Jerarquia de Procesos Quimicos

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JERARQUIA DE PROCESOS QUIMICOS 1 DECIDIR SI EL PROCESO SE DESARROLLARA BATCH O CONTINUO 2. IDENTIFICAR LA ESTRUCTURA DE ENTRADAS /SALIDAS DEL PROCESO 3. IDENTIFICAR Y DEFINIR LA ESTRUCTURA DE RECICLO DEL PROCESO 4.IDENTIFICAR Y DISEÑAR LA ESTRUCTURA DE SEPARACION DEL SISTEMA IDENTIFICAR Y DISEÑAR EL SISTEMA DE INTERCAMBIO DE CALOR O PROCESO DE RECUPERACION DE ENERGIA.

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JERARQUIA DE PROCESOS QUIMICOS

JERARQUIA DE PROCESOS QUIMICOS1 DECIDIR SI EL PROCESO SE DESARROLLARA BATCH O CONTINUO

2. IDENTIFICAR LA ESTRUCTURA DE ENTRADAS /SALIDAS DEL PROCESO3. IDENTIFICAR Y DEFINIR LA ESTRUCTURA DE RECICLO DEL PROCESO4.IDENTIFICAR Y DISEAR LA ESTRUCTURA DE SEPARACION DEL SISTEMAIDENTIFICAR Y DISEAR EL SISTEMA DE INTERCAMBIO DE CALOR O PROCESO DE RECUPERACION DE ENERGIA.1) BATCH VS CONTINUO-BATCH.PROCESO EN DONDE SE FABRICA UNA CANTIDAD DETERMINADA DE PRODUCTO NEN UNAS POCAS HORAS O DIAS.

-LA OPERACIN TOMA LUGAR A INTERVALOS DISCRETOS

-CONTINUO

LA ALIMENTACION ES CONTINUAMENTE ENVIADA UNA SERIE DE EQUIPOS EN DONDE CADA UNO ES UNA OPERACIN UNITARIA

-PRODUCTOS, SUBPRODUCTOS Y CORRIENTES RESIDUALES SALEN CONTINUAMENTE Y SON ALMACENADOS PARA SU DISTRIBUCION O TRATAMIENTOFACTOR DEL PROCESOVENTAJAS O DESVENTAJAS DE PROCESO BATCHVENTAJAS O DESVENTAJAS DE PROCESOS CONTINUOSTAMAO DEL PROCESOPARA PEQUEAS CANTIDADES ES CONVENIRENTE EL PROCESO BATCH. CUNADO LA CANTIDAD A PRODUCIR CRECE, SE DIFICULTA EL TRANSPORTE DE MATERIALES ENTRE EQUIPOS (5000 TON /AO)CALIDAD DE PRODUCTOCUANDO LA CALIDAD DE PRODUCTO POR LOTE DEBE SER VERIFICADA (FARMA, ALIMENTOS)PRUEBAS DE CALIDAD CONTINUAS O PERIODICAS SON REALIZADAS, PERO CANTIDADES GRANDES DE PRODUCTO FUERA DE ESPECIFICACION PUEDEN SER PRODUCIDAS. SI EL PRODUCTO FUERA DE ESPECIFICACION PUEDE SER ALMACENADO EN TANQUES PARA SER REPROCESADO LUEGO, SE FAVORECE EL PROCESO EN CONTINUOFLEXIBILIDAD OPERACIONALEL EQUIPO PUEDE SER USADO POR MULTIPLES PROCESOS O PARA MULTIPLES OPERACIONESES MAS VENTAJOSO EL PROCESO BATCH. FLEXIBILIDAD OPERACIONAL PUEDE SER DISEADA Y CONSTRUIDA DENTRO D3EL PROCESO PERO GENERALMENTE CONDUCE A INEFICIENCIA

