEXANOL A PARTIR DE PROPILENO Y GAS DE SINTESIS
AVANCE 1 CAPSTONE DESIGN PROJECT
AUTORES:
KEVIN ACEVEDO
JOSE BARRERA
MIGUEL CORREA
GRUPO B
DOCENTE:
EDUARDO SÁNCHEZ TUIRÁN, Ph.D. INGENIERIA DE PROCESOS UNIVERSIDAD DE CARTAGENA FACULTAD DE INGENIERIA PROGRAMA DE INGENIERIA QUIMICA 2023- SO PI 1 (Identify needs…considering): Beginning. The students did not identified needs and considered several factors PI 2 (Applies… resources into solutions): Exemplary. The students applied appropriate concepts to convert resources into solutions. PI 3 (Modern engineering tools): Proficient. The student used a modern engineering tool properly even though they did not referenced the source of info. PI 4 (Generate… multiple solutions): Exemplary. The students generated and evaluated several solutions against requirements. SO PI1: (Provide leadership): Exemplary. The students were able to develop leadership roles. PI2: Create collaborative and inclusive environment. The students created and inclusive environment to work with random colleagues. Exemplary PI3: Establish goals and plan tasks. The students used Gantt diagram properly. Exemplary PI4: Meet objectives. Proficient. Most of the objectives were attained. They still have room for improvement.
INTRODUCCIÓN
El 2-etilhexanol (EH) es un líquido incoloro con un olor suave y aromático, es poco soluble en agua, pero altamente soluble en la mayoría de los solventes orgánicos. Este compuesto se produce a través de olefinas, gas de síntesis e hidrógeno, mediante un proceso denominado condensación aldólica del n-butiraldehído. Su principal aplicación es cuando se hace reaccionar con ácidos carboxílicos como el ácido ftálico, para producir di-2-etilhexilftalato (DEHP). En este documento se establece el diseño de una planta de producción de 2- ethilhexanol a partir de gas de síntesis y propileno, con la finalidad de encontrar un proceso sostenible y viable. Asimismo, se realiza el diseño de un diagrama de flujo del proceso, posteriormente es simulado por medio del software comercial licenciado por la Universidad de Cartagena, como Unisim, en donde son presentados los balances de materia para el proceso completo y los balances de energía para los reactores de hridroformilación y de craqueo de isobutiraldehído; y el dimensionamiento de la segunda unidad de destilación del proceso, donde se realiza el proceso de la separación de una mezcla de butiraldehídos como lo es, el n- e isobutiraldehído.Tambien , se indica las normativas y estándares de los diferentes materiales de construcción de los equipos involucrados en este proceso con cada una de sus propiedades y condiciones de operación (Temperatura, Presión) atendiendo factores económicos, técnicos, sociales, ambientales, entre otros para la seguridad de éste.
