Dimetil ter Diagramas de flujo

Capítulo 4. Metodología
4.1 Síntesis del diagrama de flujo para el proceso de producción de dimetil éter
La representación de un proceso químico está dada por un diagrama de flujo. Para que
esta representación sea la mejor opción del proceso es necesario hacer unos pasos de
síntesis para poder hacer un desarrollo, una evaluación y una selección del arreglo más
apropiado para el proceso. Pararealizar la síntesis de un proceso se puede hacer de
manera jerárquica o utilizando algoritmos. La primera se emplea cuando los procesos no
son muy complejos aunque dan resultados menos exactos que el otro método. Siguiendo
la ilustración propuesta por Peters, Timmerhaus y West es una de las maneras en cómo
se comenzó a desarrollar el diagrama de flujo porque la materia prima es un solo
compuesto(metanol) y la reacción produce dos compuestos (dimetil éter y agua). El
diagrama se muestra en la figura 11.

Figura 11. Diagrama de la jerarquía de un proceso

De la figura 11 sólo se van a tomar los pasos a seguir para la síntesis y los que
corresponden al análisis no serán tomados en cuenta porque en la parte del análisis se
hará tomando otros conceptos y no sólo el económico. Es así como lo queprimero que
debe hacerse es un diagrama de entrada/salida donde se muestren solamente los
compuestos que hay en el proceso. En la figura 12 se ve muestra este tipo de diagrama.

Figura 12. Diagrama de entrada/salida
Esto sirve para poder encontrar los subprocesos que van a servir para ver cuántas
reacciones hay en el proceso, las corrientes de recirculación y las corrientes de salida
tanto deproductos como de purgas o residuos. En esta parte también se hace la síntesis
evolutiva que es hacer una simulación acíclica y luego la recirculación para ver los
efectos de la recirculación. En la figura 13 se muestra este diagrma.

Figura 13. Diagrama de función
En el siguiente paso se tiene que escoger que tecnología se va a utilizar para llevar a
cabo los subprocesos. En este paso se debe escogerque tipo de reactor usar y si es batch
o continuo, rangos de temperaturas, presiones, conversión del o los reactantes y
selectividad de los productos. Además de saber que purificación y separación usar como
extracción, desorción, destilación, membranas de separación u otras tecnologías que
sirvan para el tren de separación. En la figura 14 se muestra el diagrama de operaciones.

Figura 14.Diagrama de operaciones
Finalmente se tiene el diagrama de flujo que puede ser candidato y que será analizado
donde ya están los equipos y se conocen las condiciones de operación junto con los
parámetros que van a ser evaluados. Un ejemplo de un diagrama de flujo que podría ser
evaluado está en la figura 15.
IC1
ENTR

ALI M

MEZCLA

REACTOR
TORRE2
TORRE1

DMT

MIX

IC2
SALR

D1

SEP1

WATER

MEOHFigura 15. Diagrama de flujo de los equipos
El diagrama de la figura 11 se usó para la construcción de la primera topología ya que
se desconocía de la existencia de un diagrama de flujo que estuviera reportado en la
literatura. Este diagrama es útil para la síntesis del diagrama de flujo que se busca
elaborar, sin embargo hay otra alternativa de hacer la síntesis de un proceso químico
que es el modelode la cebolla.
Este modelo se basa en hacer primero el reactor ya que define la separación y el reciclo,
y estos dos generan los datos para la red de intercambio de calor y por último los
servicios auxiliares necesarios. Yee Foo, et al proponen el uso de este modelo que se
muestra en la figura 16, además del uso de cualquier simulador para agilizar la síntesis
debido a que los datos como losbalances de materia y energía se obtienen más rápido
junto que las decisiones de que equipos utilizar para el tren de separación y los ajustes

en los equipos cuando hay recirculaciones. A parte los diferentes arreglos que pueden
hacerse de la red de intercambio de calor se obtienen pueden obtener los datos y
compararlos entre sí y así es más fácil escoger los servicios auxiliares.
La ventaja de...