FACTOR DEL PROCESOVENTAJAS O DESVENTAJAS DE PROCESO BATCHVENTAJAS O DESVENTAJAS DE PROCESOS CONTINUOSUN EQUIPO EN STAND BY PUEDE DURAR MUCHO TIEMPO PARADO.SI LA MATERIA O MATERIAS PRIMAS CAMBIAN EL PROCESO TIENE QUE SER RECONVERTIDOEQUIPO ESTANDARIZADO MULTIPLES PRODUCTOSSE PUEDEN LLEVAR A CABO Y ESTANDARIZAR OTROS PROCESOS BATCH USANDO EL MISMO EQUIPOLA GAMA DE PRODUCTOS A PRODUCIR ESTA FIJA. EL EQUIPO TIENDE A SER DISEADO Y OPTIMIZADO PARA UN INTERVALO PEQUEO DE CONDICIONES DE OPERACIN.EFICIENCIA DE PROCESOREQUIERE UN CONTROL MUY RIGUROSO Y UNA PROGRAMACION MUY RIGUROSA DE LA OPERACIN, YA QUE SE UTILIZA PARA MUCHOS PROCESOS Y UN ERROR PUEDE SER GRAVE. NO SE PUEDE REALIZAR INTEGRACION ENERGETICAGENERALMENTE TAL COMO EL TAMOO DE PROCESO CRECE, TAMBIEN SE HACE MAS EFICIENTE. EFICIENCIA AUMENTADA POR EL USO DE RECICLOS E INTEGRacion energeticaFACTOR DEL PROCESOVENTAJAS O DESVENTAJAS DE PROCESO BATCHVENTAJAS O DESVENTAJAS DE PROCESOS CONTINUOSVEKOCIDAD DE REACCION PRODUCTOS PRODUCIDOSLOS PROCESOS BATCH FAVORECEN VELOCIDADES DE REACCION LENTAS Y SUBSECUENTEMENTE ALTOS TIEMPOS DE RESIDENCIASE NECESITA UN EQUIPO MUY GRANDE PARA REACCIONES DE BAJA VELOCIDAD. ES APTO PARA REACCIONES CON VELOCIDADES ALTAS Y LA DISAPERSION PUEDE SER UN PROBLEMA SI SE NECESITA FLUJO TIPO PISTON EN LA OPERACIN.SEGURIDADMENOS FAVORABLEALTOS ESTANDARES DE SEGURIDAD.CONTROL DE PROCESO

DIFICIL DADO QUE SE USA FRECUENTEMENTE PARA VARIOS PROCESOSFACILMENTE CONTROLABLES2) ESTRUCTURA DE ENTRADA Y SALIDA DE PRROCESOSDIAGRAMA CONCEPTUAL. BASADO EN LAS REACCIONES QUIMICAS.

CICLOHEXANOLCICLOHEXANONAH2CICLOHEXANONACICLOCICLOHEXANOL CICLOHEXANONA + H2

CICLOHEXANOL + CICLOHEXANONA HIGH BOILING HIGH BOLILING3)IDENTIFICAR ESTRUCTURAS DE RECYCLEPOR QUE RECICLAR?

ESTRUCTURA DE RECICLO DE UN PROCESO(OBJETIVOS)OBJETIVO DEL ESTABLECIMIENTO DE ESTRUCTURA DE PROCESOSINCREMENTAR LA EFICIENCIA OPERATIVA DE UN PROCESO

INCREMENTAR LA EFICIENCIA ECONOMICA DE UN UN PROCESOUSUSALMENTE EL 75% DEL COSTO DE FABRICACION DE UN PRODUCTO QUIMICO SON LAS MATERIAS PRIMAS. (DEPENDE DE LA CALIDAD CON QUE SEAN SEPARADOS DE LOS OTROS PRODUCTOS EN EL REACTOR.ESTRUCTURAS DE RECYCLE DEL PROCESOCONVERSION GLOBAL PARA TOLUENO E HIDROGENOPOR QUE ES MEJOR LA EFICIENCIA DE USO D TOLUENO QUE DE HIDROGENO. COMO SE PUEDE MEJORAR ?VIAS DE RECIRCULACION DE RECICLO DE UN PROCESO VIAS DE RECIRCULACION DE MATERIAS PRIMAS QUE NO HAN REACCIONADO SEPARAR Y PURIFICAR EL MATERIAL ALIMENTADO QUE NO HA REACCIONADO DE LOSPRODUCTOS Y RECIRCULAR CUANDO NO SE PUEDEN SEPARAR, RECIRCULAR MATERIAS PRIMAS Y PRODUCTOS JUNTOS Y USAR UNA CORRIENTE DE PURGA CUANDO NO SE PUEDEN RECIRCULAR MATERIS PRIMAS Y PRODUCTOS SIN EL USO DE UNA CORRIENTE DE PURGA.

ASPECTOS ATENER EN CUENTA EN LA SEPARACION SEPARACION Y PURIFICACION

PARA LA OPERACIN UNITARIA DE SEPARACION QUE ESTA SIENDO CONSIDERADA, QUE CONDICIONES DEPRESION Y TEMPERATURA SE NECESITAN?

PARA LAS ESPECIES QUIMICAS QUE REQUIEREN SEPARACION, SON SIGNIFICATIVAS O MUY CERCNAS LAS DIFERENCIAS EN SUS PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS, EN LAS CUALES ESTA BASADA LA SEPARACION?EJEMPLOSEPARACION DE HIDROGENO Y METANO.

T. EBULLICION NORMAL METANO: -161CT. EBULLICION NORMAL HIDROGENO: -252C

DESTILACION: LADIFERENCIA EN PUNTOS DE EBULLICION ES SIGNIFICATIVAARALLEVARA A FASE LIQUIDA SE NECESITAN PRESIONES MUY ALTAS Y TEPERATURAS BAJAS.