9.3. Balance de energía en la chaqueta.................................................................................... 34 REFERENCIAS............................................................................................................................................. 68 LISTA DE TABLAS Pág. Tabla 1.Balance de masa global del proceso de producción de Etilhexanol a partir de propileno y gas de síntesis. Fuente: Autores..................................................................................... 9 Tabla 2. Datos extraídos de simulador UniSim para balance de energía de reactor de hridroformilación del proceso. Fuente: Autores.......................................................................... 10 Tabla 3.. Datos extraídos de simulador UniSim para balance de energía de reactor de craqueo de isobutilaldehído del proceso. Fuente: Autores...................................................... 11 Tabla 4. Resistencia a la temperatura de los materiales más comunes de fabricación. (Perry’s Chemical Engineers Handbook, Octava Edición)............................................... 12 Tabla 5.. Listado de equipos. Fuente: Autores................................................................................ 13 Tabla 6.Condiciones de operación y material de fabricación de los equipos. Fuente: Autores........................................................................................................................................................... 13 Tabla 7. Datos de corrientes del proceso para realización de la integración energética. Fuente: Autores.......................................................................................................................................... 20 Tabla 8. Diagrama de intervalos de temperatura de integración energética del proceso. Fuente: Autores........................................................................................................................ 21 Tabla 9. Diagrama TEHL para corrientes calientes del proceso. Fuente: Autores.......... 22 Tabla 10.. Diagrama TEHL para corrientes frías del proceso. Fuente: Autores.............. 22 Tabla 11. Diagrama de cascada de integración energética del proceso. Fuente: Autores. ........................................................................................................................................................................... 23 Tabla 12.. Diseño de redes de intercambiadores de calor del proceso. Fuente: Autores ........................................................................................................................................................................... 24 Tabla 13. Servicios Industriales de enfriamiento. Fuente: Autores...................................... 25 Tabla 14. Resultados de temperaturas y entalpias de red de intercambiadores por debajo del punto pinch. Fuente: Autores......................................................................................... 25 Tabla 15. Costos fijos de los equipos. Fuente. Autores............................................................... 26 Tabla 16. Costo de envío de los equipos. Fuente: Autores........................................................ 27 Tabla 17 .....Estimación Total Capital Investment utilizando tabla de factores de Lang para fluidos. Fuente: Autores................................................................................................................ 28 Tabla 18. Cálculo de ventas anuales de 2-Ethylhexanol. Fuente: Autores.......................... 28 Tabla 19 Costos variables teniendo en cuenta reactivos, mantenimiento y servicios
1. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO
El proceso comienza con la reacción de propileno con gas de síntesis en un reactor, donde ocurre una serie de reacciones químicas que dan lugar a la formación de n- butilaldehído e isobutilaldehído como productos principales. Sin embargo, también se pueden formar otros subproductos indeseables, como monóxido de carbono e hidrógeno no reaccionado. Posteriormente, la mezcla de productos de la reacción se dirige a un separador gas- líquido, donde se eliminan los productos no deseados, como el propileno no reaccionado, el monóxido de carbono y el hidrógeno, mediante procesos de separación física. Esto permite obtener una corriente más pura de n-butilaldehído e isobutilaldehído, que se dirige a la siguiente etapa del proceso. A continuación, la mezcla de aldehídos obtenida se introduce en una torre de destilación, donde se lleva a cabo una separación basada en las diferencias de puntos de ebullición de los aldehídos y los alcoholes presentes en la mezcla. Esto permite obtener una corriente enriquecida en aldehídos, que se dirige a una segunda torre de destilación. En la segunda torre de destilación, se lleva a cabo una separación más específica para separar el n-butilaldehído del isobutilaldehído. Esto se logra mediante la utilización de diferentes temperaturas y presiones controladas, lo que permite obtener corrientes separadas de n-butilaldehído e isobutilaldehído con una mayor pureza. El isobutilaldehído resultante de la separación en la columna anterior, se dirige a una unidad de craqueo catalítico para obtener productos intermedios que se recirculan al oxo reactor al inicio del proceso. Por otro lado, el n-butilaldehído obtenido se somete a dos reacciones sucesivas en dos reactores separados. En el primer reactor, reacciona para formar 2-etilhexanal, y posteriormente, en el segundo reactor, se somete a una reacción de hidrogenación para producir 2-etilhexanol, que es el producto final deseado, cumpliendo con el requerimiento por hora para la obtención de más de 40.000 toneladas por año.
1.1. Reacciones químicas del proceso Figura 1. Reacciones químicas del proceso. Fuente: Tomado de: Towler, G., & Sinnott, R. (2012). Chemical Engineering Design, Appendix F 1.2. Diagrama de flujo del proceso Figura 2. Diagrama PFD del proceso de producción de 2-etilhexanol a partir de propileno y gas de síntesis. Fuente: Unisim
1.4. Balance de masa global del proceso
Flujo másico (kg/h) 2396 383,9 0 383,9 2490 5960 201,6 591,4 5570 363,4 228 5798 2017 2017 2017 229,
- INTRODUCCIÓN............................................................................................................................................ Pág.
