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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
Contenido
1. Introducción............................................................................................................2
2. Justificación............................................................................................................33. Resumen ejecutivo................................................................................................4
4. ANTECEDENTE DE! "R#$ECT#.................................................................6
%. &ercado ' Ca(acidad de )a ")anta...................................................................11
5.1. &ercado mundia).................................................................................................11
%.1. &ercado Naciona)................................................................................................11
%.2. Ca(acidad de )a ")anta.......................................................................................12
*. &aterias "rimas e Insumos................................................................................12
6.1. C)asificación de )a materia (rima......................................................................126.2. Descri(ción de )a materia (rima........................................................................13
6.3. Costos de &ateria "rima....................................................................................17
+. ,-icación ' em()aamiento...............................................................................18
/. In0eniera de) "ro'ecto.......................................................................................19
8.1. Descri(ción de) "roceso.....................................................................................19
8.2. Dia0rama de f)ujo de) "roceso..........................................................................21
8.3. a)ance de &asa.................................................................................................21
8.4. a)ance de Ener0a.............................................................................................358.5. DIE# DE E,I"#.......................................................................................53
8.6. DECRI"CI#N DE E,I"#..........................................................................76
5. ANA!II 6INANCIER#....................................................................................95
9.1. ETI&ACI7N DE C#T# DE !A "!ANTA8....................................................95
9.2. E9A!,ACI#N 6INANCIERA...........................................................................110
10. BIBLIOGRAFIA.....................................................................................................127
11. ANEXOS.................................................................................................................128
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1. Introducción
!a Acetona es una sustancia :umica (resente en )a natura)ea; contenida en
()antas e; ?r-o)es; en )os
0ases vo)c?nicos; en incendios foresta)es@ en e) cuer(o >umano; se encuentra
como uno de )os meta-o)itos de )a san0re ' como un (roducto de )a
descom(osición de )a 0rasa cor(ora). Est? (resente en )os 0ases de com-ustión
de )os ve>cu)os; e) >umo de) ta-aco ' re))enos de se0uridad. !os (rocesos
industria)es a(ortan una ma'or cantidad de acetona a) am-iente :ue )os (rocesos
natura)es.
Es un ):uido inco)oro con un o)or du)ce simi)ar a) de )as frutas ' un sa-or caracterstico. e eva(ora f?ci)mente; es inf)ama-)e ' mu' so)u-)e tanto en a0ua
como en so)ventes or0?nicos ta)es como e) ter; metano); ' etano). !a Acetona se
usa en )a fa-ricación de ()?sticos; fi-ras; dro0as ' otros :umicos. Tam-in se usa
como so)vente.
!a acetona se (roduce a menudo como un su-(roducto en )a (roducción de feno).
E) >idro(eróBido de cumeno 0enerado en este (roceso se escinde (ara formar
feno) ' acetona. !a des>idro0enación cata)tica de iso(ro(ano) (uede ser e)e0ido
como una ruta sinttica a)ternativa cuando se re:uiere acetona de a)ta (urea;
ta)es como en a()icaciones -iomdicas. "ara )a reacción se menciona :ue un so)o
(aso de conversión de /%52 con res(ecto a iso(ro(ano); con )as condiciones
de) reactor de 2 -ar ' 3% F C; se consi0ue 0enera)mente. ,na corriente de sa)
fundida se uti)ia como fuente de ca)or (ara )a reacción endotrmica
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2. Justificación
!a ineficiente 0estión de )os 0o-iernos (or )os cua)es nuestro (as >a sido diri0ido;>a dado )u0ar a )a ausencia de (o)ticas de industria)iación de nuestros recursosnatura)es; ))ev?ndonos a actuar como un (as eB()otador de materia (rima; )a cua)
es industria)iada (or )os (ases de (rimer mundo; ))ev?ndonos a 0ananciasmnimas en com(aración con )a de e))os.!as materias (rimas eBistentes en e) (as nos -rindan )a o(ortunidad deconvertirnos en un (as de (roducción masiva en diferentes cam(os de )aindustria; (ermitiendo de esta forma e) crecimiento socioeconómico ' e) im(u)so:ue >o' en da se re:uiere -astante.En nuestro (as no eBiste una ()anta (roductora de acetona; ' su ausenciadificu)ta )a ad:uisición de esta ' sus derivados. !a (roducción de !" en e) cua) e)(roducto de inters; (ro(ano a-unda desde un / a 5; (osi-i)itara )a(roducción a 0ran esca)a ' e)evada (urea. De esta manera este (ro'ecto ()antea)a (roducción de acetona va des>idro0enación cata)tica de iso(ro(ano); o-tenidotam-in (or des>idro0enación de (ro(ano.!a acetona se uti)ia (rinci(a)mente como diso)vente ' como com(uestointermedio en )a (roducción de sustancias :umicas. us (rinci(a)es a()icacionesson )a (roducción de &eti) &etacri)ato; Acido &etacr)ico ' etacri)atos de ma'or tamaKo; isfeno) A; &eti) Iso-uti) Cetona; a()icaciones mdicas ' farmacuticasesivos ' enacetato de ce)u)osa. !a Acetona tam-in (resenta usos en )a industria a)imenticia
como diso)vente de eBtracción (ara 0rasas ' aceites; ' como a0ente de(reci(itación en )a (urificación de) aLcar ' e) a)midón.Este (ro'ecto -eneficiara a) desarro))o económico de nuestro (as; 0enerandoem()eos ' fuentes de in0reso (ara )a (o-)ación; de-ido a :ue e) funcionamiento deesta ()anta re:uerira e) servicio de (rofesiona)es; tcnicos ' o-reros; eB(ertos ene) ?rea; de manera :ue estos (resten servicios (ara e) diseKo; funcionamiento 'mantenimiento de dic>a ()anta.
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3. Resumen ejecutivo
!a acetona es un ):uido inco)oro con un o)or ' un sa-or caractersticos. eeva(ora f?ci)mente; es inf)ama-)e ' se disue)ve en e) a0ua. !a acetona se usa(ara >acer ()?sticos; fi-ras; medicamentos ' otros (roductos :umicos. Tam-inse usa (ara diso)ver otras sustancias."ara su (roducción en masa de acetona se dis(ondr? de 3 eta(as desarro))adas acontinuación en e) dia0rama de -)o:ues8
Desarro))ando un an?)isis de )a (roducción de materia (rima en e) cuadro NM %;%; acontinuación (odemos identificar :ue )a (roducción de !" en )as insta)aciones de$"6 CGAC# su(era )os * T&dia con este dato ' tomando en cuenta :ue )asinsta)aciones directas de 0as natura) son m?s -aratas ' eficientes (ara )a(o-)ación; convertir esta materia (rima en un su-(roducto (ara su
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comercia)iación interna ' eB(ortación de )a misma 0enera un atractivo financiero(ara )os inversores
Ana)iando e) incremento de) 2% en e) consumo naciona) de acetona res(ecto a)25; se (uede deducir :ue este aumento va de )a mano de) crecimiento de )aeconoma -o)iviana. Tan es as; :ue e) sector manufactura (inturas; -arnices ')acas; en e) aKo 21; se incrementó en 11.3
!as im(ortaciones de acetona; durante )os L)timos die aKos; >an idoincrement?ndose constantemente. En e) aKo2 se im(ortó 3;2+% T& de
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acetona ' en e) 21; un tota) de +;154 T&. A junio de 211; )as im(ortaciones>a-an a)canado 3;2/+ T&.
!o :ue ofrecemos es una acetona de /5 de (urea e) cua) tiene
una a)ta ca)idad de (urea a diferencia de )as : se encuentran en )os
mercados. !a visión es : e) (roducto sea un Bito en e) mercado naciona) como
internaciona); )a misión :ue tenemos como em(resa en :ue nuestro(roducto cum()a con )a eB(ectativa de )os c)ientes siem(recum()iendo con )as )e'es :ue infunde ' demanda )a sociedad conesmero ' res(onsa-i)idad.
!o :ue nos ))evó a rea)iar este ne0ocio fue )a innovación de a)0o
nuevo; -arato; con a)ta ca)idad ' )a demanda :ue este (roductore:uiere.
Nuestros (rinci(a)es o-jetivos son8
1. #-tener un (roducto :ue (ueda sa)ir a) mercado en nuestro caso)a acetona a (artir de )(.2. Cum()ir con )as eB(ectativas de nuestros c)ientes.3. Crecer como em(resa a nive) naciona).
!as estrate0ias ))evaran a conse0uir nuestro (ro'ecto son81. Rea)iar un (roceso ordenado -arato ' sustenta-)e.2. Ca(acitando ' res(a)dando e) (ro'ecto
!a administración ' (ersona) de tra-ajo esta aneBado en ta-)as a)
fina) de) tra-ajo.
!a inversión tota) en
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E) im(acto am-ienta) de )a (roducción de )a acetona8
e encuentra en forma natura) en ()antas; ?r-o)es ' en )as emisiones
de 0ases vo)c?nicos o de incendios foresta)es; ' como (roducto dede0radación de )as 0rasas cor(ora)es. Tam-in se encuentra
(resente en )os 0ases de tu-os de esca(e de automóvi)es ' en >umo
de ta-aco. !os (rocesos industria)es a(ortan una ma'or cantidad de
acetona a) medio am-iente :ue )os (rocesos natura)es. i se
derrama en e) sue)o; )a acetona se vo)atia ' se fi)tra en e) sue)o.
"uede -iode0radarse f?ci)mente (or microor0anismos ' es evidente
:ue no (ermanece en )os sue)os ni se acumu)an en anima)es. i es
)i-erada en e) a0ua; se des>ar? (ro-a-)emente; su (romedio de vida
en a0ua antes de vo)atiar es de 2 >oras. Cuando su destino es e)
aire; )a )u so)ar u otras sustancias en e) aire de0radan
a(roBimadamente )a mitad de )a acetona; con un (romedio de vida
de 22 das. !a acetona se (ierde (or foto)isis.
Conc)usiones8
1. !o0ramos o-tener un (roducto con un /5 de (urea.
2. Tenemos una 0anancia (or aKo mu' satisfactoria.
3. Nuestro (roducto es de mu' -uena (urea ' ca)idad.
4. Tenemos mercados tanto naciona)es como internaciona)es.
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4. ANTECEDENTE DE! "R#$ECT#
4.1. "ro(iedades de !a Acetona
4.1.1. "ro%iedades f&sicas
1. Estado de a0re0ación !:uido2. A(ariencia Inco)oro3. Densidad +5 P0m3@ ;+5 0cm34. &asa mo)ar %/ 0mo)%. "unto de fusión 1+/;2 Q
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4.2. (# DE !A ACET#NA
4.2.1. Diso)vente
!os cientficos usan acetona como diso)vente (ara muc>os materia)es diferentes;
como e) ()?stico u otras su-stancias -asadas en e) (etró)eo; fa-ricadas (or e)
>om-re. Es ca(a de :ue-rar e) (e0amento m?s (otente ' se )o usa (ara
desnatura)iar a)0unos ti(os de a)co>o). Con frecuencia; )a acetona se usa como
diso)vente (or sus :umicos (articu)armente inf)ama-)es o vo)?ti)es; (ara (ermitir
su trans(orte se0uro ' su (resuriación. e ca)cu)a :ue e) 3 (or ciento de toda )a
acetona (roducida va a (arar como diso)vente de otros (roductos :umicos.
