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PROCESO INDUSTRIALES Y TECNOLOGIAS LIMPIAS
ING. SALVADOR ORTEGA SILVA
FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL
CURSO:
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Unidad I: Procesos industriales y la actividad industrial:
INTRODUCCION:
Las industrias son parte fundamental de las actividades económicasde un país. La ingeniería de procesos, químicos y biotecnológicos, sonfundamentales para el desarrollo de producto y servicios quesatisfagan las demandas sociales, empresariales y ambientales.
Los procesos sustentables deben cubrir tres objetivos: sereconómicamente viables, socialmente aceptados y ecológicamenteamigables, cumplir con estos 3 objetivos constituye un reto fascinantepara los ingenieros de procesos.
Para que un proceso sea sustentable debe utilizar las materias primastan eficientemente como sea posible, desde los puntos de vistapractico y económico, previniendo la producción de desechos quepudieran dañar el medio ambiente y preservando las reservasnaturales.
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Unidad I: Procesos industriales y la actividad industrial:
INTRODUCCION:
El diseño de procesos y productos siempre busca la optimizacióneconómica como la primera conductora para una compañía de éxito.
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Unidad I: Procesos industriales y la actividad industrial:
INTRODUCCION: El Proceso Industrial es la actividad mas importante del ser humano, al
transformar una materia prima a través de operaciones y procesos deingeniería hasta obtener producto terminado.
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Unidad I: Procesos industriales y la actividad industrial:
INTRODUCCION:
La asignatura ilustra los fundamentos modernos del DiseñoPara el Medioambiente y la Ecología Industrial.
Describe herramientas de análisis para evaluar y mejorar elrendimiento ambiental de los procesos químicos.
Finalmente describe herramientas para mejorar productos,administrando y perfeccionando el nivel de integración entre losprocesos químicos y operaciones de procesamiento demateriales.
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Unidad I: Procesos industriales y la actividad industrial:
INTRODUCCION: “Procesos Industriales y Tecnologías Limpias“, se basa en la
“Ingeniería Verde para el Diseño y Sostenibilidad”, que a su vez esuna sistematización (de la Ecología Industrial, Diseño Para elMedioambiente, Prevención de la Contaminación),
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Unidad I: Procesos industriales y la actividad industrial:
7
MANUFACTURA
SILVICULTURA
AGROINDUSTRIA
MINERIA
PESCA
TURISMO
I
N
F
R
A
E
S
T
R
U
C
T
U
R
ATEXTIL
Oportunidades Sectoriales de Inversión
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2. PROCESOS QUIMICOS INDUSTRIALES
Clases de Procesos Químicos
Están relacionados con las actividades industriales en las que seefectúan:
1. Purificación de Metales.
2. Fabricación de alimentos.
3. Purificación del agua.
4. Elaboración de Medicamentos.
5. Productos químicos agrícolas.
6. Elaboración de plásticos.7. Manufactura de materiales de construcción.
8. Obtención de combustibles
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2. PROCESOS QUIMICOS INDUSTRIALESClases de Procesos Químicos
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3. PROCESOS QUIMICOS INORGANICOS
Los compuestos inorgánicos son aquellos que no son biológicos, y secaracteriza por no contener ningún hidrógeno y enlaces de carbono.
Procesos químicos inorgánicos, son de origen mineral pero de estructuramolecular sin carbono. Estos productos son:
Álcalis y cloro, como compuestos básicos para procesos industriales.
Gases industriales (hidrógeno, helio, oxígeno, nitrógeno, etc.), comocompuestos básicos para procesos industriales.
Pigmentos inorgánicos, como productos químicos de uso en procesosde fabricación.
Fertilizantes minerales, vidrio y materiales de construcción; comoproductos finales.
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3. PROCESOS QUIMICOS INORGANICOS
Procesos Químicos inorgánicos
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4. PROCESOS QUIMICOS ORGANICOS
Los procesos químicos orgánicos, produce compuestos orgánicos (quecontienen carbono), pueden ser:
Productos de caucho, madera y productos naturales para curtiembre.
Productos cíclicos orgánicos: derivados del benceno, tinturasorgánicas sintéticas, alquitranes cíclicos y aceites.