- DESCRIPCIÓN DEL PROCESO.........................................................................................................
- 1.1. Reacciones químicas del proceso.........................................................................................
- 1.2. Diagrama de flujo del proceso...............................................................................................
- 1.3. Modelo termodinámico............................................................................................................
- 1.4. Balance de masa global del proceso....................................................................................
- 1.5. Balance de energía para el reactor de hidroformilación..........................................
- 1.6. Balance de energía para el reactor de craqueo de isobutilaldehído....................
- ELECCIÓN DE LOS MATERIALES................................................................................................
- DIAGRAMA DE GANTT....................................................................................................................
- DISEÑO DE TORRE DE DESTILACION T-
- DISEÑO DEL REHERVIDOR...........................................................................................................
- DISEÑO DEL CONDENSADOR.......................................................................................................
- INTEGRACIÓN ENERGÉTICA........................................................................................................
- 7.1. Datos de corrientes calientes y frías del proceso........................................................
- 7.2. Diagrama de intervalos de temperatura.........................................................................
- 7.3. Diagrama TEHL.........................................................................................................................
- 7.4. Diagrama de cascada..............................................................................................................
- 7.5. Diseño de redes de intercambiadores de calor............................................................
- 7.6. Servicios industriales del proceso.....................................................................................
- ANÁLISIS ECONÓMICO...................................................................................................................
- 8.1. Costos de los equipos..............................................................................................................
- 8.2. Costo de envío de los equipos.............................................................................................
- 8.3. Inversión total de capital......................................................................................................
- 8.4. Ventas anuales y costos variables.....................................................................................
- 8.5. Análisis de rentabilidad.........................................................................................................
- SISTEMA DE CONTROL...................................................................................................................
- 9.1. Balance de materia..................................................................................................................
- 9.2. Balance de energía...................................................................................................................
- industriales. Fuente: Autores................................................................................................................
- Número de Corriente BALANCE DE MATERIA GLOBAL DEL PROCESO
- Flujo másico (kg/h)
- Temperatura (°C) 130,0 524,9 524,9 130,0 512,9 1,0 1,0 1,0 100,8 - 4,5 - 39,0 96,7 - 4,5 - 10,0 - 10,0 275, - Presión (bar) 150,0 1,5 1,5 350,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 2,0 2,0 1,5 1,0 1,0 1,