4.2.2. Aditivo %ara comida * cosm+ticos
Con frecuencia; )a acetona se uti)ia como un aditivo en e) ma:ui))aje ' a)0unos
ti(os de comida. En (articu)ar se )o (uede encontrar en e) (an; donde a'uda amadurar ' a fermentar )a >arina. En e) ?rea cosmtica; )a acetona se usa (ara
desnatura)iar ciertos a)co>o)es en )os com(uestos ' (uede ser e) com(onente de
diferentes mec)as d?ndo)e a) (roducto un aroma es(ecia). Aun:ue 0enera)mente
se )o considera un :umico natura); )a acetona (uede causar irritación de )a (ie) o
de )os ojos como resu)tado de) uso de estos (roductos
4.2.3 ,uitaesma)te de u-as
Ta) ve e) uso m?s comLn de )a acetona (ara )a ma'ora de )as estadounidenses
sea e) in0rediente activo (ara :uitar e) esma)te de )as uKas. !a notoria ca(acidad
de )a acetona de diso)ver muc>os otros com(uestos )a (o(u)arió como
:uitaesma)te ' como removedor de (e0amentosad>esivos. En )os esma)tes (ara
uKas; corta )os (roductos :umicos; diso)vindo)os ' retir?ndo)os f?ci)mente de )as
uKas. E) uso eBcesivo de :uitaesma)te >ace :ue )as uKas se (on0an fr?0i)es '
d-i)es; as :ue es im(ortante :ue te )aves )as manos des(us de usar)o.
4.2.4. Aditivo %ara comusti)e
!a 0ente comenó a usar acetona como un aditivo (ara )a 0aso)ina en sus autos.
E) (oder de diso)ución de) (roducto :umico (arece ser Lti) (ara )im(iar )a
estructura de) motor; (ermitiendo :ue )os ve>cu)os (uedan ir cómodamente a m?s
ve)ocidad. uienes defienden )a acetona como aditivo a) com-usti-)e su0ieren :ue
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Incrementa )os Pi)ómetros de )a 0aso)ina; :ue sus emisiones son m?s )im(ias '
:ue conduce a una función de) motor menos eBi0ente. Todava no se demostró si
)a acetona en rea)idad tiene todos estos efectos o no.
4.2./. (so a nive) industria)
1. 6a-ricación de metacri)atos2. 6a-ricación de) meti) metacri)atos
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Caractersticas de )a -acteria8
C)ostridium aceto-ut')icum; :ue son or0anismos :ue forman es(oras; tienen forma
-aci)ar; se (ueden ais)ar convenientemente de) sue)o en condiciones anaeró-icas
' se (ueden conservar durante )ar0os (eriodos de tiem(o en sue)o seco ' estri).
"uede fermentar )os aucares ori0inando acetona ' -utano).
!a fermentación de un medio de reacción :ue contiene me)aa de caKa de aLcar
en (resencia de una ce(a :ue (ertenece a) 0nero c)ostridium com(rende )as
si0uientes eta(as8
• 1 eta(a8 se suministra a )a ce(a una concentración de me)aa inicia)
com(rendida entre % ' 2 0ramos de aLcar tota)es (or )itro de medio de
reacción inicia)•
2 eta(a8 se deja :ue )a concentración de aLcar invertido disminu'a >astaun va)or en ' 2 0ramos (or )itro de medio de reacción inicia).
• 3 eta(a se a)imenta )a ce(a con me)aa un r0imen com(rendido entre 1 '
% 0ramos de aLcar tota)es (or )itro de medio de reacción inicia) ' (or >ora;
' de manera :ue )a concentración residua) de aLcar invertido durante toda
)a a)imentación de me)aa se como m?Bimo i0ua) a 4 0ramos (or )itro de
medio de reacción inicia).• 4 eta(a e) ca)do de cosec>a se mantiene a)0Ln tiem(o en un tan:ue de
a)macenamiento >asta :ue se ))eva a ca-o )a recu(eración de )a acetona 'e) -utano) (or desti)ación fraccionada
6uente8 >tt(8(roduccion-utano)
-io:uimicau(-.-)o0s(ot.com211S+S1Sarc>ive.>tm)
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4.3.2. "roducción de acetona a %artir de Cumeno
Cumeno o iso(ro(i)eno; es un com(uesto entre )os >idrocar-uros arom?ticos. e
encuentra en e) (etró)eo ' en a)0unos de sus (roductos derivados como a)0unos
com-usti-)es. e uti)ia en )a sntesis de a)0unos deter0entes ' (rinci(a)mente; en
)a fa-ricación de feno) ' acetona mediante )a o-tención (revia de >idro(eróBido de
cumeno.
E) (roceso caracterstico (romovió (ara )a fa-ricación de feno) como (roducto
(rinci(a) ' acetona como un su-(roducto.
6ue desarro))ado en )a dcada de )os % ' es uno de )os (rocesos comercia)es
m?s im(ortantes (ara )a o-tención de este (roducto.
"ara )a o-tención de )a acetona se rea)ia en dos eta(as8 oBidación de cumeno '
descom(osición de >idro(eróBido a feno) ' acetona.e mec)a (ro(i)eno ' -enceno; :ue (osteriormente e) cumeno es oBidado a)
>acer -ur-ujear aire u oBi0eno >acia >idro(eróBido de cumeno; ' este a su ve es
descom(uesto -ajo condiciones acidas ' trmicas >acia )a (roducción de feno) '
acetona.
4.3.3. #idación de a)coo)es secundarios.
En este ti(o de reacción; e) a)co>o) secundario; cu'o 0ru(o #G; (recisamente
unido a un car-ono secundario; reacciona con cromo >eBava)ente como con e)
óBido de cromo
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/. 5ercado * Ca%acidad de )a ")anta
/.1. 5ercado mundia)!a ca(acidad mundia) de (roducción de )a acetona era de 3;/ mi))ones de
tone)adas en 155% con e) vo)umen rea) (roducido siendo a)0o menos en 3;+tone)adas de mi))ón. !a ca(acidad de )a (roducción en )os Estados ,nidos
constitu'ó cerca de 33
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Ana)iando e) incremento de) 2% en e) consumo naciona) de acetona res(ecto a)
25; se (uede deducir :ue este aumento va de )a mano de) crecimiento de )a
economa -o)iviana. Tan es as; :ue e) sector manufactura (inturas; -arnices '
)acas; en e) aKo 21; se incrementó en 11.3
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0.2. Descri%ción de )a materia %rima
0.2.1. 7!" 87as )icuado de %etró)eo9
E) 0as )icuado de) (etró)eo
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contenedores de acero inoBida-)e (ara :ue e) a0ua no o-ten0a nin0Ln sa-or :ue
(odra o-tener de otros materia)es.
0.2.3. CATA!I:AD#R8"T;N;A!2#39 "RI5ERA ETA"A DE REACCIN
"R#"AN#idrocar-uros de a)to (eso 'a:ue con e) tiem(o (e:ueKas cantidades de com(uestos or0?nicos con (unto de
e-u))ición e)evado ' de a)to (eso mo)ecu)ar; o car-ono se de(ositan en )a
su(erficie termina) ' terminan (or desactivar e) cata)iador.
E) ()atino contenido se >a re-ajado 3 con re)ación a )os cata)iadores de )a
0eneración anterior; mejorando e) desem(eKo junto con una disminución en )a
car0a de ()atino :ue mejora tanto en )a o(eratividad ' )a renta-i)idad de) (roceso.
!a vida de) cata)iador es de 1 a 3 aKos. !a unidad de tratamiento no tiene :ue ser
a(a0ada (ara cam-iar e) cata)iador.
!a cintica de )a des>idro0enacion en fase 0as de (ro(ano so-re "tn
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e)ectrones
"R#"AN#!
E) ?cido su)fLrico es un com(uesto :umico eBtremadamente corrosivo cu'a
fórmu)a es G2#4. Es e) com(uesto :umico :ue m?s se (roduce en e) mundo;
(or eso se uti)ia como uno de )os tantos medidores de )a ca(acidad industria) de
)os (ases. ,na 0ran (arte se em()ea en )a o-tención de ferti)iantes. Tam-in se
usa (ara )a sntesis de otros ?cidos ' su)fatos ' en )a industria (etro:umica.enera)mente se o-tiene a (artir de dióBido de aufre; (or oBidación con óBidos
de nitró0eno en diso)ución acuosa. Norma)mente des(us se ))evan a ca-o
(rocesos (ara conse0uir una ma'or concentración de) ?cido. Anti0uamente se )o
denomina-a aceite o es(ritu de vitrio)o; (or:ue se (roduca a (artir de este
minera).
!a mo)cu)a (resenta una estructura (iramida); con e) ?tomo de aufre en e) centro
' )os cuatro ?tomos de oB0eno en )os vrtices. !os dos ?tomos de >idró0eno
est?n unidos a )os ?tomos de oB0eno no unidos (or en)ace do-)e a) aufre.
De(endiendo de )a diso)ución; estos >idró0enos se (ueden disociar. En a0ua se
com(orta como un ?cido fuerte en su (rimera disociación; dando e) anión
>idro0enosu)fato; ' como un ?cido d-i) en )a se0unda; dando e) anión su)fato.
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0.2./. CATA!I:AD#R8C(#;:N#;A!(5INA9 TERCERA ETA"A DE REACCIN
"R#"AN#!a descu-ierto :ue )a actividad ' (articu)armente )a esta-i)idad de )os
cata)iadores a -ase de co-re de óBido ' de cinc de óBido se incrementaronsi0nificativamente (or e) (roceso de fa-ricación ' e) a0ente esta-i)iante usado de
acuerdo con )a invención.
!os e)ementos constitutivos; co-re óBido ' inc óBido o sus (recursores se
mec)an con un cemento a)uminoso uti)iado en (ro(orciones es(ecficas ' se
aKade a0ua (ara o-tener e) endurecimiento de )a mec)a. Dar forma; (or ejem()o
en forma de 0r?nu)os o (asti))as; se (uede rea)iar antes o des(us de )a adición
de a0ua. E) (aso fina) es (or )o 0enera) una ca)cinación; (or ejem()o 2 a *FC.
E) contenido en (eso de co-re óBido ; eB(resado como Cu#; es (referi-)emente
de 1 a * ' e) contenido en (eso de Xn# de % a 4; e) contenido tota)
deco-re de óBido ' de inc óBido de ser de 3 a + en (eso@ e) contenido
decemento a)uminoso es de 3 a +. ,na com(osición (referida es de
a(roBimadamente en (eso8 23 de Cu#; 23 de Xn# ' 4* de
cemento a)uminoso. Estos va)ores se dan como (eso seco. e corres(onden tanto
a )a fina) de cata)iador ' )os in0redientes :ue intervienen en )a (re(aración. E)
(eso de estos in0redientes de-e ser ta) :ue se corres(onden con dic>os va)oresca)cu)ados como Cu#; Xn# ' cemento a)uminoso. !os (esos se ca)cu)an en
estado seco; dic>o cemento a)uminoso :ue contiene 1% en (eso de Ca# ' de
3 a /% en (eso de A) 2 # 3 ; e) contenido tota) de Ca# ' A) 2 # 3 es a) menos
+ en (eso ' siendo suficiente (ara (ro(orcionar a) menos 1%% de
a)uminatos de ca)cio -asado en e) (eso de )a cata)iador.
0.2.0. A7(A DE EN>RIA5IENT#
!a ma'or (arte de )as a0uas em()eadas con fines industria)es; se usan (ara
enfriar un materia) o un e:ui(o. !a 0ran ca(acidad ca)orfica de) a0ua ' )a 0ran
dis(oni-i)idad de) a0ua en )a ma'ora de )as ?reas industria)es; >an >ec>o de)
a0ua e) medio de transferencia de ca)or favorito en )as a()icaciones industria)es '
de servicios.
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!os sistemas de a0ua de enfriamiento son necesarios de-ido a :ue )os (rocesos
industria)es ' servicios no tra-ajan eficientemente o efectivamente a menos :ue
)as tem(eraturas ' (resiones es(ecficas de) (roceso sean mantenidas dentro de
ciertos (ar?metros. !os sistemas de a0ua de enfriamiento mantienen )as
tem(eraturas ' (resiones correctas (or transferencia de ca)or o enfriamiento.
