INTRODUCCIÓN AL DISEÑO DE PROCESOS

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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