Tinturas y pigmentos orgánicos: perfumes y saborizantes sintéticos.
Compuestos orgánicos industriales: ácidos orgánicos, salesorgánicas, orgánicos no cíclicos, solventes y alcoholes.
Plásticos: plastificantes cíclicos y acíclicos (PE, PP, PC, PET) ybiodegradables.
Jabones y detergentes.
Agroquímicos.
Pinturas
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4. PROCESOS QUIMICOS ORGANICOS
Procesos Químicos orgánicos
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• Calidad reconocida del algodón peruano Pima.
• Textiles y confecciones en fibra fina de alpaca
y vicuña.
• Productos altamente competitivos basados en
la calidad.
• Desarrollo de la cadena textil peruana permite
atender muy rápidamente pedidos “full
package”.
• Oportunidades de acceso al APTDEA - Ley de
Promoción Comercial Andina y Erradicacion
de la Droga – para entrar al mercado
Norteamericano de confecciones.
El sector textil posee condiciones para la inversión ...
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• De los 7.5 millones de hectáreas
accesibles al sector se aprovechan menos
del 50%.
• La corta prolongación y estacionalidad de
las campañas agrícolas permiten el
acceso a los mercados más importantes
con premio en el precio.
• Variedad de ecosistemas y clima estable
ideales para el desarrollo de productos dealta calidad.
• Mano de obra capacitada accesible.
Atractivos del Sector Agroindustrial
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Atractivos en Silvicultura
• Reservas forestales: 53,5
millones de hectáreas.
• 6 millones hectáreas parareforestación.
• Sétima reserva forestal
mundial.
• Variedad de árboles y altacalidad de madera.
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8 millones de Tm por año de biomasa
explotable en 3,000 km de línea costera.
Solo 19% de las 84 especies aprovechables
son procesadas y comercializadas
actualmente.
Gran variedad de especies ornamentales enla amazonía.
Posibilidad de desarrollar productos para
consumo humano directo.
Bajos costos de extracción.
Condiciones ideales para la acuicultura(incentivos fiscales y climas diversos).
Estratégica ubicación para aprovechar el
mercado asiático, gran consumidor de
productos pesqueros.
Atractivos en Pesca y Acuicultura
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• Sólo 10% del territorio ha sido explorado.
• Diversos proyectos en proceso detransferencia a inversionistas privados.
• Inversionistas extranjeros han logrado
resultados reconocidos
internacionalmente (ej. Alto Chicama – premio PDAC al mejor descubrimiento del
mundo).
• Perú ha recibido inversiones por US$ 1,6
billones (1992-2003), compromisos de
inversión por US$ 3,7 billion.
• Perú es considerado el tercer mejor país
con potencial minero y el quinto para la
atracción de inversiones en minería*.
(*Fraser Annual Survey 2003-2004)
Atractivos del sector minero
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SEMANA 01 – CADENAS PRODUCTIVAS: Extracción del Zinc Electrolítico
Extracción de Minerales a Cielo Abierto: Las minas a cielo abierto son económicamente rentables cuando
los yacimientos afloran en superficie, se encuentran cerca de lasuperficie.
Cuando la profundidad del yacimiento aumenta, la ventaja
económica del cielo abierto disminuye en favor de la explotaciónmediante minería subterránea
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SEMANA 01 – CADENAS PRODUCTIVAS: Extracción del Zinc Electrolítico
Extracción de Minerales Subterraneo: La minería subterránea, extrae materias primas depositadas
debajo de la tierra y transportarlas hasta la superficie.
El acceso a los recursos se efectúa por galerías y pozos queestán comunicados con la superficie.
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SEMANA 01 – CADENAS PRODUCTIVAS: Extracción del Zinc Electrolítico
TRANSPORTE DEL MINERAL CONCENTRADO:
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SEMANA 01 – CADENAS PRODUCTIVAS: Extracción del Zinc Electrolítico
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Proyecto Cuprífero Las Bambas
Zona Areas Principales
(Millones TM) %Cu
Potencial
(Millones TM)
Chalcobamba 27,8 2,1
Ferrobamba 9,6 2,3
Sulfobamba 2,9 2,8
Charcas 0,15 6,3
500,00
RESERVAS
Objeto: Explotación de yacimientos de cobre
con diseminados de oro, con unpotencial mayor a 500 millones detoneladas con leyes de cobre enpromedio de 2%. La extensión de las
concesiones mineras abarcan un áreade 35,000 hectareas y está ubicado enel departamento de Apurimac.