En este escrito se trata de revisar )as o(eraciones industria)es :ue usan a0ua confines de enfriamiento; ' su uso en intercam-iadores de ca)or (ero como ta)(roceso es de vita) im(ortancia esta materia (rima tiene :ue sufrir un (retratamiento entes de in0resar a )os e:ui(os (or )ocua) se eva)uara e) a0ua deservicio ' de(endiendo a )os resu)tados se >ar?n una serie de (asos (ara e)iminar )a durea de) a0ua nive)ar e) (G disminuir o aumentar )a conductividad (ara evitar deterioro en )os e:ui(os.
0.3. Costos de 5ateria "rima7!" 87as )icuado de %etró)eo9
Con un f)ujo inicia) de 1m3>
*O m3
A7(A DETI!ADA DE "R#CE#C#N ,N 6!,J# 14 m3>21O m3
CATA!I:AD#R 8"T;N;A!2#39 "RI5ERA ETA"A DE REACCIN "R#"AN#<"R#"EN#2P01%OP0CATA!I:AD#R 8=2#49 E7(NDA ETA"A DE REACCIN "R#"EN#<"R#"AN#!2m3>2O m3
CATA!I:AD#R 8C(#;:N#;A!(5INA9 TERCERA ETA"A DE REACCIN"R#"AN#!RIA5IENT#C#N ,N 6!,J# * m3>1*O m3
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
. (icación * em%)a?amiento
!a (ro(uesta de (roceso de )a ()anta de acetona a (artir de 0as )icuado de
(etró)eo tendra como (rocedencia un (ro'ecto de eB(ansión de una industria de
0ases (esados como mode)o via-)e de comercia)iación 'a :ue e) mercado est?
siendo saturado (or 0ases )ivianos con insta)ación red domici)iaria; o-teniendo as
)a (roducción de acetona ' )a (roducción de >idro0eno como su-(roducto
teniendo una a)ta renta-i)idad en e) (roceso.
Tomando en cuenta datos de )a ta-)a cuadro N datos estadsticos eBtrados (or
$"6; N6DR". !a ma'or em(resa (roductora de !". En e) (as corres(onde
a $"6 CGAC# siendo esta )a em(resa en (rimera instancia de se)ección (ara e)
desarro))o de) (ro'ecto.
Cuadro N@ "R#D(CCI#N CERTI>ICADA DE 7A !IC(AD# DE "!ANTA aco= est? u-icada
en )a re0ión de &adrejones; $acui-a; en e) de(artamento de Tarija.
Página /
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
6. InBenier&a de) "ro*ecto
6.1. Descri%ción de) "roceso
E) (roceso ser? desarro))ado a (artir 0as )icuado de (etró)eo esta mec)a contiene
una (ro(orción a)0o definida de (ro(ano -utano ' metano fi0ura /.1.1; donde e)(ro(ano ser? se(arado (or una torre de desti)ación.
6uente8 datos eBtrados de Re(so) refinera internaciona) UUU.re(so).com
E) (ro(ano ser? ca)entado a tem(eraturas (or ma'ores de )os / C (ara@
convertir)o en (ro(i)eno ' se(arando e) >idro0eno (or medio de un mem-rana de
(a)adio teniendo as un (roducto de va)or a0re0ado; e) (ro(i)eno (roceder? a
enfriarse ' se >ar? reaccionar con a0ua desti)ada ' ?cido su)fLrico
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
Conversión del propano en propeno
E) !" Y1Z; (roveniente de )a refinera; inicia)mente a 21;2 MC es a)imentado a
)a torre des-utaniadora; )a cua) es una torre de desti)ación T11; en )a cua) es
se(arado en -utano (uro Y+Z (or e) fondo; ' en (ro(ano casi (uro Y/Z (or )a ca-ea.
"osteriormente )a corriente Y/Z in0resa en e) intercam-iador de ca)or E14; e) cua)
ca)ienta nuestra corriente desde 1* MC >asta 12 MC idro0eno de
mem-rana de (a)adio 91* donde se eBtrae todo e) >idro0eno como su-(roducto;
)ue0o )a corriente restante corriente Y14Z in0resa a un com(resor 1+ (ara dar
(aso a )a si0uiente reacción.
Conversión de propeno en propanol
!a corriente Y14Z ' )a corriente Y1%Z de a0ua; in0resan en e) reactor R2; en e)
cua) se da )a si0uiente reacción8
C 3 H 6+ H 2O (cat H 2 SO4 ) → (CH 3 )2 CHOH +CH 3CH 2CHOH
"rimero se introduce e) a0ua con e) cata)iador acido en este caso acido su)fLrico
en un reactor de tan:ue a0itado continuo ' )ue0o )os 0ases (roductos de )acorriente Y14Z (or medio de -ur-ujeo (or )a (arte inferior se >acen reaccionar
Dic>a reacción tiene un 0rado de conversión -astante a)ta 5 con res(ecto a
nuestro (roducto de inters 2(ro(ano) (ero se da un su-(roducto
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
(CH 3)2CHOH →(C H 3 )2CO+ H 2
!os 0ases (roductos son condensados en un condensador E32 (ara su
(osterior se(aración de en un se(arador de fase 933 donde o-tenemos nuestro
(roducto fina) acetona con un /5 de (urea
6.2. DiaBrama de f)ujo de) "roceso
E) dia0rama de) (roceso (uede a(reciarse a) fina) de) documento.
6.3. a)ance de 5asa
Corriente GLP [1]:
ḿGLP=513388.5 Kg
h
GLP
e0Ln )as es(ecificaciones tcnicas; )a com(osición de )a corriente es )a si0uiente8
;* de etano; /+;% de (ro(ano ' 11;5 de n-utano8
ḿ1,etano=513388.5 Kg
h x 0.006=3080,3
Kg
h Etano
ḿ1,nbutano=513388.5 Kg
h x 0.119=61093,2
Kg
h n−butano
ḿ1, propano=514880.9 Kg
h x0.875=449214,9
Kg
h propano
Corriente cabeza [2]:
!a co)umna de des-utaniadora tra-aja con una re)ación de ref)ujo de ;*; o-tenindose 1
mo) de desti)ado (or cada 2;234 mo)es de ):uido a se(ararse@ tam-in se sa-e :ue (or
cada mo) de -utano se(arado se desti)an /;41 mo)es de !".
ḿ2=11340 KmolGLP
h ×
2,234
1 =25333
Kmol
h =1115124.2
Kg
h
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
!a com(osición es )a si0uiente8 ;42 de etano; 55;%* de (ro(ano ' ;3 de n
-utano.
ḿ2,etano=1115124.2 Kg
h x0.0042=4683,52
Kg
h Etano
ḿ2,nbutano=1115124.2 Kg
h x0.0003=3434,53
Kg
h n−butano
ḿ2, propano=1115124.2 Kg
h x 0.9956=1110217,65
Kg
h propano
Corriente cabeza [3]:
Es )a misma :ue )a corriente 2; (ero a diferente tem(eratura; entonces8
ḿ3=11340 KmolGLP
h
×2,234
1
=25333 Kmol
h
=1115124.2 Kg
h
!a com(osición es )a si0uiente8 ;42 de etano; 55;%* de (ro(ano ' ;3 de n
-utano.
ḿ3,etano=1115124.2 Kg
h x0.0042=4683,52
Kg
h Etano
ḿ3,nbutano=1115124.2 Kg
h x0.0003=3434,53
Kg
h n−butano
ḿ3, propano=1115124.2 Kgh x 0.9956=1110217,65 Kg
h propano
Corriente de reflujo [4]:
Como 'a se dijo )a re)ación de ref)ujo es de ;*8
ḿ4=25334 Kmol
h ×0,6=15200
Kmol
h =669669.9
Kg
h
!a com(osición es )a si0uiente8 ;42 de etano; 55;%* de (ro(ano ' ;3 de n
-utano.ḿ4,etano=669669,9
Kg
h x 0.0042=2812,6
Kg
h Etano
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ḿ4,nbutano=669669,9 Kg
h x0.0003=200,9
Kg
h n−butano
ḿ4, propano=1115124.2 Kg
h x0.9956=666723
Kg
h propano
Corriente de fondo []:
E) f)ujo m?sico % corres(onde de )a reta de) f)ujo m?sico * menos f)ujo m?sico +
ḿ5=1107631,7−60959,37=1046672,3 Kg
h
!a com(osición es )a si0uiente8 1 de n-utano.
ḿ5,nbutano=1046672,3 Kg
h n−butano
Corriente de retorno [!]:!a re)ación de ref)ujo de) >ervidor es 1/;1+ con res(ecto a) f)ujo de sa)ida de -utano
corriente +
ḿ6=60959,37∗18,17=1107631,7 Kg
h
!a com(osición es )a si0uiente8 1 de n-utano.
ḿ6,nbutano=1107631,7
Kg
h n−butano
Corriente de butano ["]:
!a corriente + es e) f)ujo m?sico de -utano de )a corriente 1 menos e) f)ujo m?sico de )a
corriente /
ḿ7=61093,2−51,3=61041.7 Kg
h
!a com(osición es )a si0uiente8 1 de n-utano.
ḿ7,nbutano=61041.7 Kg
h n−butano
Corriente de propano [#]:
!a corriente / es )a diferencia entre )a corriente 3 ' 48
Página ;
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ḿ8=1115124.2 Kg
h −669669.9
Kg
h =445454,5
Kg
h
!a com(osición es )a si0uiente8 ;*5 de etano; 55;3 de (ro(ano ' ;1 de n-utano.
ḿ8,etano=452346,5 Kg
h x0.0069=3080,3
Kg
h Etano
ḿ8,nbutano=452346,5 Kg
h x0.0001=51,3
Kg
h n−butano
ḿ8, propano=452346,5 Kg
h x 0.993=449214,9
Kg
h propano
Corriente de propano [$]:
!a corriente Y5Z es i0ua) :ue )a corriente Y/Z; (ero se encuentra a diferente tem(eratura8
ḿ9=452346,5 Kg
h
!a com(osición es )a si0uiente8 ;*5 de etano; 55;3 de (ro(ano ' ;1 de n-utano.
