INTRODUCCIÓN AL DISEÑO DE PROCESOS
Bases del diseño
El proyecto de diseño de un proceso químico tiene por origen cubrir un requerimiento de capacidad de
producción. "Diséñese un proceso para producir X Toneladas anualmente de un compuesto Y"
1. La selección de la ruta de reacciones
2. La selección del tipo de proceso a utilizar
3. La selección de la carga de la planta
4. El establecimiento del esquema (diagrama) de proceso
5. La selección del tipo de los equipos
6. El establecimiento de las condiciones de operación
7. La integración de requerimientos de los servicios
Documento
1. Generalidades
2. La capacidad, el factor de servicio y la flexibilidad
3. Las especificaciones de las alimentaciones y productos
4. Las condiciones de las alimentaciones y productos en los límites de batería
5. Información de servicios auxiliares y de proceso
Función objetivo
Determinación de los criterios en función de los cuales deben seleccionarse alternativas
Preocupación por el medio ambiente
La preocupación por el deterioro del medio ambiente conduce a que los gobiernos locales y federales impongan normas y sanciones cada vez más severas.
1. Determinar si se puede reducir el contaminante en el punto de su generación.
2. Si no es posible, probar la posibilidad de reciclarlo hasta su extinción.
3. Si no es posible, tratar de purificar el contaminante si es que puede venderse y recuperar los costos de purificación,
4. Si no es posible, Proponer un tratamiento que elimine su peligrosidad,
5. Si no es posible, enviarlo a confinamiento.
1. Con la propuesta y aplicación de la reducción o eliminación del consumo de materias primas contaminantes
2. Sustitución de solventes peligrosos por solventes en base agua.
3. El uso de catalizadores y reactores que favorezcan la selectividad de los productos deseados
Definición del problema
Especificaciones y criterios del diseño de procesos
Las especificaciones de diseño son los requerimientos a cumplir bajo un acuerdo de las partes que las definen y por lo general se definen en las bases de diseño.
1. Menor consumo de materiales
2. Menor consumo de energía
3. Impacto en el medio ambiente
4. Funcionamiento
5. Seguridad
6. Flexibilidad
7. Elasticidad
8. Controlabilidad
9. Confiabilidad
Reducción de alternativas
Seleccionando aquellas que cumplan en forma óptima con las especificaciones establecidas.
Síntesis del problema
Implica la génesis del conjunto de alternativas estructurales posibles
El diagrama de cebolla
En cada nivel del diseño se determinan las alternativas que deben examinarse con más detalle y las que deben excluirse a la luz de razonamientos funcionales, ambientales, económicos y de seguridad.
1. Síntesis de los caminos de la reacción química
2. Síntesis de la red de reactores
3. Síntesis del sistema de separación
4.Síntesis de la red de intercambiadores
5. Diseño de los sistemas auxiliares
6. Síntesis de la estructura de control
El diseño básico de los procesos
La segunda estrategia procede avanzando por niveles en una jerarquía de decisiones, que a partir de propuestas simples, por refinamientos sucesivos se llega al diagrama completo del proceso.
1. Decidir entre proceso continuo o intermitente.
2. Definir la estructura de entrada y salida
3. Definir la estructura de reactores y reciclo
4. Definir la estructura del sistema de separadores y
5. Diseñar el sistema que permita la integración de energía en una red de intercambiadores de calor
Por la formulación de modelos matemáticos y su solución mediante programación matemática
