Ingenieria De Procesos

Análisis de Procesos Químicos

Bibliografía:
• Turton, R., Bailie, R. Analysis, Synthesis and Design of Chemical Processes. Prentice Hall, PTR, 1998. • Seider, W., Seader, J., Lewin, D. Process Design Principles. Synthesis, Analysis and Evaluation. Johe Wiley & Sons, INC., 1998. • Murphy, R. Introducción a los procesos químicos. Principios, análisis y síntesis. McGraw Hill, 2007.

•CONTENIDOS.
1. Diagramas de procesos
– BFD, PFD, P&ID.

2. Estructura de los procesos químicos. 3. Técnicas y estrategias para el análisis de procesos químicos. 4. Estudio de casos.

• La comprensión de un sistema de procesos químico se facilita con una correcta lectura e interpretación de los diagramas de procesos. • Los distintos tipos de diagramas muestran diferentes niveles de complejidad einformación.

Tipos de diagramas de procesos
Tipo de Diagrama Entradas-Salidas Información que suministra Materias primas. Reacciones estequiométricas. Productos.

Bloques (BFD)

Lo anterior más: .- Balance de materia. .- Principales unidades del proceso. .- Especificaciones de desempeño de unidades de proceso.

las

Flujo de Proceso (PFD)

Todo lo anterior más: .- Especificaciones deprincipales equipos de proceso. .- Balance de energía. .- Condiciones de proceso.

Ejemplos de diagramas Entradas-Salidas.
1. Obtención de benceno por hidrogenación del tolueno:
Hidrógeno

Tolueno

C6 H 5CH 3  H 2  C6 H 6  CH 4

Metano Benceno

2.

Síntesis de amoníaco:

350 ton CH4 / día 795 ton H2 O / día 825 ton N2 / día

Proceso de Síntesis del Amoníaco

1000 ton NH3 /día 970 ton CO2/ día

Diagramas Entradas-Salidas
• Todas las operaciones físicas y químicas
involucradas en el proceso se representan con

un único bloque.
• Se utilizan flechas para representar las

entradas y salidas de materiales.
Materias primas entran por la izquierda y los productos salen por la derecha. • Pueden mostrarse velocidades de flujo o cantidad de las materias primas yproductos.

Ejemplo de Diagrama de Bloque (BFD)
Gases 2.610 Kg/hr Tolueno 10.000 Kg/hr

REACTOR

DE GASES

Conversion de Tolueno 75%

Diagrama Entrada-Salida correspondiente…
Hidrógeno

SEPARADOR DE BENCENO

Hidrógeno 820 Kg/hr

SEPARADOR

Benceno 8.210 Kg/hr

Tolueno

C6 H 5CH 3  H 2  C6 H 6  CH 4

Metano

Benceno

Convenciones para los diagramas de bloques.
•Cada operación o unidad de proceso se representa por un bloque.
• Existen sólo cuatro tipo de unidades de proceso que se representan en los diagramas de bloque: Mezcladores, Reactores, Divisores y Separadores. • Las corrientes de flujo principal se representan por líneas flechadas en la dirección del flujo. • Los flujos van de izquierda a derecha en el diagrama. • Las corrientes gaseosas seincluyen en la parte superior del diagrama, y los líquidos y sólidos hacia la parte inferior, separados por densidades. • Si las líneas se cruzan las horizontales se mantienen y las verticales se cortan. • Se incluye la información crítica para entender el proceso.

TRES ELEMENTOS INDISPENSABLES

Ejemplo de Diagrama de Flujo de Proceso (PFD)
gases de combustión
16

Gases

 Diagrama
19R-101
hps

8

T-101 E-103
10

TK-101
2

E-101
4

6

13

E-104

C-101A/B

V-101
17

cw

Tolueno
1

12

V-102
E-105

H-101 P-101A/B
3 7

lps
18

cw

air

fg
9

E-102

mps cw
14

15

Benceno

Hidrógeno

5

V-103
11

E-106
P-102A/B

 Descriptor de los equipos
TK-101 Almacén Tolueno P-101A/B E-101 Bomba Precalen Tolueno Alim H-101R-101 Horno Reactor Alim C-101A/B Compresor Gas Reciclo E-102 V-101 V-103 Enfriador Separador Separador Salida HP LP Reactor E –103 E-106 Calentador Rehervidor Entrada Benceno Torre T-101 Torre de Benceno V-102 Tambor Reflujo P-102A/B E-105 Bomba Enfriador Reflujo Producto

 Tabla con especificaciones de las corrientes

En los Diagramas de Flujo de Procesos…
• Se representan TODOS los equipos...