- Fracción Vapor 1,0 1,0 0,0 1,0 1,0 0,7 1,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,0 0,0 1,
- Flujo molar (kgmole/h) 600,0 533,1 0,0 300,0 533,1 533,1 369,8 163,3 13,3 150,0 36,0 114,0 150,0 74,8 5,6 0, - (n-Butanal) 0,0000 0,2460 0,2455 0,0000 0,2518 0,2460 0,0335 0,7270 0,2687 0,7677 0,0595 0,9713 0,7677 0,0075 0,2857 0, Fracción molar por componente - (Propene) 0,0000 0,1806 0,1805 0,9300 0,1845 0,1806 0,2466 0,0309 0,0000 0,0337 0,1403 0,0000 0,0337 0,3557 0,0690 0, - (Propane) 0,0000 0,0551 0,0551 0,0700 0,0560 0,0551 0,0749 0,0102 0,0000 0,0111 0,0461 0,0000 0,0111 0,0220 0,0048 0, - (i-Butanal) 0,0000 0,0628 0,0627 0,0000 0,0684 0,0628 0,0145 0,1721 0,0008 0,1873 0,0000 0,0087 0,1873 0,0263 0,6239 0, - ( 1-Butanol) 0,0000 0,0157 0,0157 0,0000 0,0161 0,0157 0,0001 0,0511 0,6263 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - ( i-Butanol) 0,0000 0,0026 0,0026 0,0000 0,0028 0,0026 0,0000 0,0085 0,1042 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (2-E-C6ol) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (Hydrogen) 0,4860 0,1859 0,1861 0,0000 0,1778 0,1859 0,2679 0,0000 0,0000 0,0000 0,0001 0,0000 0,0000 0,2928 0,0000 0, - (CO) 0,4950 0,2300 0,2304 0,0000 0,2222 0,2300 0,3315 0,0002 0,0000 0,0002 0,0009 0,0000 0,0002 0,2931 0,0003 0, - (Methane) 0,0040 0,0045 0,0045 0,0000 0,0042 0,0045 0,0065 0,0000 0,0000 0,0000 0,0001 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (Nitrogen) 0,0150 0,0169 0,0169 0,0000 0,0157 0,0169 0,0243 0,0000 0,0000 0,0000 0,0001 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (H2O) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0004 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0025 0,0162 1, - (2-E-C6al) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (NaOH) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (n-Butanal) 0,0000 0,4250 0,4321 0,0000 0,4325 0,4325 0,0871 0,7383 0,2687 0,7822 0,0645 0,9913 0,7822 0,0197 0,2986 0, Fracción másica por componente - (Propene) 0,0000 0,1853 0,1853 0,9269 0,1853 0,1853 0,3738 0,0183 0,0000 0,0200 0,0887 0,0000 0,0200 0,5498 0,0421 0, - (Propane) 0,0000 0,0592 0,0593 0,0731 0,0592 0,0592 0,1190 0,0063 0,0000 0,0069 0,0305 0,0000 0,0069 0,0357 0,0031 0, - (i-Butanal) 0,0000 0,1104 0,1103 0,0000 0,1192 0,1192 0,0378 0,1748 0,0008 0,1908 0,8158 0,0087 0,1908 0,0697 0,6519 0, - ( 1-Butanol) 0,0000 0,0284 0,0283 0,0000 0,0284 0,0284 0,0002 0,0533 0,6263 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - ( i-Butanol) 0,0000 0,0047 0,0047 0,0000 0,0047 0,0047 0,0000 0,0089 0,1042 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (2-E-C6ol) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (Hydrogen) 0,0639 0,0091 0,0092 0,0000 0,0091 0,0091 0,0195 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0217 0,0000 0, - (CO) 0,9045 0,1571 0,1575 0,0000 0,1571 0,1571 0,3344 0,0001 0,0000 0,0001 0,0004 0,0000 0,0001 0,3016 0,0001 0, - (Methane) 0,0042 0,0018 0,0018 0,0000 0,0018 0,0018 0,0037 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (Nitrogen) 0,0274 0,0115 0,0116 0,0000 0,0115 0,0115 0,0245 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (H2O) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0017 0,0042 1, - (2-E-C6al) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (NaOH) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - Corrientes/Flujos - Flujo másico (kg/h) 2396 383,9 0 383,9 2490 5960 201,6 591,4 5570 363,4 228 5798 2017 2017 2017 229, - Temperatura (°C) 275,0 90 90 90 90 90 20 105 105 90 90 104,4 16,74 - Presión (bar) 1,0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,5 1,5 1,5 - Fracción Vapor 1,0