Modalidad : Opción de Transferencia. Proceso convocado para
precalificación. Se han pre-calificado a
9 postores. Inversión estimada:
Dependiendo de los resultados de laexploración, se proyectan inversionesen el rango de US$ 1,000 a 1,500millones.
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Proyecto Fosfatos de Bayóvar
RESERVASMinerales Area (Ha)
Fosfatos 74 059 262,0 30% P2O5 en concentrados
Diatomitas 6 891 45,0 40% - 70% SiO2
Carbonatos 22 326 42,0 72.7% CaCo3
Yesos 12 575 7,3 (31% Cao; 0,6% Si; 44,3% S)
Salmueras 82 195 6,3 KCL
Mineral (Millones TM) y Contenidos Concentrados
Objeto:
Explotación de los yacimientos de fosfatos,producción de roca fosfórica concentrada yeventualmente de derivados, en su etapaindustrial. Las reservas minables se estimanen 816 millones de toneladas equivalentes a
262 millones de toneladas de concentradode roca fosfórica al 30% de contenido P2O5.
Las concesiones mineras abarcan 74,054 Ha.y están ubicadas en el distrito y provincia deSechura, departamento de Piura.
Modalidad:
Transferencia de las concesiones defosfatos y otros activos y derechos.
Compromiso de inversión:
US$ 300 millones en la primera etapa.
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1. INGENIERIA DE PROCESOS, ESQUEMAS Y
DIAGRAMASAnálisis del Proceso Actual con técnicas de Ingeniería de Procesos
Para mejorar un proceso hay que conocerlo perfectamente, en este sentido laIngeniería de Procesos, utiliza las siguientes técnicas enfocadas a describir elmétodo de transformación de los recursos con el nivel de detalle que seaconveniente:
Diagramas del Proceso de la Operación.
Diagramas del Proceso del Recorrido.
Diagramas de Actividad Múltiple.
Diagramas de Movimientos y de Micro movimientos. Simogramas.
Diagramas de Flujo.
Diagramas de hilos.
Gráficos de trayectoria
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1. INGENIERIA DE PROCESOS, ESQUEMAS Y
DIAGRAMAS
Diagrama de flujo
Es una representación gráfica de los pasos que seguimos pararealizar un proceso; partiendo de una entrada, y después de realizar
una serie de acciones, llegamos a una salida.
Características de un diagrama de flujo:
Presenta información clara, ordenada y concisa de un proceso.
Está formado por una serie de símbolos unidos por flechas.
Cada símbolo representa una acción específica.
Las flechas entre los símbolos representan el orden de realizaciónde las acciones
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1. INGENIERIA DE PROCESOS, ESQUEMAS Y
DIAGRAMAS¿Cuándo se utiliza un diagrama de flujo?
Se requiere conocer o mostrar de forma global un proceso.
Se necesita una guía que permita un análisis sistemático de un
proceso. Se necesita tener un conocimiento básico, común a un grupo de
personas.
¿Qué nos indican los diagramas de flujo de un proceso?
Dónde comienza el proceso.
Todas las actividades que se realizan. Todas las tomas de decisiones que se hacen.
Tiempos de espera.
Cuáles son los resultados
Dónde termina el proceso
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1. INGENIERIA DE PROCESOS, ESQUEMAS Y
DIAGRAMAS
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1. INGENIERIA DE PROCESOS, ESQUEMAS Y
DIAGRAMAS
Los símbolos estándarnormalizados por ANSI(American NationalStandards Institute) sonmuy variados, entreellos tenemos:
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1. INGENIERIA DE PROCESOS, ESQUEMAS Y
DIAGRAMAS
Los símbolos estándarnormalizados por ANSI(American NationalStandards Institute) sonmuy variados, entreellos tenemos:
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1. INGENIERIA DE PROCESOS, ESQUEMAS Y
DIAGRAMASDesarrollo del diagrama de flujo
Identificar el inicio y el final de un proceso.