ḿ8,etano=452346,5 Kg
h x0.0069=3080,3
Kg
h Etano
ḿ8,nbutano=452346,5 Kg
h
x0.0001=51,3 Kg
h
n−butano
ḿ8, propano=452346,5 K g
h x 0.993=449214,9
Kg
h propano
Gases de salida del reactor %&1' [1']:
A) reactor R1%; in0resa )a corriente Y5Z se sa-e :ue )a conversión en e) reactor es de)
/2; (or )o tanto8
ḿ10,etano=3080,3 Kg
h Etano
ḿ10,nbutano=51,3 Kg
h n−butano
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ḿ10=452665,11 Kg
h
C orriente separada [12]:
Es e:uiva)ente a )a corriente anterior sin )a corriente de >idro0eno8
ḿ11,etano=3080,3 Kg
h Etano
ḿ11,nbutano=51,3 Kg
h n−butano
ḿ11, propano=80856,14 Kg
h propano
ḿ11, propeno=351612,77 Kg
h propeno
!a masa tota) de )a corriente 128
ḿ11=435601,1 Kg
h
+idro,eno separado [13]:
Corres(onde a )a corriente de >idro0eno de )a corriente 18
ḿ13,hidrogeno=17064,6 Kg
h hidrogeno
!a masa tota) de )a corriente 138
ḿ13=17064,6 Kg
h
Corriente de -ezcla .&1'# [14]:
Corres(onde a )a corriente 11 (ero a ma'or (resión8
ḿ14,etano=3080,3 Kg
h Etano
ḿ14,nbutano=51,3 Kg
h n−butano
ḿ14, propano=80856,14 Kg
h propano
Página >
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
ḿ14, propeno=351612,77 Kg
h propeno
!a masa tota) de )a corriente 148
ḿ14=435601,1 Kg
h
(alida de la bo-ba L&2'1 [1]:
!a corriente Y1%Z es i0ua) :ue )a corriente Y12Z; (ero se encuentra a ma'or (resión8
ḿ15, H 2O=140000 Kg
h agua
!a masa tota) de )a corriente 1%8
ḿ15=140000 Kg
h
(alida del reactor %&2'' [1!]:
Con una conversión de (ro(eno2(ro(ano) de) 5 ' (ro(eno1(ro(ano) de +
o-tenemos )os si0uientes f)ujos8
ḿ16,2 propanol=140000 Kg
h aguareacc
1kmol agua
18kg ∗90kmol2 propanol
100kmol agua ∗60kg2 propanol
1kmol2 propanol =420000
ḿ16,1 propanol=140000 Kg
h aguareacc
1kmolagua
18kg ∗7kmol2 propanol
100kmolagua ∗60kg1 propanol
1kmol1 propanol =32666,6
ḿ16, propenoreac=140000 Kg
h aguareacc
1kmolagua
18kg ∗97kmol propenoreacc
100kmolagua ∗42kg1 propeno
1kmol1 propeno =316
ḿ16, propeno=351612,77−316866.67=34746,1
"or )o tanto tendremos8
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
ḿ16,etano=3080,3 Kg
h Etano
ḿ16,nbutano=51,3 Kg
h n−butano
ḿ16, propano=80856,14 Kg
h propano
ḿ16,2 propanol=420000 Kg
h 2 propanol
ḿ16,1 p ropanol=32666,67 Kg
h 1 propanol
ḿ16, propeno=34746,1 Kgh propeno
ḿ16, H 2O=4200 Kg
h agua
!a masa tota) de )a corriente 1*8
ḿ16=575601,1 Kg
h
Corriente condensada /&2'2 [1"]:!a corriente Y1+Z es resu)tado de) condensado ):uido ' de a)0unos 0ases disue)tos8
ḿ17,etano=3080,3 Kg
h Etano
ḿ17,nbutano=51,3 Kg
h n−butano
ḿ17, propano=80856,14 Kg
h propano
ḿ17,2 propanol=420000 Kg
h 2 propanol
Página 0/
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
ḿ17,1 propanol=32666,67 Kg
h 1 propanol
ḿ17, propeno=34746,1 Kg
h propeno
ḿ17, H 2O=4200 Kg
h agua
!a masa tota) de )a corriente 1+8
ḿ17=575601,1 Kg
h
Corriente separada 0&2'3 [1#]:
!a corriente Y1/Z es (roducto de )a sustracción de )a se(aración de )os 0ases no
condensa-)es de )a corriente Y1+Z considerando un 1 de 0ases disue)tos de (ro(ano '
(ro(eno o-tenemos8
ḿ18,2− propanol=420000 Kg
h 2 propanol
ḿ18,1− propanol=32666,67 Kg
h 1 propanol
ḿ18, propano=8085,614 Kg
h
propano
ḿ18, propeno=3494,61 Kg
h propeno
ḿ18, H 2O=4200 Kg
h agua
!a masa tota) de )a corriente 1/ es8
ḿ18=468446,89 Kg
h
Corriente bo-ba L&2'4 [1$]:
!a corriente Y15Z es i0ua) a :ue )a corriente Y1/Z; im(u)sada (or una -om-a8
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
ḿ19,2− propanol=420000 Kg
h 2 propanol
ḿ19,1− propanol=32666,67 Kg
h 1 propanol
ḿ19, propano=8085,614 Kg
h propano
ḿ19, propeno=3494,61 Kg
h propeno
ḿ19, H 2O=4200 Kg
h agua
!a masa tota) de )a corriente 15 es8
ḿ19=468446,89 Kg
h
Corriente de ,ases separada 0&2'3 [2']:
!a corriente Y2Z es i0ua) a )os 0ases residua)es no se(arados8
ḿ20,etano=3080,3 Kg
h Etano
ḿ20,nbutano=51,3
Kg
h
n−butano
ḿ20, propano=72770,53 Kg
h propano
ḿ20, propeno=31271,5 K g
h propeno
!a masa tota) de )a corriente 2 es8
ḿ20=107153,63 Kg
h
ue-ador &2'" [21]:
!a corriente Y21Z es i0ua) a :ue )a corriente Y15Z; (ero a ma'or tem(eratura8
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
ḿ21,2− propanol=420000 Kg
h 2 pr opanol
ḿ21,1− propanol=32666,67 Kg
h 1 propanol
ḿ21, propano=8085,614 Kg
h propano
ḿ21, propeno=3494,61 Kg
h propeno
ḿ21, H 2O=4200 Kg
h agua
!a masa tota) de )a corriente 21 es8
ḿ21=468446,89 Kg
h
Co-presor G&3'1 [22]:
!a corriente Y22Z es i0ua) a :ue )a corriente Y15Z; (ero a ma'or (resión8
ḿ22,2− propanol=420000 Kg
h 2 propanol
ḿ22,1− propanol=32666,67 Kg
h 1 propanol
ḿ22, propano=8085,614 Kg
h propano
ḿ22, propeno=3494,61 Kg
h propeno
ḿ22, H 2O=4200 Kg
h agua
!a masa tota) de )a corriente 22 es8
ḿ22=468446,89 Kg
h
(alida del reactor %&3'' [23]:
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
!a conversión tota) en esta fase es de) 55 (ara )os dos com(uestos o-tenemos8
ḿ23,hidrogeno=14938 Kg
h hidrogeno
´m23,2− propanol
=4200
Kg
h 2− propanol
ḿ23,1− propanol=326,66 Kg
h 1− propanol
ḿ23, propanal=33455,99 Kg
h propanal
ḿ23,acetona=401940 Kg
h acetona
ḿ22, propano=8085,614 Kg
h propano
ḿ22, propeno=3494,61 Kg
h propeno
ḿ23, H 2O=4200 Kg
h agua
!a masa tota) de )a corriente 23 es8ḿ23=468446,95
Kg
h
(alida del condensador %&3'2 [24]:
!a corriente Y24Z es )a misma :ue )a corriente Y23Z (ero a menor tem(eratura
ḿ23,hidrogeno=14938 Kg
h
hidrogeno
ḿ23,2− propanol=4200 Kg
h 2− propanol
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
ḿ23,1− propanol=326,66 Kg
h 1− propanol
ḿ23, propanal=33455,99 Kg
h propanal
ḿ23,acetona=401940 Kg
h acetona
ḿ22, propano=8085,614 Kg
h propano
ḿ22, propeno=3494,61 Kg
h propeno
ḿ23, H 2O=4200 Kgh agua
!a masa tota) de )a corriente 23 es8
ḿ23=468446,95 Kg
h
(alida superior separador de fase 0&3'3 [2]
A+#$n!o +$ +/ ! "$+on *no on +$' r'#on' ! $or o,n!rmo' +$' fr$#on' !$or
r'#&n ! $or $ +$ mr$*r$ ! 0 ᵒ
$1ro$no+000443$2ro$no+0092L$' r'#on' ! $or ! ro$no+ 'on #n'#%n#f#$n' $'# -* no ' ro!r $ n#n%n$+*+o$$on$584 mm:%$$%*$5.87 mm:%o$+ 163 $m 1261 mm:%
$r$ $on$ / ro$n$+
Y = P1 P
P1= Pvap∗ 1
P1=5,84∗0,86
Y = P1
P
Y = 5,84
1261
Y =0,046
Página 0;
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
$r$ $%*$
Y = P1
P
P1= Pvap∗ 1
P1=5,87∗0,86
Y = P1
P
Y = 5,87
1261
Y =0,047
ḿ25,acetona=0,046∗401940=18489,24 Kg
h acetona
ḿ25, propanal=0,046∗33455,99=1538,97 Kg
h propanal
ḿ25,agua=0,047∗4200=197,4 Kg
h agua
ḿ25, propano=8085,614 Kgh propano
ḿ25, propeno=3494,61 Kg
h propeno
ḿ25,hidrogeno=14938 Kg
h hidrogeno
!a masa tota) de )a corriente 2% es8
ḿ25=46743,83 Kgh
(alida nferior separador de fase 0&3'3 [2!] Es e) resu)tado de )a resta de )a corriente 2% menos )a corriente 24
ḿ26,2− propanol=4200 Kg
h 2− propanol
ḿ26,1− propanol=326,66 Kg
h
1− propanol
ḿ26, propanal=31917 Kg
h propanal
Página 0
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
ḿ26,acetona=383450,76 Kg
h acetona
ḿ26,agua=4002,6 Kg
h agua
!a masa tota) de )a corriente 2* es8
ḿ26=423897 Kg
h
(alida nferior separador de idro,eno 0&3'4 [2"] E' #%*$+ $ +$ orr#n 25 '$r$n!o +$ orr#n ;#!ro%no
ḿ25,acetona=18489,24 Kg
h
acetona
ḿ25, propanal=1538,97 Kg
h propanal
ḿ25,agua=197,4 Kg
h agua
ḿ25, propano=8085,614 Kg
h propano
ḿ25, propeno
=3494,61 Kg
h propeno
!a masa tota) de )a corriente 2% es8
ḿ25=31805,83 Kg
h
(alida superior separador de idro,eno 0&3'4 [2#] Es i0ua) a )a sustracción de )a corriente de >idro0eno de )a corriente 2%
ḿ28,hidrogeno=14938 Kg
h hidrogeno
Página 0=
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
.ezclador de idro,eno .&1'# [2$] E' +$ $!##&n ! +$ orr#n 13 on +$ orr#n 28
ḿ29,hidrogeno=32002 Kg
h hidrogeno
.ezclador de acetona .&3' [3']
!a corriente Y3Z es )a suma de)a corriente Y2+Z m?s )a corriente Y2*Z8
ḿ23,2− propanol=4200 Kg
h 2− propanol
ḿ23,1− propanol=326,66 Kg
h 1− propanol
ḿ23, propanal=33455,99 Kg
h propanal
ḿ23,acetona=401940 Kg
h acetona
ḿ22, propano=8085,614 Kg
h propano
ḿ22, propeno=3494,61 Kgh propeno
ḿ23, H 2O=4200 Kg
h agua
!a masa tota) de )a corriente 3 es8
ḿ30=455702,874 Kg
h
Página 0>
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
CUADRO Nº1 DE BALANCE DE MASA(Kg/h)C#&"C#RRIE 1 2 3 4 % * + / 5
C3G/ 445214;5 11121+;*% 11121+;*% ***+23 445214;5 445214;5 /
C4G1 *153;2 3434;%3 3434;%3 2;514**+2;
311+*31;+ *141;+ %1;3 %1;3
C2G* 3/ 4*/3;%2 4*/3;%2 2/12;* 3/;3 3/;3
C3G* 3%1
CG3CG#GCG3
CG3CG2CG2#G
G2#
G2 1
CG3C#CG3
CG3CG2CG#
T#TA! %133//;1 111/33%;+ 111/33%;+ **5+3*;%14**+2;
311+*31;+ *141;+ 4%234*;% 4%234*;% 4%2
C#&"C#RRIE 11 12 13 14 1% 1* 1+ 1/ 15
C3G/ //%*;14 //%*;14 //%*;14 //%*;14 //%*;14 //%;*14 //%;*14 +2
C4G1 %1;3 %1;3 %1;3 %1;3 %1;3
C2G* 3/;3 3/;3 3/;3 3/;3 3/;3
C3G* 3%1*12;++ 3%1*12;++ 3%1*12;++ 34+4*;1 34+4*;1 3454;*1 3454;*1 3
CG3CG#GCG3 42 42 42 42
CG3CG2CG2#G 32***;*+ 32***;*+ 32***;*+ 32***;*+
G2# 14 42 42 42 42
G2 1+*4;* 1+*4;*
CG3C#CG3
CG3CG2CG#
T#TA! 4%2**%;11 43%*;%1 1+*4;* 43%*;%1 14 %+%*;%1%+%*;%
14*/44*;/54
4*/44*;/54
1+
C#&"C#RRIE 21 22 23 24 2% 2* 2+ 2/ 25 3
C3G/ //%;*14 //%;*14 //%;*14 //%;*14 //%;*14 //%;*14 /
C4G1
C2G* C3G* 3454;*1 3454;*1 3454;*1 3454;*1 3454;*1 3454;*1 3
CG3CG#GCG3 42 42 42 42 42
CG3CG2CG2#G 32***;*+ 32***;*+ 32*;** 32*;** 32*;**
G2# 42 42 42 42 15+;4 42;* 15+;4
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
C2G* ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;
C3G* /3;21 /3;21 /3;21 /3;21 /3;21 ; /3;21 ; ; /3;21
CG3CG#GCG3 +; +; 3%; 3%; ; 3%; ; ; ; 3%;
CG3CG2CG2#G
%44;44 %44;44 2+;22 2+;22 ; 2+;22 ; ; ; 2+;22
G2# 233;33 233;33 233;33 233;33 1;5+ 222;3+ 1;5+ ; ; 233;33
G2 ; ; +1*+;2% +1*+;2% +1*+;2% ; ; +1*+;2% 1%*55;%%
;
CG3C#CG3 ; ; **%; **%; 3%;5 *344;1 3%;5 ; ; **%;
CG3CG2CG# ; ; %1+;22 %1+;22 23;+/ 453;44 23;+/ ; ; %1+;22
T#TA! /44;+% /44;+%1%212;
1%212;
+++4;/+ +43+;13 *+;*2 +1*+;2%
1%*55;%%
/44;+%
6.4. a)ance de EnerB&a
Corriente GLP [1]:
A una tem(eratura de 2% C ' una (resion de / -ares entra un f)ujo de !" de 8
ḿGLP=513388.5 Kg
h GLP
e0Ln )as es(ecificaciones tcnicas; )a com(osición de )a corriente es )a si0uiente8
;* de etano; /+;% de (ro(ano ' 11;5 de n-utano8
Cpme!cla= aCpa+ bCpb+ cCpc=0,006∗2.49+0,875∗2,514+0,119∗2,640
Cpme!cla=2,528 " kg K ᵒ
#H 1= Cpṁ me!cla #$ =513388.5 Kg
h ∗2,528
"
kg K ᵒ (25−0)
#H 1=39138.5 K"
h
Corriente cabeza [2]:
T[1*MC
ḿ2=788750 Kg
h
Página +1
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
!a com(osición es )a si0uiente8 ;3* de etano; 55;*2 de (ro(ano ' ;2 de n
-utano.