- Flujo molar (kgmole/h) 36,0 5,6 0 5,6 122,4 49,14 100 60,49 43,13 58,71 1,773 44,91 74,08 74,08 74,08 - (n-Butanal) 0,0595 0,2857 0,3751 0,2857 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0075 0,0075 0,0075 0, Fracción molar por componente - (Propene) 0,1403 0,0690 0,0041 0,0690 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,3557 0,3557 0,3557 0, - (Propane) 0,0461 0,0048 0,0003 0,0048 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0220 0,0220 0,0220 0, - (i-Butanal) 0,7529 0,6240 0,6128 0,6240 0,0068 0,0031 0,0000 0,0021 0,0006 0,0021 0,0051 0,0007 0,0263 0,0263 0,0263 0, - ( 1-Butanol) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - ( i-Butanol) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (2-E-C6ol) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0525 0,9817 0,0247 0,9714 0,9813 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (Hydrogen) 0,0001 0,0000 0,0000 0,0000 0,4698 0,0002 1,0000 0,9007 0,0003 0,9279 0,0003 0,0003 0,2928 0,2928 0,2928 1, - (CO) 0,0009 0,0003 0,0000 0,0003 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,2931 0,2931 0,2931 0, - (Methane) 0,0001 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (Nitrogen) 0,0001 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (H2O) 0,0049 0,0162 0,0076 0,0162 0,4373 0,0610 0,0000 0,0432 0,0089 0,0441 0,0113 0,0090 0,0025 0,0025 0,0025 0, - (2-E-C6al) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0861 0,9357 0,0000 0,0015 0,0085 0,0012 0,0120 0,0087 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (NaOH) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (n-Butanal) 0,0645 0,2985 0,3780 0,2985 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0197 0,0197 0,0197 0, Fracción másica por componente - (Propene) 0,0887 0,0421 0,0024 0,0421 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,5498 0,5498 0,5498 0, - (Propane) 0,0305 0,0031 0,0002 0,0031 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0357 0,0357 0,0357 0, - (i-Butanal) 0,8158 0,6520 0,6175 0,6520 0,0241 0,0019 0,0000 0,0152 0,0004 0,0245 0,0010 0,0004 0,0697 0,0697 0,0697 0, - ( 1-Butanol) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - ( i-Butanol) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (2-E-C6ol) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,6994 0,9899 0,5199 0,9733 0,9898 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (Hydrogen) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0465 0,0000 1,0000 0,1857 0,0000 0,3023 0,0003 0,0000 0,0217 0,0217 0,0217 1, - (CO) 0,0004 0,0001 0,0000 0,0001 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,3016 0,3016 0,3016 0, - (Methane) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (Nitrogen) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (H2O) 0,0000 0,0042 0,0019 0,0042 0,3871 0,0091 0,0000 0,0796 0,0012 0,1284 0,0133 0,0013 0,0017 0,0017 0,0017 0, - (2-E-C6al) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,5422 0,9891 0,0000 0,0200 0,0085 0,0250 0,0122 0,0086 0,0000 0,0000 0,0000 0, - (NaOH) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,
1.5. Balance de energía para el reactor de hidroformilación A continuación, son presentados los valores de los flujos de calor arrojados por el simulador UniSim en el reactor de hidroformilación, en el cual, para facilitar el procedimiento de cálculo para el balance de energía se realizó en unidades de MW.
BALANCE DE ENERGIA REACTOR DE HRIDROFORMILACIÓN
Corrientes/flujos (Entrada) Heat Flow (kJ/h) Heat Flow (MW)
Corrientes/flujo (salida) Heat Flow (kJ/h) Heat Flow (MW)
Tabla 2. Datos extraídos de simulador UniSim para balance de energía de reactor de hidroformilación del proceso. Fuente: Autores El balance de energía para el reactor de hidroformilación: 𝑑𝐸 = 𝐸𝑒 − 𝐸𝑠 𝑑𝑡 Donde se asume: Se tiene que:
Se calcula la energía que entra, obteniendo 𝐸𝑒 = −8.6 𝑀𝑊 + 0.6𝑀𝑊 = −8.0 𝑀𝑊 Luego, se procede a calcular la energía que sale: 𝐸𝑠 = −8.0𝑀𝑊 + 0𝑀𝑊 = −8.0𝑀𝑊 Por lo tanto, se puede comprobar el cumplimiento del balance de energía, donde: 𝐸𝑒 = 𝐸𝑠 = −8.0 𝑀𝑊 En conclusión, el balance de energía del reactor de hidroformilación se cumple cuyo resultado del mismo comprende de -8.0 MW, cuyo resultado es arrojado por el simulador UniSim para el proceso de producción de Etilhexanol a partir de propileno y gas de síntesis.