Definir etapas (actividades, decisiones, entradas, salidas).
Los diagramas de flujo deben escribirse de arriba hacia abajo y/o
de Izquierda a derecha. Los símbolos se unen con líneas.
Se debe evitar el cruce de líneas.
No deben quedar líneas de flujo sin conectar.
Todo texto escrito dentro de un símbolo debe ser legible, preciso,evitando el uso de muchas palabras.
Todos los símbolos pueden tener mas de una línea de entrada, aexcepto del símbolo final.
Solo los símbolos de decisión pueden y deben tener más de unalínea de flujo de salida
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1. INGENIERIA DE PROCESOS, ESQUEMAS Y
DIAGRAMASFlujograma Genérico
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1. INGENIERIA DE PROCESOS, ESQUEMAS Y
DIAGRAMAS
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1. INGENIERIA DE PROCESOS, ESQUEMAS Y
DIAGRAMASVentajas de los diagramas de flujo
Favorecen la comprensión del proceso a través de mostrarlocomo un dibujo.
Permiten identificar los problemas y las oportunidades de mejora
del proceso. Muestran las interfaces cliente - proveedor y las transacciones
que en ellas se realizan, facilitando a los empleados el análisis delas mismas.
Son una excelente herramienta para capacitar a los nuevosempleados y también a los que desarrollan la tarea, cuando serealizan mejoras en el proceso.
Los diagramas de flujo son herramientas que mejoran la explicaciónde los procesos, al ser útiles para el desarrollo de documentación desistemas de gestión y describir los procesos de forma más amigableque los instructivos
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2. TIPOS DE DIAGRAMAS DE FLUJO
Tipos de diagramas de flujo
1. De bloque, se representan en términos generales
con el objeto de destacar determinados aspectos.
2. De detalle, plasman las actividades en su másdetallada expresión.
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2. TIPOS DE DIAGRAMAS DE FLUJO
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2. TIPOS DE DIAGRAMAS DE FLUJO
Tipos en función de su formato
1. De formato vertical, en el que el flujo de las operaciones va dearriba hacia abajo y de derecha a izquierda.
2. De formato horizontal, en el que la secuencia de las operacionesva de izquierda a derecha en forma descendente.
3. De formato tabular, conocido como de formato columna opanorámico, en el que se presenta en una sola carta el flujo totalde las operaciones, correspondiendo a cada puesto o unidad una
columna.4. De formato arquitectónico, que muestra el movimiento o flujo depersonas, formas, materiales, o bien la secuencia de lasoperaciones a través del espacio donde se realizan
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2. TIPOS DE DIAGRAMAS DE FLUJO
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2. TIPOS DE DIAGRAMAS DE FLUJO
Tipos en función de su propósito.
1. De forma, se ocupa fundamentalmente de documentos con pocao ninguna descripción de operaciones.
2. De labores, que indica el flujo o secuencia de las operaciones,en donde se realiza y en qué consiste ésta.
3. De método, que muestra la secuencia de operaciones, la personaque las realiza y la manera de hacerlas.
4. Analítico, que describe no sólo el procedimiento, quién lo hace,cómo hacer cada operación, sino para qué sirven.
5. De espacio, que indica el espacio por el que se desplaza unaforma o una persona.
6. Combinados, emplean dos o más diagramas en forma integrada.
7. De ilustraciones y texto, ilustra el manejo de la informacióncontextos y dibujos
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2. TIPOS DE
DIAGRAMAS DEFLUJO
Diagrama de flujo
de labores
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2. TIPOS DE
DIAGRAMASDE FLUJO
Diagrama de flujode ilustraciones
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2. TIPOS DEDIAGRAMAS DE
FLUJODiagrama de bloquesde proceso
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2. TIPOS DE DIAGRAMAS DE FLUJOFlujo de Plantas con varios procesos
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3. SIMBOLOS Y CODIFICACIÓN DE EQUIPOS
DE PROCESO
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3. SIMBOLOS Y CODIFICACIÓN DE EQUIPOSDE PROCESO
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3. SIMBOLOS Y CODIFICACIÓN DE EQUIPOSDE PROCESO
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3. SIMBOLOS Y CODIFICACIÓN DE EQUIPOSDE PROCESO
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3. SIMBOLOS Y CODIFICACIÓN DE EQUIPOSDE PROCESO
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SEMANA 01 - ESQUEMA DE PROCESO
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SEMANA 01 - ESQUEMA DE PROCESO
Un proceso es un conjunto deactividades o eventos que serealizan o suceden bajo ciertascircunstancias con un findeterminado. Este término tienesignificados diferentes según larama de la ciencia o la técnica enque se utilice.