Cpme!cla= aCpa+ bCpb+ cCpc=0,0036∗2.49+0,9962∗2,514+0,0002∗2,640
Cpme!cla=2.514 " kg K ᵒ
#H 2= Cpṁ me!cla #$ =788750 Kg
h ∗2,514
"
kg K ᵒ (16−25)
#H 2=−17846,2 K"
h
Corriente cabeza [3]:
T[1*MC
Como es un (roceso de se(aración corres(onde a )a misma tem(eratura de )a corriente 2
(or )o tanto e) \G es e) mismo8
#H 3=−17846257.5 "
h
&as )a ener0ia de condensado8
#H 3v= #hṁ v
#H 3v=788750∗4,3
#H 3v=3391625 "
h
#H 3$
=−17846257.5+3391625
#H 3$ =−14454,63 K"
h
Página +
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
#H 6=−3510000 K"
h
Corriente de butano ["]:
!a com(osición es )a si0uiente8 1 de n-utano.
ḿ5,nbutano=93715 Kg
h n−butano
T[%*MC
#H 7= #hṁ v=93715 Kg
h ∗3,9
"
kg
#H 7=365488.5 K"
h
Corriente de propano [#]:
T[1*MC
ḿ8=452346,5 Kg
h
#H 2= #hṁ v=452346,5 Kg
h ∗4,3
"
kg
#H 2= 1945089,9 K" h
Corriente de propano [$]:
!a corriente Y5Z es i0ua) :ue )a corriente Y/Z; (ero se encuentra a diferente tem(eratura8
T[/ MC
ḿ9=452346,5 Kg
h
!a com(osición es )a si0uiente8 ;3* de etano; 55;*2 de (ro(ano ' ;2 de n
-utano.
Página ++
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
Cpme!cla= aCpa+ bCpb+ cCpc=0,0036∗2.49+0,9962∗2,514+0,0002∗2,640
Cpme!cla=2.514 "
kg K ᵒ
#H 2= Cpṁ me!cla #$ =452346,5 Kg
h ∗2,514 "
kg K ᵒ (800−16)
#H 2=891564095,2 K"
h
Gases de salida del reactor %&1' [1']:
A !a sa)ida de) reactor R1% )a tem(eratura ser? de 5 0rados ce)cius en estado
0aseoso a una (resión de *4% Q(a (ara )os si0uientes com(uestos8
ḿ10,etano=3080,3 Kg
h Etano% etano=0,0069
ḿ10,nbutano=51,3 Kg
h n−butano% n−butano=0,00014
ḿ10, propano=80856,14 Kg
h propano % propano=0,1787
ḿ10, propeno=346218,77 Kg
h propeno % propeno=0,7772
ḿ10,hidrogeno=17271.67 Kg
h hidrogeno% hidrogeno=0,0387
S" c2 re"2ec#i7o" "on4
Cp10,etano=1,2 K"
kg C ᵒ
Cp10,nbutano=1,72 K"
kg C ᵒ
Cp10, propano=1,48 K"
kg C ᵒ
Cp10, propeno=1,45 K"
kg C ᵒ
Página +;
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
Cp10,hidrogeno=15 K"
kg C ᵒ
Cpme!cla= aCpa+ bCpb+ cCpc
Cpme!cla=0,0069∗1,2+0,00014∗1,72+0,1787∗1,48+0,7772∗1,45+0,0387∗15
Cpme!cla=1,981
#H 10= Cp#$ ṁ =452665,11∗1,981(90−800)
#H 10=−6366678003,9 K&/h
(alida de la v)lvula de e*pansión [11]:
Es e:uiva)ente a )a corriente anterior sin )a corriente de >idro0eno a una tem(eratura de
+ C ' una (resión de 3 Q"a8@
ḿ10,etano=3080,3 Kg
h Etano% etano=0,0069
ḿ10,nbutano=51,3 Kg
h n−butano% n−butano=0,00014
ḿ10, propano=80856,14 Kg
h propano % propano=0,1787
ḿ10, propeno=346218,77 Kgh propeno % propeno=0,7772
ḿ10,hidrogeno=17271.67 Kg
h hidrogeno% hidrogeno=0,0387
S" c2 re"2ec#i7o" "on4
Cp10,etano=1,2 K"
kg C ᵒ
Cp10,nbutano
=1,72 K"
kg C ᵒ
Cp10, propano=1,48 K"
kg C ᵒ
Página +
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
Cp10, propeno=1,45 K"
kg C ᵒ
Cp10,hidrogeno=15 K"
kg C ᵒ
Cpme!cla= aCpa+ bCpb+ cCpc
Cpme!cla=0,0069∗1,2+0,00014∗1,72+0,1787∗1,48+0,7772∗1,45+0,0387∗15
Cpme!cla=1,981
#H 10= Cp#$ ṁ =452665,11∗1,981(70−90)
#H 10=−17934591,66 K&/h
Corriente separada [12]:
Es e:uiva)ente a )a corriente anterior sin )a corriente de >idro0eno a una tem(eratura de
% C ' una (resión de * Q"a8@
ḿ10,etano=3080,3 Kg
h Etano% etano=0,0071
ḿ10,nbutano=51,3 Kg
h n−butano % n−butano=0 12
ḿ10, propano=80856,14 Kg
h propano % propano=0,1856
ḿ10, propeno=346218,77 Kg
h propeno % propeno=0,8071
!a masa tota) de )a corriente 128
ḿ12=428968,54 Kgh
us c( res(ectivos son8
Página +=
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
Cp12,etano=1,2 K"
kg C ᵒ
Cp12,nbutano=1,72 K"
kg C ᵒ
Cp12, propano=1,48 K"
kg C ᵒ
Cp12, propeno=1,45 K"
kg C ᵒ
Cpme!cla=0,0071∗1,2+0,00012∗1,72+0,1856∗1,48+0,8071∗1,45
Cpme!cla=1,453
#H 11= Cp#$ ṁ =428958,54∗1,453(50−0)
#H 11=31163837 K& /h
+idro,eno separado [13]:
Corres(onde a )a corriente de >idro0eno de )a corriente 1 con una tem(eratura de
1 C ' una (resión 2 Q"a@ 8
ḿ13,hidrogeno=17271.67 Kg
h
hidrogeno
#H 13= Cp#$ ṁ =17271,67∗15∗(0−50)
#H 12=−12953752 K&/h
Corriente de -ezcla .&1'# [14]:
Corres(onde a )a corriente 11 (ero a ma'or (resión de8
ḿ14,etano=3080,3 Kg
h Etano
ḿ14,nbutano=51,3 Kg
h n−butano
Página +>
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
ḿ14, propano=79618,17 K g
h propano
ḿ14, propeno=346218,77 Kg
h propeno
!a masa tota) de )a corriente 148
ḿ14=428924 Kg
h
S" c2 re"2ec#i7o" "on4
Cp14,etano=1,2 K"
kg C ᵒ
Cp14,nbutano=1,72 K"
kg C ᵒ
Cp14, propano=1,48 K"
kg C ᵒ
Cp14, propeno=1,45 K"
kg C ᵒ
Cpme!cla=0,0071∗1,2+0,00012∗1,72+0,1856∗1,48+0,8071∗1,45
Cpme!cla=1,453
#H 14= Cp#$ ṁ =428958,54∗1,453(50−0)
#H 14=31163837 K& /h
(alida de la bo-ba L&2'1 [1]:
E) a0ua desti)a entra a % C ' 2 atmosferas de (resión con un f)ujo m?sico de8@
ḿ15, H 2O=140000 Kg
h
agua
#H 15= Cp#$ ṁ =140000∗4,184 (50−0)
#H 15=29288000 K& /h
Página +9
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
(alida del reactor %&2'' [1!]:
51#4C
Con una conversión de (ro(eno2(ro(ano) de) 5 ' (ro(eno1(ro(ano) de +
o-tenemos )os si0uientes f)ujos8
ḿ16,etano=3080,3 Kgh Etano =0,0053
ḿ16,nbutano=51,3 Kg
h n−butano =0,000089
ḿ16, propano=80856,14 Kg
h propano =0,14
ḿ16,2 propanol=420000 Kg
h 2 propanol =0,72
ḿ16,1 propanol=32666,67 Kg
h 1 propanol =0,056
ḿ16, propeno=34746,1 Kg
h propeno =0,06
ḿ16, H 2O=4200 Kg
h agua =0,0073
!a masa tota) de )a corriente 1*8
ḿ16=575601,1 Kgh
S" c2 re"2ec#i7o" "on4
Cp16,1− propanol=3,4 K"
kg C ᵒ
Cp16,2− propanol=3,5 K"
kg C ᵒ
Cp16,agua=4,184 K" kg C ᵒ
Cp16,etano=1,2 K"
kg C ᵒ
Página ;/
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
Cp16,nbutano=1,72 K"
kg C ᵒ
Cp16, propano=1,48 K"
kg C ᵒ
Cp16, propeno=1,45 K"
kg C ᵒ
Cpme!cla=0,0053∗1,2+0,000089∗1,72+0,14∗1,48+0,06∗1,45+0,72∗3,5+0,056∗3,4+0,0073∗
Cpme!cla=5,71
#H 16= Cp#$ ṁ =575601,1∗5,71(184−50)
#H 16=4404154525 K&/h
Corriente condensada /&2'2 [1"]:
T=25C !a Y1+Z es resu)tado de) condensado ):uido ' de a)0unos 0ases disue)tos8
ḿ17,etano=3080,3 Kg
h Etano
ḿ17,nbutano=51,3 Kgh n−butano
ḿ17, propano=80856,14 Kg
h propano
Página ;1
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
ḿ17,2 propanol=420000 Kg
h 2 propanol
ḿ17,1 propanol=32666,67 Kg
h 1 propanol
ḿ17, propeno=34746,1 Kg
h propeno
ḿ17, H 2O=4200 Kg
h agua
!a masa tota) de )a corriente 1+8
ḿ17=575601,1 Kg
h
S" c2 re"2ec#i7o" "on4
Cp17,1− propanol=3,4 K"
kg C ᵒ
Cp17,2− propanol=3,5 K"
kg C ᵒ
Cp17,agua=4,184 K"
kg C ᵒ
Cp17,etano=1,2 K" kg C ᵒ
Cp17,nbutano=1,72 K"
kg C ᵒ
Cp17, propano=1,48 K"
kg C ᵒ
Cp17, propeno=1,45 K"
kg C ᵒ
Cpme!cla=0,0053∗1,2+0,000089∗1,72+0,14∗1,48+0,06∗1,45+0,72∗3,5+0,056∗3,4+0,0073∗
Cpme!cla=5,71
Página ;
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
ḿ19,1− propanol=32666,67 Kg