ABSORCION: DADO QUE LA SOLUBILIDAD DE UN GAS EN UN LIQUIDO DECRECE CON LA TEMPERATURA Y AUMENTACON LA PRESION, LA ABSORCION DE METANO PODRIA EXIGIR UNA ALTA PRESION Y BAJA TEMPERATURA. PERO ES POSIBLE

ADSORCION (GAS SOLIDO). LA AFINIDAD QUIMICA O FISICA DE UN GAS A UN SOLIDO DETERMNADO PUEDE HACER MUY POSIBLE EL PROCESO.DESTILACIONABSORCIONEXTRACCION2)RECIRCULAR MATERIAS PRIMAS Y PRODUCTOS JUNTOS Y USAR UNA CORRIENTE DE PURGA

SE UTILIZA CUANDO LA SEPARACION DE MATERIAS PRIMAS QUE NO REACCIONARON Y LOS SUPRODUCTOS NO PUEDEN SER SEPARADOS FACILMENTE Y EL SUBPRODUCTO QUE ACOMPAA A LA MATERIA PRIMA A RECIRCULAR NO REACCIONA CON LAS OTRAS MATERIAS PRIMAS NI CON LOS PRODUCTOS FORMADOS PARAPRODUCIR OTROS NO DESEADOS (ACTUA COMO INERTE) .

SE DEBE RECIRCULAR UNA PARTE DE LA CORRIENTE Y LA OTRA DEBE SER PURGADA (PERMITIR QUE ABANDONE EL SISTEMA) ARA EVITAR LA A CUMULACION DEL INERTE.

EJEMPLO RECIRCULACION CON PURGA

REACCION PRINCIPALC7H8 (T) + H2 C6H6 (B) + CH4 (M) REACCION SECUNDARIA2C6H6 (B) C12H10 (D) + H2 HIDROGENOTOLUENOT,B,D,H2,MSEPARADORMETANO (M)H2TORRETOLUENO (T)BENCENO (B)DIFENIL (D)BENCENO( B)TOLUENO (T)DIFENL (D)PURGA3) RECIRCULACION DE ALIMENTO Y PRODUCTO SIN UNA CORRIENTE DE PURGA.SE LLEVA A CABO CUANDO EL PRODUCTO PUEDE REACCIONAR MAS ADELANTE EN EL REACTOR Y POR LO TANTO NO NECESITA PURGA REACCIONES QUE ALCANZAN EL EQUILIBRIO REACCIONES EN DONDE SE CONSUMA EL SUBPRODUCTO NO DESEADO NUEVAMENTE PARA GENERAR UN PRODUCTO DESEADO

A + B C + D DONDE C ES DESEADO Y D ES NO DESEADOD+ B CSE PUEDE RECIRCULAR SIN PURGA UNA CORRIENTE QUE CONTENGA B Y D.

EJEMPLOREACCION PRINCIPALC7H8 + H2 C6H6 + CH4TOLUENO HDROGENO BENCENO METANOL

REACCION SECUNDARIA

2C6H6 C12H10 + H2 BENCENO DIFENIL HIDROGENOFUNCION RECICLO EN HYSYSFUNCION RECYCLE EN HYSYSCOMPARE LA CONVERSION EN EL REACTOR Y EN EL PROCESO GLOBAL PARA EL PROCESO SIN RECYCLE Y CON RECYCLE.

CUAL ES LA DIFERENCIA ENTRE EL FLUJO MASICO DE PRODUCTO CON Y SIN RECYCLE.FUNCION RECYCLE EN HYSYSDETERMINAR EL COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA SI NO SEPARAMOS HIGH BOILER DE LA MEZCLA.

BORRA LA FUNCION RECYCLE.A LA SALIDA DE LA BOMBA GENERAR UN DIVISOR DE CORRIENTES Y UNA NUEVA CORRIENTE LLAMADA PURGABORRAR LA COLUMNA ABSROBEDORA PARA SEPARACION DE HIGHBOILER Y CONECTAR UNA VALVULA (DELTA P = 1966 Kpa)INSERTE UN SEPARADOR DE DOS FASES (INLET 38 Kpa Y VAPOR OUTLET 38 Kpa) Y DUTY= 0,00 LA CORRIENTE DE VAPOR SERA RICA EN HIDROGENO Y LA CORRIENTE DE LIQUIDO EN CICLOHEXANONA, CICLOHEXANOL Y HIGH BOILER.VERIFICAR LA CONVERSION DE UN PASO Y LA CONCENTRACION Y FLUJO DE CICLOHEXANONA PARA CERO, 25 Y 50 % DE PURGA DEL SISTEMA

PREPARACION DE MATERIAS PRIMAS AL REACTOR Y DE ALIMENTOS AL SISTEMA DE SEPARACION

DIAGRAMA FINAL