Productos químicos: detergentes,aceites, enlatados, caucho,plásticos, pilas etc.
EJEMPLO 2 DIAGRAMA DE BLOQUE GOMA DE TARA
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EJEMPLO 2: DIAGRAMA DE BLOQUE GOMA DE TARA
EJEMPLO 2 DIAGRAMA DE FLUJO Y BLOQUE GOMA DE TARA
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EJEMPLO 2: DIAGRAMA DE FLUJO Y BLOQUE GOMA DE TARA
EJEMPLO 2: DIAGRAMA DE PROCESO HARINA DE TARA
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EJEMPLO 2: DIAGRAMA DE PROCESO HARINA DE TARA
EJEMPLO 3: DIAGRAMA DE BLOQUE INDUSTRIA VARIOS
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EJEMPLO 3: DIAGRAMA DE BLOQUE INDUSTRIA VARIOS
ELABORE EL DIAGRA DE FLUJO DE LASSIGUIENTES INDUSTRIAS:
1.
INDUSTRIA DEL AZUCAR.2. INDUSTRIA DEL ALCOHOL ETILICO.3. INDUSTRIA DE CERVEZA.4. INDUSTRIA DEL VINO5.
INDUSTRIA DEL PISCO6. INDUSTRIA DE CONSERVA DE PESCADO.7. INDUSTRIA DE ACEITE VEGETAL.
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SEMANA 01 - EJEMPLO DE DIAGRAM DE PROCESO
EJEMPLO 1:
El diagrama de bloques de procesose presenta como uno de losprocesos utilizados para la obtenciónde benceno, conocido comohidrodesalquilacion de tolueno.“HIDRODESALQUILACIÓN TÉRMICA DEL
TOLUENO (C7H8) PARA OBTENCIÓN DEBENCENO (C6H6).”
En este proceso se hace reaccionartolueno e hidrogeno para obtenerbenceno y metano, de acuerdo a lasiguiente reaccion:
C7H8 + H2 ------ C6H6 + CH4
Tolueno + Hidrogeno ----
Benceno + Metano
TOLUENO
H2
Reactor Secador
Destilador
GASES
Tolueno: Kh/H
Tol + Benc: Kh/H
BENCENO
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SEMANA 01 - EJEMPLO DE DIAGRAM DE PROCESO
EJEMPLO 1:C7H8 + H2 ------ C6H6 + CH4
Tolueno + Hidrogeno ---- Benceno + Metano
Se alimenta dos corrientes:
De hidrogeno gaseoso con unaconcentración del 98% mol y otra detolueno liquido. Es exotérmico (-41830KJ/Kmol), la reacción se lleva en fase gascon rendimiento del 70 % mol. Lareacción no se lleva al 100%. LaReacción produce BENCENO, comoproducto principal y Metano comosubproducto.
El tolueno recircula al reactor y elbenceno sale del proceso. Mediante elproceso de Hidrodesalqui lacion ; detolueno, se debe obtener 5000 kg/h debenceno, se sabe que la conversión detolueno en el reactor es del 70% mol.
TOLUENO
H2
Reactor Secador
Destilador
GASES
Tolueno: Kh/H
Tol + Benc: Kh/H
BENCENO
¿Calcular las cantidades de materiaprima, subproductos de acuerdo aldiagrama de bloques?
Kh/H=??
Kh/H=??
Kh/H=??
Kh/H=??
5000Kh/H=
CH4= Kg/hH2 = Kg/h
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SEMANA 01 - BIBLIOGRAFIA
1. Introducción a la Ingeniería de Procesos: Autor: Gonzales Brambila Editorial: LIMUSA 2.