h 1 propanol
ḿ19, propano=8085,614 Kg
h propano
ḿ19, propeno=3494,61 Kg
h propeno
ḿ19, H 2O=4200 Kg
h agua
!a masa tota) de )a corriente 15 es8
ḿ19=468446,89 Kg
h
\T[2%2%[ (or )o tanto
#H 18=0
Corriente de ,ases separada 0&2'3 [2']:
52 C
!a corriente Y2Z es i0ua) a )os 0ases residua)es no se(arados8
ḿ20,etano=3080,3 Kg
h
Et ano
ḿ20,nbutano=51,3
Kg
h n−butano
ḿ20, propano=72770,53 Kg
h propano
ḿ20, propeno=31271,5 Kg
h propeno
!a masa tota) de )a corriente 2 es8
ḿ20=107153,63 Kg
h
\T[2%2%[ (or )o tanto
Página ;+
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
#H 18=0
ue-ador &2'" [21]:
5''C !a corriente Y21Z es i0ua) a :ue )a corriente Y15Z; (ero a ma'or tem(eratura8
ḿ21,2− propanol=420000 Kgh 2 propanol =0,896
ḿ21,1− propanol=32666,67 Kg
h 1 propanol =0,069
ḿ21, propano=8085,614 Kg
h propano =0,0172
ḿ21, propeno=3494,61 Kg
h propeno =0,0074
ḿ21, H 2O=4200 Kg
h agua =0,0089
!a masa tota) de )a corriente 21 es8
ḿ21=468446,89 Kg
h
S" c2 re"2ec#i7o" "on4
Cp21,1− propanol=3,4 K"
kg C ᵒ
Cp21,2− propanol=3,5 K" kg C ᵒ
Cp21,agua=4,184 K"
kg C ᵒ
Cp21, propano=1,48 K"
kg C ᵒ
Cp21, propeno=1,45 K"
kg C ᵒ
Cpme!cla=0,0172∗1,48+0,0074∗1,45+0,896∗3,5+0,069∗3,4+0,0089∗4,184
Cpme!cla=3,42
Página ;;
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
#H 21= Cp#$ ṁ =468446,89∗3,42(500−25)
#H 21=760991972,8 K& /h
Co-presor G&3'1 [22]:
54C
!a corriente Y22Z es i0ua) a :ue )a corriente Y15Z; (ero a ma'or (resión8
ḿ22,2− propanol=420000 Kg
h 2 propanol
ḿ22,1− propanol=32666,67 Kg
h 1 propanol
ḿ22, propano=8085,614 Kg
h propano
ḿ22, propeno=3494,61 Kg
h propeno
ḿ22, H 2O=4200 Kg
h agua
!a masa tota) de )a corriente 22 es8
ḿ22=468446,89 Kg
h
S" c2 re"2ec#i7o" "on4
Cp22,1− propanol=3,4 K"
kg C ᵒ
Cp22,2− propanol=3,5 K"
kg C ᵒ
Cp22,agua=4,184 K"
kg C ᵒ
Cp22, propano=1,48 K"
kg C ᵒ
Página ;
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
Cp22, propeno=1,45 K"
kg C ᵒ
Cpme!cla=0,0172∗1,48+0,0074∗1,45+0,896∗3,5+0,069∗3,4+0,0089∗4,184
Cpme!cla=3,42
#H 11= Cp#$ ṁ =468446,89∗3,42(545−500)
#H 11=7209396,4 K& /h
(alida del reactor %&3'' [23]:
51$'C
!a conversión tota) en esta fase es de) 5% (ara )os dos com(uestos o-tenemos8
ḿ23,hidrogeno=14334,5 Kg
h hidrogeno =0,03
ḿ23,2− propanol=21000 Kg
h 2− propanol =0,045
ḿ23,1− propanol=1633,33 Kg
h 1− propanol =0,0035
ḿ23, propanal=29998,9 Kg
h propanal =0,064
ḿ23,acetona=385700 Kg
h acetona =0,823
ḿ22, propano=8085,614 Kg
h propano =0,0173
ḿ22, propeno=3494,61 Kg
h propeno =0,0075
ḿ23, H 2O=4200 Kg
h agua =0,0089
!a masa tota) de )a corriente 23 es8
Página ;=
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
ḿ23=468446,95 Kg
h
us res(ectivos C( son8
Cp23,1− propanol=3,4 K"
kg C ᵒ
Cp23,2− propanol=3,5 K"
kg C ᵒ
Cp23,agua=4,184 K"
kg C ᵒ
Cp23, propano=1,48 K"
kg C ᵒ
Cp23, propeno=1,45 K" kg C ᵒ
Cp10,hidrogeno=15 K"
kg C ᵒ
Cp10, propanal=3,8 K"
kg C ᵒ
Cp10,acetona=4,0 K"
kg C ᵒ
Cpme!cla=0,03∗15+0,0173∗1,48+0,0075∗1,45+0,064∗3,5+0,0035∗3,4+0,0089∗4,184+0,064
Cpme!cla=4,52
#H 11= Cp#$ ṁ =468446,89∗4,52(190−500)
#H 11=−656387782,3 K& /h
(alida del condensador %&3'2 [24]:5'C
!a corriente Y24Z es )a misma :ue )a corriente Y23Z (ero a menor tem(eratura
Página ;>
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
ḿ24,hidrogeno=14334,5 Kg
h hidrogeno
ḿ24,2− propanol=21000 Kg
h 2− propanol
ḿ24,1− propanol=1633,33 Kg
h 1− propanol
ḿ24, propanal=29998,9 Kg
h propanal
ḿ24,acetona=385700 Kg
h acetona
ḿ24, propano=8085,614 Kgh propano
ḿ24, propeno=3494,61 Kg
h propeno
ḿ24, H 2O=4200 Kg
h agua
!a masa tota) de )a corriente 24 es8ḿ24=468446,95
Kg
h
us res(ectivos C( son8
Cp10,1− propanol=3,4 K"
kg C ᵒ
Cp10,2− propanol=3,5 K"
kg C ᵒ
Cp10,agua=4,184 K"
kg C ᵒ
Cp10, propano=1,48 K"
kg C ᵒ
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
Cp10, propeno=1,45 K"
kg C ᵒ
Cp10,hidrogeno=15 K"
kg C ᵒ
Cp10, propanal=3,8 K"
kg C ᵒ
Cp10,acetona=4,0 K"
kg C ᵒ
Cpme!cla=0,03∗15+0,0173∗1,48+0,0075∗1,45+0,064∗3,5+0,0035∗3,4+0,0089∗4,184+0,064
Cpme!cla=4,52
#H 11= Cp#$ ṁ =468446,89∗4,52(0−190)
#H 11=−402302189 K& /h
(alida superior separador de fase 0&3'3 [2]
5'C
ḿ25,acetona=0,046∗385700=17742 Kg
h acetona =0,392
ḿ25, propanal=0,046∗28420=1379,42 Kg
h propanal =0,03
ḿ25,agua=0,047∗4200=197,4 Kg
h agua =0,0043
ḿ25, propano=8085,614 Kg
h propano =0,178
ḿ25, propeno=3494,61 Kg
h propeno =0,077
ḿ25,hidrogeno=14334,5 Kg
h hidrogeno =0,32
!a masa tota) de )a corriente 2% es8
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
ḿ25=45233,54 Kg
h
#$ =0−0=0
#H 11= Cp#$ ṁ =0
#H 11=0 K& /h
(alida nferior separador de fase 0&3'3 [2!] 5'C
Es e) resu)tado de )a resta de )a corriente 2% menos )a corriente 24
ḿ26,2− propanol=21000 Kg
h 2− propanol
ḿ26,1− propanol=1633,33 Kgh 1− propanol
ḿ26, propanal=28619,5
Kg
h propanal
ḿ26,acetona=367958 Kg
h acetona
ḿ26,agua=4002,6 Kg
h
agua
!a masa tota) de )a corriente 2* es8
ḿ26=423213,4 Kg
h
#$ =0−0=0
#H 11= Cp#$ ṁ =0
#H 11=0 K& /h
(alida nferior separador de idro,eno 0&3'4 [2"] 5'C
E' #%*$+ $ +$ orr#n 25 '$r$n!o +$ orr#n ;#!ro%no
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
ḿ27,acetona=17742 Kg
h acetona
ḿ27, propanal=1379,42 Kg
h propanal
ḿ27,agua=197,4 Kgh agua
ḿ27, propano=3184,7 Kg
h propano
ḿ27, propeno=1174,08 Kg
h propeno
!a masa tota) de )a corriente 2+ es8
ḿ27, propeno=23677,6 Kgh
#$ =0−0=0
#H 11= Cp#$ ṁ =0
#H 11=0 K& /h
(alida superior separador de idro,eno 0&3'4 [2#] 5&1'C
Es i0ua) a )a sustracción de )a corriente de >idro0eno de )a corriente 2%
ḿ28,hidrogeno=14334,5 Kg
h hidrogeno
#H 11= Cp#$ ṁ =14334,5∗15∗(−10−0)
#H 11=−2150175 K& /h
.ezclador de idro,eno .&1'# [2$] 5&C
E' +$ $!##&n ! +$ orr#n 13 on +$ orr#n 28
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
ḿ29,hidrogeno=31399,1 Kg
h hidrogeno
#H 12=ṁ1Cp#$ 1+ṁ2Cp#$ 2=17271,67∗15∗(−5−0 )+14334,5∗15∗(−5−10)
# H 12=−4520637,75 K& /h
.ezclador de acetona .&3' [3'] 5'C
!a corriente Y3Z es )a suma de)a corriente Y2+Z mas )a corriente Y2*Z8
ḿ24,2− propanol=21000 Kg
h 2− propanol
ḿ24,1− propanol=1633,33 Kg
h 1− propanol
ḿ24, propanal=29998,9 Kg
h propanal
ḿ24,acetona=385700 Kg
h acetona
ḿ24, propano=8085,614 Kg
h propano
ḿ24, propeno=3494,61 Kgh propeno
ḿ24, H 2O=4200 Kg
h agua
!a masa tota) de )a corriente 24 es8
ḿ24=454112,45 Kg
h
#$ =0−0=0
#H 11= Cp#$ ṁ =0
#H 11=0 K& /h
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
CUADRO Nº3 DE BALANCE DE ENERGIA(KJ/h)
"ro(corrie 1 2 3 4 % * + / 5 1
T< Q=@ 25/ 2/5 2/5 2/5 341 31% 325 325 1+3 343
\G= 3;51E4 1;+/E4 1;4%E4 1;13E3 *;5E3 3;*2E+3;*%E
%2;2*E
3/;52E/ ? 9 0/
T< Q=@ ++3 /1/ 4*3 2+3 2+3 2+3 2+3 2*3 2*/ 2+3
\G==* =*1E/=?
