Muestra De Cálculo Para El Diseño De Un Tanque De Almacenamiento

III. TANQUES DE ALMACENAMIENTO.
En planta, el diseño de los tanques para líquidos, sean materia prima o productos, depende de varios factores los cuales se aplican en una secuencia de cálculo en función a las características y condiciones del fluido a almacenar.
En principio, se toma en cuenta la presión de vapor del fluido para clasificar los tanques y el tiempo de almacenamiento dependiendode los requerimientos de la planta. Otras variables importantes para el diseño de estos equipos son la presión, temperatura y si el fluido a almacenar es corrosivo o no.
La planta se ubica en el estado Carabobo, localización que resulta ventajosa gracias a la existencia de un puerto en esta entidad. La materia prima utilizada en el proceso proviene de México, es por esto que se utiliza como víade transporte principal la vía marítima; tomando en cuenta las precauciones necesarias para cualquier tipo de problema que se pueda presentar en el complejo que suministra la materia o en los conductos de transporte de la misma, los tanques utilizados en el proceso de obtención de Anhídrido Ftálico tendrán un tiempo de almacenamiento que dependerá del fluido y de las condiciones del mismo.III.1. TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE METANOL (T-101).
Flujo másico | 18,95t/h |
Estado Físico | Líquido |
Temperatura | 35ºC |
Presión | 0,02barg |
Componente | %masa |
o-xileno | 99,5 |
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FIGURA III.1


III.1.1. BALANCE DE MATERIA.
En el tanque T-101 se almacena el O-xileno utilizado en la planta como materia prima, comosigue:

TABLA III.1 Flujo y composición de la corriente a la entrada del Tanque de Almacenamiento (T-101).
Compuesto | PM(Kg/Kgmol) | Masa(Kg/h) | Moles(Kgmol/h) | %Peso | %Molar |
o-xileno | 106,16 | 18865,38 | 177,71 | 99,5 | 99,5 |
p-xileno | 106,16 | 47,41 | 0,45 | 0,25 | 0,25 |
m-xileno | 106,16 | 47,41 | 0,45 | 0,25 | 0,25 |
TOTAL | - | 18960,20 | 178,60 | 100 | 100 |

Paradeterminar la temperatura de la corriente de entrada al tanque de almacenamiento, se calcula la temperatura de burbuja, ya que las condiciones de diseño establecen que la mezcla contenida en el tanque debe estar en estado líquido y a presión atmosférica:

TABLA III.2 Temperatura de burbuja para la mezcla contenida en el Tanque de Almacenamiento (T-101).
Compuesto | Zi | P*@ 143,9°C (bar)[1]| Ki | Yi=Zi*Ki |
o-xileno | 0,995 | 1,005401 | 0,9925 | 0,9875 |
p-xileno | 0,0025 | 1,174924 | 1,1598 | 0,0029 |
m-xileno | 0,0025 | 1,153493 | 1,1387 | 0,0028 |
TOTAL | 1 | - | - | 0,9933 |

III.1.2. DIMENSIONAMIENTO DEL TANQUE.
* Descripción del proceso:
La finalidad del tanque T-101, es almacenar el O-xileno necesario para la producción de Anhídrido Ftálico en elproceso, a una temperatura de 35ºC y a presión atmosférica; a estas condiciones el O-xileno se encuentra en estado líquido.
* Tipo de tanque:
El tipo de tanque a emplear se determina mediante el cálculo de la presión de vapor a la temperatura de almacenamiento. La presión de vapor de la mezcla se determina directamente utilizando el simulador de procesos Aspen Plus [1]. La presión de vaportotal se determina mediante la Ley de Dalton, de esta manera:

Donde:
P*Mezcla → Presión de vapor total, bar.
Yi → Fracción molar de cada componente i.
P*i → Presión de vapor de cada componente i, bar.

TABLA III.3 Presión de vapor de la mezcla contenida en el tanque T-101.
Compuesto | P*@ 35 °C (bar)[1] | Yi | Yi*Pi |o-xileno | 0,00436 | 0,995 | 0,004338 |
p-xileno | 0,00676 | 0,0025 | 0,000017 |
m-xileno | 0,00631 | 0,0025 | 0,000016 |
TOTAL | - | 1 | 0,00437 |

Obteniendo:

La presión de vapor es de 0,00437bar a la temperatura de operación; este valor es despreciable con respecto a 1Kg/cm2 (1 bar) por lo que se utiliza un tanque de tipo G1: “Tanque de baja presión” [2] (ver anexo III .1)....