DP Estrategia de Douglas

DISEÑO DE PROCESOS
QUIMICOS
ESTRATEGIA DE DOUGLAS

Jerarquía de Douglas para generar
alternativas de diseño

Nivel 5

Red de
cambiador
es de calor

Nivel 4

Sistema de separación

Nivel 3Estructura de reciclo

Nivel 2

Estructura de entrada y salida

Nivel 1

Elección del tipo de Proceso

Ejemplo de la producción de benceno a
partir de tolueno siguiendo la jerarquía de
Douglas

El diagramade Cebolla
Servicios
Calentadores
Separadores

Reactores

Factores que afectan la química del proceso
• Número y tipo de reacciones químicas Tr, Pr, ΔHr, conversión.
• La capacidad de produccióndeseada.
• La pureza deseada del producto.
• Las materias primas y su precio.
• Cualquier restricción de procesamiento, por ejemplo, tendencias a coquización o polimeración.
• Las propiedades físicas detodos los componentes.
• La toxicidad, seguridad e impacto ambiental de los materiales, incluidos los catalizadores y
solventes.
• El potencial económico.
• Otros datos sobre el sitio de la planta.
•Datos del costo de subproductos y de los servicios.

Ejemplo de la elección de la ruta
más segura
Ejemplo: Rutas de reacción para producir anhídrido maleico
1. A partir del benceno.
C6H6 + 9/2 O2 >>C4H2O3 + 2CO3 + 2H2O
C6H6 + 5/2 O2 >> 2CO2 + 2H2O

2. A partir del butano
C4H10 + 7/2 O2 >> C4H2O3 + 4H2O
C4H10 + 5.5 O2 >> 2CO2 + 5H2O
RUTA 1

RUTA 2

Selectividad1

Alta. Casi total conversión
y no serequiere reciclar

Baja. No puede operar a
conversión total

Costo

El benceno es caro y
cancerígeno

El butano es barato.

Los criterios de diseño
• Mayor rentabilidad
• Reducir consumo demateriales y energéticos
• Procurar la afectación mínima al entorno y…
• Funcionar sin riesgos

Potencial económico
• Define la factibilidad económica de una propuesta de diseño

P.E.=

Costo de losproductos

Costo de las
materias
primas

Costo de los
equipos

otros

Estrategias de diseño

Formulación
matemática y su
solución por
programación
matemática

Por refinamientos
sucesivos con una
jerarquía...