/ / /
?
*1;E/<
?
+*;E/<
/
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
6./. DIE# DE E,(I"#
DIE# DE (N DETI!AD#R 8DE(TANI:AD#R9 T
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
+min=
log( 0,99∗0,880,01∗0,12 )log (7,33 )
=3,3
RE6!,J# &INI
*min=0,99
0,12−
0,01∗7,30,88
3,3−1 =3,54
RE!ACI#N DE RE6!,J# R]Rmin *=4
=3,7−3,543,54+1 =
0,092
I!!I!AND
Y =1+e(1+54,4∗0,092)∗(0,092−1)
(1+117,2∗0,092)∗(0,0920,5)=0,783
N,&ER# DE "!AT# TE#RIC#
+ = +min+Y
1−Y
+ =3,3+0,7831−0,783
=19,82≌20 plato.teorico.
!a a)tura ' di?metro de )a torre ser? (or consi0uiente8
/=√ 4∗( ∗22.4∗$ ∗7600 ∗v∗3600∗ P∗273
v= K
√ 1l− 1v
1v
H = /i.t − plato.∗ +
100
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
"o[+;14 -ar
"ia[+14^;55[+*/*"a
#$ ad= +ao(− #rH )
5Cp =
10134∗12400446010∗4,118 [ */4;2
< =>?$ (1@1@1)>0.99 099 K 1 +ao
) ∗da
d6 =r
In%r$n!o o,nmo' ;$'$ o,nr *n$ onr'#&n !+ 80
6 =∫0
0,8 +ao∗1+ a
1− a ∗da
)∗ Pao∗ Ko∗exp ( − E
8,314∗(¿− #$ad∗ a ) )
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
6 =∫0
0,8 10134 Kmol /h∗1+ a
1− a ∗da
0 12
4 m
2∗706860 Pa∗1800 Kmol
m3∗h∗ Pa
∗exp ( −75000
8,314∗(1073−685,9∗ a ))
6 =10,82m
+*+o' $r$ + $m$o ! m$-* !+ +;o f#o3:8 ($. !SnCA+2O3) D 3:6 @ :2
Datos
un reactor de lecho fijo compuesto de un cilindro de acero que tiene un interior diámetro
de25 mm y una longitud de 100 mm se utilizó. Un 2% de masa de catalizador de platino
soportado sore al!mina que tiene una densidad aparente de 0"# y una part$cula dediámetro de 1 a 2 mm se cargó en el reactor de lecho fijo como una deshidrogenación
catalizador
a$da de &resión y ley de 'elocidad()iempre que consideremos los efectos de la ca$da depresión tendremos que usar la forma
diferencial del alance de moles *ecuación de dise+o,.
− 8ao∗dad(
=−ra
ra= KCa= K +ao (1− a)
(o(1+ a)
Fluo ! "#!$%& ' u l*ho m+!*!'o
E*u!*,- ' ERGUN.
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
Página =/
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
Ca=Cao∗(1− )∗(1−'9 )0,5
RESOLER EL SISEA "E EHAIONES "IFERENIALES
d
d6 =
k ∗Cao 8ao
(1− )(1−'6 )0,5
dP
d6 =−'$ Po2
2$oP (1+ )
d$
d6 =
k ∗Cao 8ao
(1− )(1−'9 )0,5 ) #Hr
5cp
L() a P(:Pa) T(C)
/*; /*110 =/9*+ 0><
Página =1
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
1 /*1+1 =/;*9 =1*+
1*; /*19< =/*+ /*>
/*= *9 19/*=
*; /*+> > *;> 1+0*;+ /*0+; ;*1 10+
+*; /*0=< 1*
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
:=54 gPd
m2 ∗21,864
dolare.
gPd =1180,656
dolare.
m2
omo ' ono +$ +o#!$! ! rm$#&n n +$ mm,r$n$ ! $+$!#o
43,9 c m
3
cm2
∗min (
60min
1hora )=2634
c m3
c m2
∗hom$n!o n *n$ -* + f+*oJ
( =220 m
3
h =2,2 x108
c m3
h
o!mo' o,nr + r$ ! mm,r$n$
)=2,2 x10
8 cm3
h
2634 c m
3
c m2∗h
=83523cm2=8,3523m2
DIE# DE (N REACT#R R
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
Nao[1+5%C([+.%QJPmo)^C,A[2\Gr[%2QJPmo)9T[+m3
Ta[2CCa 1Va Va TMQ
;*325*4/1 1 34;;*131*%+ ;5% ;% 342;%;%*5**/33 ;5 ;1 344;3;%3/25 ;/% ;1% 34*;*;%*3+1/% ;/ ;2 34/;+;4+4+23*1 ;+% ;2% 3%;5;443+%3+ ;+ ;3 3%3;;41142+12 ;*% ;3% 3%%;2
;3+5++/// ;* ;4 3%5;1;34/13*4 ;%% ;4% 3*4;%;31*4/24 ;% ;% 3+;1
;2/4/341* ;4% ;%% 3+5;2;2%31/%52 ;4 ;* 3//;3;221%3+*/ ;3% ;*% 35+;4;1/5//544 ;3 ;+ 4*;%;1%/2412 ;2% ;+% 41%;*
;12*%525* ;2 ;/ 424;+;54544+2 ;1% ;/% 433;/
;*325*4/ ;1 ;5 442;5;31*4/24 ;% ;5% 4%2;
DIE# DE (NA #5A !
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
Ca$a (L5in)0/;*000
00J-o á"ico(Gg5") 09Den"i$a$(Gg50) 9>>
Pano(Gg5c)
P7a2 (:gf5c) /*11>Dia #!eria(2g) 1;
a () /
! () 1
A#ra () 1
Heoci$a$ (5")/*0+;;<
<
afa 1
De#a '1*+>99
Po#enc3a ('2)10*==+9
=9
NPS'>*=9>09
9<
DIE# DE (N C#NDENAD#R E
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
"$o' ! +$ mK+$ $r$ 1044 C ᵒ
Pre"in (2"ia) +
Jraccin $$e 7a2or 1.//
7i"co"i$a$(c2) /.//>
c2(!#5!J) /.+0:(!#53?2ie?FJ) /*/
-o a"ico(!53) 1*10E;
$en"i$a$ (!52ie0) /*1>
Diáe#ro in#erno(2g) 09
#en#(J) @J 1>/ T"a(J) 1
#Cpme!cla= 1Cp1+ 2Cp2+ 3Cp 3 @X44
#Cpme!cla=0.43
2cal=m∗Cpme!cla∗ #$ +m1
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
$en"i$a$ (!52ie0) =+*91
nero $e #!o" 0/=
$ex# #!o(2g) 1*;$in# #!o(2g) B1> 1*+
Ten#(J) T"a(J) 1=<nero $e 2a"o" $e#!o 1
a#(2ie52ie inea) /*09;E"2acio $e$eec#ore"(2g) =
LONBITUD (2ie) 1
5L/$ =($ 1−t 2 )−($ 2−t 1)
ln
($ 1−t 2)
($ 2−t 1)
= 151
ln 187
36
=58.67 8 ᵒ
*=$ 1−$ 2t 2−t 1
=187
9 =20
S= t 2−t 1$ 1−t 1
= 9
363−68=0,03
FT0.992
M F>L" 0.992>58.67 58.2 8 ᵒ
FLHI"O ALIENE ORAA"$o'"I39 +%$'o r#$n%*+$r 1875 +%"EHBO 15 +%"f+or' 72 +%
Página ==
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
a.= /4 ∗C = ∗,144∗ Pt
a.=39∗(1,875−1,5 )∗72
144∗1,875
=3,9 pie2
G.=9
a.=
113793lb /h
3,9 pie2 =29177.69
lb
h∗ pie2
F#%*r$ 28 /e=1,05 plg /12=0,0875 pie
*e= /e∗G.
> =
0,0875∗29177.690,008
=319131
F#%*r$ 28:400
0.43∗0.0080,02¿¿
(Cp>
k )
1 /3
=¿
ho=" H k
/e (
Cp>
k )
1 /3
.ϕ
.ϕ = >
>?=1
ho=400∗0,020,0875
∗0,556∗1=50.83
FLHI"O FRIO HBOS AGHA "E ENFRIAIENO
r$ ! f+*oJ $P 03925+%2
at = + a
= t
144n=
307∗0,3925144∗1
=0,836 pie2
Página =>
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
Gt =9
at =
542864.6
0,836 =649359.6
lb
h∗ pie2
/=1,4
12 =0,1166
*e= / 4 ∗Gt
> =
0,1166∗649359,60.544
=139182.6
:200
1∗0,5440,371¿¿
(Cp>
k )
1/3
=¿
hi=" H k
/e (
Cp>
k )
1/3
t ϕ
t ϕ = >
>?=1
hi=200∗0,3710,1166
∗1,136∗1=722.9
of##n o$+ H
-c=hi∗hohi+ho
=722.9∗50.83722.9+50.83
=47.5 btu
h∗ pie2∗ 8
of##n %+o,$+ ! !#'o )= +L a= =188∗20∗0,2618=984,4
- /= 2
)#$
- /= 58627432.3
984,4∗641,8
- /=92.79 btu
h∗ pie2∗ 8
Página =9
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
* /=- /−- C - /∗- C
=92.8−47.592.8∗47.5
=0.01
.a/$a $! "!si0# !# la coa1a *e=319131
F#%. 293 =0,0012
No ! r*'
+ +1=12 L
, =
12∗206
+ +1=40
/i=39 /12=3,25 pie
#P= 3 G.
2 /i ( + +1)
5,22E10∗ /e∗.∗ .ϕ
#P=0,0012∗(29177.69 )23,25∗144∗40
5,22E10∗1,0512
∗1∗1
#P=4.18 lb / pul2
.a/$a $! "!si0# !# los tu2os *e=139182.6
F#%. 293 =0,0015
#Pt = 3 ¿2 ln
5,22E10∗ /e∗ t ϕ
#Pt =0,0015(649359.6)220∗2
5,22E10∗1,512
∗1
#Pt =3.87 lb / pul 2
#P.=
4n
. ∗(
2
2 g
#P.=4∗2
1∗0,5=4 lb / pulg2
#P.=3.87 @ 4 887 +,C*+Q2
DIE# DE (NA #5A !
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
Den"i$a$(Gg50) >//Pano(Gg5c) 1*<
P7a2 (:gf5c) /*;Dia #!eria(2g) /
a () /
! () 1
A#ra () ;
Heoci$a$ (5")/*>0
/
NPS'1
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
i a-astece )a car0a de )os dos :uemadores
DIE# DE (N REACT#R R
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
ra= KCa= K +ao (1− a)
(o(1+ a)
Fluo ! "#!$%& ' u l*ho m+!*!'o
E*u!*,- ' ERGUN.