2. ELECCIÓN DE LOS MATERIALES
Existen normas que rigen la elección del material teniendo en cuenta las propiedades del equipo que se vaya a diseñar, esto permite a los diseñadores trabajar con cierta confianza con los materiales elegidos ya que cumplirán con las propiedades mínimas requeridas, también se puede jugar en la parte económica en cuanto a los diferentes precios que ofrecen los fabricantes, ya que este tiende a variar mucho en la industria. En nuestro caso, trabajaremos con el Acero inoxidable ya que de este Existen más de 70 tipos estándares muchas aleaciones especiales. Estos aceros se fabrican forma forjada (tipos AISI) y como aleaciones fundidas [tipos del Alloy Casting Institute (ACI)]. En general, todos tienen una base de hierro, con un 12% a 30% por ciento de cromo, o un 0 a 22% de níquel y pequeñas cantidades de carbono, niobio(columbio), cobre, molibdeno, selenio, tantalio y titanio. Estas aleaciones son muy populares en la industria de procesos ya que son resistentes al calor y a la corrosión, no contaminan y se fabrican fácilmente. Tabla 4. Resistencia a la temperatura de los materiales más comunes de fabricación. (Perry’s Chemical Engineers Handbook, Octava Edición) Para nuestros equipos trabajaremos en específico con el Acero Inoxidable 410 y el Acero al carbono , ya que nos brinda un rango amplio de temperaturas de operación, y además es un material muy común en la industria por lo tanto tiene una amplia oferta en el mercado, con un valor aproximado de 2,200USD/TON (The American Society of Mecanice Engineers, 2015) teniendo una buena relación costo – beneficio frente a otros materiales.
CRV- 100 REACTOR DE HIDROFORMILACION
CRV- 101 REACTOR DE CRAQUEO
CRV- 102
REACTOR DE CONDENSACION
ALDOLICA
CRV- 103 REACTOR DE REDUCCION
V- 100 SEPARADOR GAS-LIQUIDO
V- 101 SEPARADOR LIQUIDO-LIQUIDO
V- 102 SEPARADOR
T- 100 TORRE DE DESTILACION
T- 101 TORRE DE DESTILACION
E- 100 CONDENSADOR
E- 101 CALENTADOR
E- 102 CALENTADOR
VLV- 100 VALVULA
MIX- 100 MEZCLADOR
P- 100 BOMBA
Tabla 5.. Listado de equipos. Fuente: Autores. T(°C) P(bar) MATERIAL CRV- 100 REACTOR^ DE^ HIDROFORMILACION^130
ACERO INOXIDABLE
CRV-
101 REACTOR^ DE^ CRAQUEO^275
ACERO INOXIDABLE
CRV-
REACTOR DE CONDENSACION
ALDOLICA 97,8 2,
ACERO INOXIDABLE
CRV-
103 REACTOR^ DE^ REDUCCION^90
ACERO INOXIDABLE
V- 100 SEPARADOR GAS-LIQUIDO 1 1 ACERO AL CARBONO
V- 101 SEPARADOR LIQUIDO-LIQUIDO 90 1 ACERO AL CARBONO
V- 102 SEPARADOR 105 1 ACERO AL CARBONO
T- 100 TORRE DE DESTILACION 1 1 ACERO AL CARBONO
T- 101 TORRE DE DESTILACION - 4,33 2,02 ACERO AL CARBONO
Tabla 6.Condiciones de operación y material de fabricación de los equipos. Fuente: Autores.
4. DISEÑO DE TORRE DE DESTILACION T- 101
Figura 4. Torre de destilación T-101. Fuente: Software Unisim Figura 5. Sketch de Torre de destilación T-101. Fuente: Software Unisim
6. DISEÑO DEL CONDENSADOR
Figura 7. Sketch del condensador de la Torre de destilación T-101. Fuente: Software Unisim
