Diseño mecanico de reactores

11 MANUAL DE CÁLCULOS
ÍNDICE

Nota introductiva ……………………………………………..…..11-2

11.1.

Diseño de tanques de almacenamiento y cubeta………11-5

11.1.1.

Características y clasificación de los productos

11.1.2.

Diseño de tanques de almacenamiento de etileno

11.1.3.

Diseño de tanques de almacenamiento de acetaldehído

11.1.4.

Cálculo del sistema de refrigeración – media caña

11.2.

Diseño delreactor …………………….…………………….11-21

11.2.1.

Diseño mecánico

11.2.2.

Diseño funcional

11.3.

Diseño del separador de fases…………………………….11-41

11.3.1.

Diseño mecánico

11.3.2.

Diseño funcional

11.4.

Diseño de los intercambiadores de calor ………………11-57

11.5.

Diseño del absorbedor……………………………………...11-77

11.5.1.

Diseño mecánico

11.5.2.

Diseño funcional

11.6.

Diseño de los tanquespulmón……………………………11-96

11.7.

Diseño de las columnas de destilación…………….……11-100

11.7.1.

Diseño mecánico

11.7.2.

Diseño funcional de la columna de destilación extractiva DE-501-a

11.8.

Diseño y elección de bombas…………………………..…11-137

11.9.

Diseño y elección de compresores ……..………….……11-139

11.10. Diseño y elección de conducciones……………………..11-141

11.11. Diseño de equipos para el tratamiento de gases……....11-143
11.11.1. Diseñode la cámara de combustión
11.11.2. Diseño del absorbedor:
11.11.3. Diseño de la chimenea

11.12. Diseño de equipos para el tratamiento de líquidos mediante
el proceso Fenton………..……………………………………..…11-158
11.12.1. Caracterización de corrientes
11.12.2. Requerimientos para el proceso
11.12.3. Equipos
11.12.4. Recirculación corriente

11.13. Diseño

de

un

sistema

de

reactor

biológico

demembrana……………………………………………………..……11-164
11.13.1. Reactor biológico de lodos activos
11.13.2. Módulo de membranas

11.14. Servicios………………………………………….……………11-167
11.14.1. Cálculos del agua de refrigeración
11.14.2. Cálculos del vapor de agua
11.14.3. Cálculos del gas natural
11.14.4. Cálculos del grupo de frío (chiller)
11.14.5. Cálculos de los cables eléctricos y de la estación transformadora

11-1

NOTAINTRODUCTIVA:
El diseño mecánico de los equipos se calculará en base al código ASME
(American Society of Mechanical Engineers), sección VIII, división 1, en el que se
detalla el diseño, construcción e inspección de recipientes a presión.
Así pues, se resumirá en esta nota introductiva el manual de cálculo de los espesores
de pared de los equipos sometidos a presión interna, con cuerpo cilíndrico yfondo
superior e inferior toriesférico.

Relación de parámetros utilizados:
-

Presión, P:
Para escoger la presión de diseño que se utilizará, se sumará la presión de

operación del equipo a la presión hidrostática que ejerza el líquido que contenga. A
este resultado se le añadirá a su vez un 15% del total por motivos de seguridad, y se
redondeará en alza. El valor obtenido será el utilizado comopresión de diseño. Así se
muestra en la ecuación 11.1.

ecuación 11.1

La presión hidrostática, se calculará de acuerdo con la ecuación 11.2.

ecuación 11.2
-

Límite elástico, S:
El límite elástico variará en función del material escogido y de la temperatura

de operación del equipo. Toda la planta, a excepción del reactor, se diseña en acero
inoxidable 304, por sus buenas prestacionesmecánicas. En la figura 11.1, se muestra
una tabla donde se refleja la dependencia del límite elástico con la temperatura para
diferentes aceros.

11-2

Figura 11. 1 Valores del límite elástico a diferentes temperaturas (Sinnott R.K., 1983)

-

Factor de soldadura, E:
La soldadura es el medio por el que se realiza normalmente la unión entre

chapas. Debido a que representa una discontinuidad, a la vez quesu realización
puede conllevar defectos, la zona de soldadura se considera debilitada.
Así pues, en el cálculo de los recipientes se introduce una reducción del límite elástico
multiplicando a este por un coeficiente denominado factor de soldadura (E). Este valor
es E=0,85, considerando que el radiografiado realizado es parcial.

-

Sobreespesor de corrosión, C1:
Se...