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
Ca=Cao∗(1− )∗(1−'9 )0,5
RESOLER EL SISEA "E EHAIONES "IFERENIALES
d
d6 =
k ∗Cao 8ao
(1− )(1−'6 )0,5
dPd6
=−'$ Po2
2$oP (1+ )
d$
d6 =
k ∗Cao 8ao
(1− )(1−'9 )0,5 ) #Hr
5cp
L() a P(:Pa) T(C)/*; /*1+0 99*+ +;/*;
1 /*1;9 99
1*; /*190 90**9>
/*0> 9/*= />*9<
*; /*+= >=*>0 /*1
Página >;
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
0 /*0/1 >+*9+ 19=*=<
0*; /*00+ >*/; 19;*+
+ /*0;= =9*1< 19+*=
+*; /*0=< == =0*0> 19+*+
;*; /*+/< =/*+9 190*9
< /*+9= = ;/*< 191*0
9*; /*>+0 +=*0= 191*1
1/ /*>=1 ++*+> 1911/*; /*9/< +1*;9 191*9
11 /*9+1 0>*=/ 191*>
11*; /*9=< 0;*>1 19/*;
1 /*9>9 0*9 19/*
DIE# DE (N C#NDENAD#R E
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Pre"in (2"ia) +
Jraccin $$e 7a2or 1.//
7i"co"i$a$(c2) /.//>
c2(!#5!J) /.+0
:(!#53?2ie?FJ) /*/
-o a"ico(!53) 1*10E;$en"i$a$ (!52ie0) /*1>
Diáe#ro in#erno(2g) 09
#en#(J) @J 1>/ T"a(J) 1
#Cpme!cla= 1Cp1+ 2Cp2+ 3Cp 3 @X44
2= Cp#$ ṁ =117111,7∗2,52 (190−25 )
2cal=98865244,9 K& /h
2cal=−23rio
23rio=m∗Cp3rio∗ #t
m= −2calCp3rio∗ #t
m= −98865244,94,184∗(20−80)
mH 2O=347920,3kg /h
"AOS "E LOS HBOS
$ prom=$ 1+$ 2
2 =
176 8 ᵒ +68 8 ᵒ 2
=122 8 ᵒ =50 C ᵒ
"$o' $r$ 50 C ᵒ
7i"co"i$a$(c2) /*;++
c2(!#5!J) 1:(!#53?2ie?FJ) 0*=1E?/1
-o a"ico(!53) 1*0=E=
$en"i$a$ (!52ie0) =+*91
nero $e #!o" 0/=
$ex# #!o(2g) 1*;
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$in# #!o(2g) B1> 1*+
Ten#(J)
T"a(J) 1=<nero $e 2a"o" $e#!o 1
a#(2ie52ie inea) /*09;E"2acio $e$eec#ore"(2g) =
LONBITUD (2ie) 1
5L/$ =($ 1−t 2 )−($ 2−t 1)
ln ($ 1−t 2 )($ 2−t 1)
= 151
ln 187
36
=61,14 8 ᵒ
*=$ 1−$ 2t 2−t 1 =297108=2,75
S= t 2−t 1$ 1−t 1
= 108
374−68=0,35
FT0.998
M F>L" 0.998>6114 61 8 ᵒ
FLHI"O ALIENE ORAA"$o'"I39 +%$'o r#$n%*+$r 1875 +%"EHBO 15 +%"f+or' 72 +%
a.= /4 ∗C = ∗,144∗ Pt
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Gt =9
at =
766344,21
0,836 =916679,7
lb
h∗ pie2
/=1,4
12 =0,1166
*e= / 4 ∗Gt
> =
0,1166∗916679,70.544
=196479,5
:300
1∗0,5440,371¿¿
(Cp>
k )
1/3
=¿
hi=" H k
/e (
Cp>
k )
1/3
t ϕ
t ϕ = >
>?=1
hi=300∗0,3710,1166
∗1,136∗1=1084,4
of##n o$+ H
-c=hi∗hohi+ho
=1084,4∗76,31084,4+76,3
=71,28 btu
h∗ pie2∗ 8
of##n %+o,$+ ! !#'o
)= +L a= =188∗20∗0,2618=984,4
- /=
2
)#$
- /= 93706158,6
984,4∗611,4
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Enon'J
mPd=4,5c m3∗12 gPd
cm3=54 gPd
omo + $n+#'#' ' ;#Ko $r$ *n mro *$!r$!o nmo'J
mPd=54 gPd
m2
E+ o'o *n#$r#o ! +$ mm,r$n$ 'J
:=21,864 dolare.
gPd
:=54 gPd
m2 ∗21,864
dolare.
gPd =1180,656
dolare.
m2
omo ' ono +$ +o#!$! ! rm$#&n n +$ mm,r$n$ ! $+$!#o
43,9
c m3
cm2∗min (60min
1hora )=2634
c m3
c m2∗h
om$n!o n *n$ -* + f+*oJ
( =240 m
3
h =2,4 x108
c m3
h
o!mo' o,nr + r$ ! mm,r$n$
)=2,4 x 10
8 c m3
h
2634 cm
3
c m2∗h
=91116c m2=9,1116m2
c m2=8,3523m2
6.0. DECRI"CI#N DE E,(I"#
1 C#&"RE#R de corriente !"
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!os com(resores de 0as -)acPmer )i-res de aceite suministran una a)ta eficienciaen e) manejo de (ro(ano; -utano; amoniaco an>idro ' otros 0ases )icuados.Resu)tan idea)es (ara descar0as de va0ones cisterna ' a()icaciones recu(eraciónde va(or. !os com(resores reci(rocantes de una so)a eta(a est?n disen>ados(ara -rindar e) m?Bimo rendimiento ' confia-i)idad -ajo condiciones de servicio
eBi0entes. Todas )as (ieas de (resiones tienen una construcción de >ierro ducti)(ara una ma'or resistencia tanto c>o:ue trmico como mecanico. Estandisen>adas (ara faci)idad de mantenimiento; con todos )os com(onentesf?ci)mente accesi-)es.e dis(one de mode)os de + a 12% cfm a 212 m3>= con (resiones detra-ajo de >asta v3%(sia
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
se muestran a continuación. !osdatos (rovistos se -asan en )as tasasa(roBimadas de suministro a) manejar (ro(ano o amoniaco an>idro. !asca(acidades rea)es de(ender?n de
)as restricciones de )a )nea; ' e)tamaKo ' )a )on0itud de )a tu-era.!os re:uisitos de ca-a))os de fuera(ara a()icaciones de transferencia de):uidos ' recu(eración de va(or se-asan en condiciones c)im?ticasmoderadas.
"ara se)eccionar un com(resor :ue mejor se adecue a )os re:uisitos de )a ()anta;
uti)ice )os cuadros de8Es(ecificaciones de in0eniera cuadro N
"ara nuestro re:uerimiento e) com(resor adecuado a) (roceso es e) !542 (araun so(orte /2%r(m 'a :ue (uede so(ortar una (resión >asta 24;13 -ar ' un f)ujovo)umtrico de 25m3>; sin em-ar0o este f)ujo no es suficiente (ara )osre:uerimientos de )a ()anta (or )o :ue se >ara uso de % com(resores en (ara)e)o8
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E)ementos (rinci(a)es :ue )o com(onen!a co)umna consiste en8
"or varios ()atos en )os cua)es se ))eva a ca-o e) contacto entre )as fases ):uida 'va(or.E) va(or es 0enerado (or medio de ca)entamiento de) ):uido de fondos.!a a)imentación de )a torre (uede consistir desde ):uido su-enfriado >asta va(or so-reca)entado; )o cua) modifica e) nLmero de ()atos necesarios (ara )ase(aración deseada.!a sección (or encima de) ()ato de a)imentación se denomina sección dea-sorción; enri:uecimiento o rectificadora@ mientras :ue )a :ue se encuentrade-ajo de ste se denomina como desor-erdora; o de a0otamiento._Cómo funciona`u funcionamiento es e) si0uiente8 E) ):uido desciende (or )a torre -ajo )a acciónde )a 0ravedad; :ue e) va(or asciende de-ido a )a fuera de una )i0era diferenciade (resiones de ()ato en ()ato. !a (resión m?s e)evada se (roduce (or )ae-u))ición en e) re>ervidor inferior. E) va(or (asa a travs de a-erturas en cada()ato ' entran en contacto con e) ):uido :ue circu)a a )o )ar0o de) ()ato. i e)mec)ado de) va(or ' de) ):uido en )os ()atos fuese suficiente (ara a)canar e)e:ui)i-rio entre )as corrientes de va(or ' ):uido :ue a-andonan e) ()ato; entoncescada ()ato (ro(orcionara )a acción de una desti)ación sim()e. !a (orción de )atorre (or encima de )a corriente de a)imentación se denomina sección de
rectificación o enri:uecimiento. Esta sección sirve (ara e)iminar e) com(onentem?s (esado de) va(or ascendente ' enri:uecer e) (roducto )i0ero.!a (osición de )a torre (or de-ajo de )a a)imentación; se denomina sección dea0otamiento ' sirve (rinci(a)mente (ara e)iminar o a0otar e) com(onente )i0ero de)):uido descendente@ (urificando e) (roducto de) fondo.
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Gorno :uemador 14; 2%,n CA!ENTAD#R "#R C#&,TI#N o 0enera) mente deacero con ais)amiento interior de )adri))os refractarios. !a sección de convección sesitLa en )a (arte su(erior ' se0uidamente se monta )a c>imenea. !os tu-os de )asección de radiación se montan a )o )ar0o de )as (aredes ' )a ))ama se 0enera atravs de unos :uemadores
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Este ti(o de >orno; junto con )os >ornos vertica)es; es e) m?s difundido. Es unaevo)ución de) ti(o b-oB; como en ); )os tu-os de )a ona de radiación son>orionta)es; su ()anta es rectan0u)ar; tienen una c?mara de com-ustión cu'aa)tura es a(roBimadamente 1;% a 2;% veces )a anc>ura.
• !os tu-os se co)ocan a )o )ar0o de )as (aredes )atera)es 'de) tec>o de) >orno@ )os :uemadores; situados en e) sue)o; dan su ))amadiri0ida >acia )o a)to.
• !a ona de convección se constru'e inmediatamente so-re )a c?mara decom-ustión ' )a sa)ida de >umos se eri0e directamente so-re e) >orno.
• !a c>imenea es; en 0enera); inde(endiente de) >orno.
• En a)0unos casos; e) >a tu-u)ar se co)oca en e) ()ano aBia) de) >orno; ')os :uemadores se sitLan >orionta)mente en )as (aredes )atera)es.
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>tt(8UUU.inevid.com21312>ornodeconveccion.>tm)REACT#R 6!,J# "IT#N DE !ECG# 6!,IDIXAD# R1% R3enera)idadesE) fenómeno de )a f)uidiación se da a (artir de) f)ujo de un f)uido o com(uesto (or (artcu)as só)idas; a medida :ue e)
f)ujo se incrementa )as (artcu)as son e)evadas )evemente ' dejan de estar en(ermanente contacto unas con otras; )o0rando un efecto fina) de mec)a donde sefavorece e) contacto entre )as fases (resentes; 0enerando en e) sistemareaccionante a)ta conversión ' eficiencia.
Página 1//
http://www.inevid.com/2013/12/horno-de-conveccion.htmlhttp://www.inevid.com/2013/12/horno-de-conveccion.html
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PLANTA DE PRODUCCION DE ACETONA
!as (rinci(a)es ventajas de )a f)uidiación consisten en :ue e) só)ido est?vi0orosamente a0itado (or e) f)uido :ue circu)a a travs de) )ec>o; ' )a mec)a de)os só)idos ase0ura :ue no eBisten (r?cticamente 0radientes de tem(eratura en e))ec>o aun con reacciones fuertemente eBotrmicas o endotrmicas. E) movimientode )os só)idos tam-in da )u0ar a e)evadas ve)ocidades de transmisión de ca)or
>acia )a (ared o )os tu-os de refri0eración sumer0idos en e) )ec>o. Adem?s d